WO2009106404A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine mit abgasturbolader - Google Patents

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combustion engine
delta
turbocharger
pwm
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Thomas Burkhardt
Jürgen DINGL
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Continental Automotive Gmbh
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for operating an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine has an exhaust gas turbocharger.
  • An exhaust gas turbocharger basically comprises a turbine, which is arranged in an exhaust tract of the internal combustion engine, and a compressor, which is arranged in an intake tract of the internal combustion engine and which is mechanically coupled to the turbine.
  • a speed of the compressor which may also be referred to as a turbocharger speed, may, for example, be regulated via a wastegate arranged in a bypass around the turbine in the exhaust tract.
  • Document DE 10 2005 007 558 A1 discloses monitoring at least one of the variables: rate of increase, turbocharger speed, and turbocharger speed for protecting a turbocharger connected to an engine from overspeeding in a vehicle having an exhaust brake valve. Further, closing an exhaust brake to reduce the speed of the turbocharger is disclosed in response to the rate of increase of the turbocharger speed being greater than or equal to a first threshold and the turbocharger speed being greater than or equal to a second threshold.
  • Document DE 10 2004 042 272 A1 discloses a control or regulation of the boost pressure of an internal combustion engine with a compressor in an air supply of the internal combustion engine, wherein an actuator is provided, with which the boost pressure of the compressor is adjusted. Depending on a speed of the compressor, a manipulated variable for the actuator is determined.
  • the object on which the invention is based is to provide a method and a device for operating an internal combustion engine, which enables a simple and reliable control of a rotational speed of a turbocharger of the internal combustion engine.
  • the invention is characterized by a method and a device for operating an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine has an exhaust gas turbocharger.
  • a boost pressure which is downstream of a compressor of the exhaust gas turbocharger and upstream of a cylinder inlet of the internal combustion engine, is regulated to a predetermined desired value of the boost pressure.
  • a regulator control signal component of a regulator for regulating the boost pressure to a desired value of the boost pressure is determined.
  • a turbocharger speed change is determined which is assigned to the controller control signal component.
  • a threshold value of the turbocharger speed is determined as a function of the determined turbocharger speed change.
  • the turbocharger speed in particular the speed of the compressor, does not come into a critical range for the exhaust gas turbocharger on account of the control signal signal component.
  • the turbocharger speed is limited depending on the limit of the turbocharger speed. For example, upon reaching the threshold value of the turbocharger speed, a target torque of the internal combustion engine may be automatically reduced. Alternatively or in addition, depending on the threshold value of the turbocharger speed, further safety measures can be taken and / or an entry in an error memory of the internal combustion engine can be made, for example.
  • the turbocharger speed change is determined so that it corresponds to a turbocharger speed change, which can occur due to the Reglerstellsignalanteils caused by a leakage downstream of the compressor and upstream of the cylinder inlet.
  • any servo control signal component is interpreted as being caused by leakage downstream of the compressor and upstream of the cylinder inlet.
  • controller control signal components are misinterpreted due to, for example, manufacturing tolerances or wear, this certainly ensures that the compressor never rotates too high and thus the turbocharger speed safely remains outside the critical range of the turbocharger speed.
  • the limit value of the turbocharger rotational speed is determined as a function of the determined turbocharger rotational speed change by reducing a predefined basic limit value of the turbocharger rotational speed by the ascertained turbocharger rotational speed change. This simply makes it possible to determine the limit value of the turbocharger speed as a function of the determined turbocharger rotational speed change.
  • the operating point of the internal combustion engine comprises a value of a load variable the internal combustion engine and a speed of the internal combustion engine.
  • Figure 2 is a flowchart of a program for operating the internal combustion engine.
  • An internal combustion engine (FIG. 1) comprises an intake tract 1, an engine block 2, a cylinder head 3 and an exhaust tract 4.
  • the intake tract 1 preferably comprises a throttle valve 5, furthermore a collector 6 and an intake manifold 7 which leads to a combustion chamber 9 of a combustion engine Cylinder Zl is guided via a cylinder inlet in the engine block 2.
  • the engine block 2 further comprises a crankshaft 8, which is coupled via a connecting rod 10 with a piston 11 of the cylinder Zl.
  • an exhaust gas catalyst 29 is preferably arranged, which is designed for example as a three-way catalyst.
  • one or more additional cylinders Z2 - Z4 may be provided.
  • any number of cylinders Z1 - Z4 can be provided.
  • the cylinder head 3 comprises a valve drive with gas exchange valves, which are gas inlet valves 12 and gas outlet valves 13, and associated with these valve actuators 14, 15.
  • the cylinder head 3 further comprises an injection valve 22 and a Spark plug 23. If the engine is a diesel engine, the engine may also include no spark plug 23. Alternatively, the injection valve 22 may also be arranged in the intake manifold 7.
  • a control device 25 is provided, which is associated with sensors which detect different measured variables and in each case determine the value of the measured variable.
  • Operating variables include the measured variables and variables derived from the measured variables.
  • An operating point of the internal combustion engine is predetermined by at least one value of an operating variable, preferably by a respective value of a plurality of operating variables.
  • the control device 25 determines dependent on at least one of the measured variables manipulated variables, which are then converted into one or more actuating signals for controlling the actuators by means of corresponding actuators.
  • the control device 25 can also be referred to as a device for operating the internal combustion engine.
  • the sensors are a pedal position sensor 26 detecting a accelerator pedal position 27, an air mass sensor 28 detecting an air mass flow upstream of the throttle 5, a throttle position sensor 30 detecting an opening degree of the throttle valve 5, a boost pressure sensor 31 supplying a boost pressure upstream the throttle 5 and downstream of a compressor 42 detects, a temperature sensor 32 which detects an intake air temperature, a Saugrohr horrsensor 34 which detects an intake manifold pressure in the collector 6, a crankshaft sensor 36 which detects a crankshaft angle, then a rotational speed N (FIG 2) is assigned. Furthermore, a lambda probe 43 may be provided, whose measurement signal is representative of the oxygen content in the exhaust gas and thus provides information about the mixture composition of the internal combustion engine. Depending on the embodiment of the invention, any subset of said sensors may be present, or additional sensors may be present.
  • the actuators are, for example, a throttle valve actuator 33 for adjusting the throttle valve 5, the gas inlet and gas outlet valves 12, 13, the injection valve 22, the spark plug 23, an actuator for adjusting a compressor bypass valve 44 and / or a valve actuator for adjusting a turbine bypass valve 50.
  • the compressor 42 is disposed in the intake passage 1 upstream of the throttle valve 5 and downstream of an air cleaner 38. Via a compressor bypass 40, fresh air can be passed back to the suction side of the compressor 42 after passing through the compressor 42, depending on a predetermined activation of the actuator for adjusting the compressor bypass valve 44.
  • An exhaust gas turbocharger includes the compressor 42 and a turbine 48 which is mechanically coupled to the compressor 42 for driving the compressor 42 and which is disposed in the exhaust tract 4 so as to be driven by the exhaust gas from a combustion process in the combustion chamber 9 can.
  • the exhaust gas may be routed past the turbine 48 via a turbine bypass 46 such that the exhaust gas routed through the turbine bypass 46 does not drive the turbine 48.
  • the exhaust gas is passed to the turbine 48, depending on a predetermined activation of the valve actuator for adjusting the turbine bypass valve 50.
  • the turbine bypass valve 50 may also be referred to as a wastegate. Alternatively or in addition to the wastegate, the turbine can be controlled by means of a variable turbine geometry.
  • a turbocharger speed which preferably represents a speed of the compressor 42, is preferably controlled by driving the valve actuator to adjust the turbine bypass valve 50.
  • the actuation of the valve actuator for adjusting the turbine bypass valve 50 is preferably carried out by means of a wastegate control signal PWM_WG, which depends on a pilot control, in particular of a pilot value, which depends on the operating point of the internal combustion engine.
  • PWM_WG wastegate control signal
  • the precontrol value can be determined, for example, as a function of the operating point by means of a characteristic map which, like any other characteristic map, is recorded, for example, on a motor test bench and is preferably stored on a storage medium of the control device 25.
  • the activation of the valve actuator for adjusting the turbine bypass valve 50 is effected by means of a control signal signal component DELTA PWM WG, which is caused by a controller for controlling the turbocharger speed.
  • the controller control signal component DELTA_PWM_WG represents a control-related control signal deviation from the control signal on the basis of the pilot control value.
  • the controller control signal component DELTA PWM WG preferably changes the wastegate control signal PWM_WG on the basis of the precontrol so that, for example, manufacturing tolerances, wear or errors, for example leakage, of the internal combustion engine are compensated.
  • the operating point includes, for example, the
  • Speed N of the internal combustion engine and a value of a load size of the internal combustion engine for example, a desired value PUT_SP of the boost pressure.
  • the intake manifold pressure detected by the intake manifold pressure sensor 34 and / or the boost pressure detected by the boost pressure sensor 34 are reduced during turbocharged engine operation with constant turbocharger pressure. rotation speed.
  • the controller increases the turbocharger speed by means of the control signal signal component DELTA_PWM_WG.
  • a program for operating the internal combustion engine is preferably stored on the storage medium of the control device 25, a program for operating the internal combustion engine is preferably stored.
  • the program is used to determine a threshold value of the turbocharger speed so that even with a high control signal signal portion DELTA_PWM_WG, for example due to the leakage downstream of the compressor 42 and upstream of the cylinder inlet, the turbocharger speed remains below a critical range of the turbocharger speed.
  • the program (FIG. 2) is preferably started in a step S1 in which, if appropriate, variables are initialized, for example an engine start of the internal combustion engine that is near real time.
  • the controller control signal component DELTA_PWM_WG is determined as a function of the difference between an actual value PUT_AV and the desired value PUT_SP of the boost pressure and as a function of the operating point of the internal combustion engine.
  • the operating point of the internal combustion engine is preferably predetermined by the desired value PUT_SP of the boost pressure and the rotational speed N of the internal combustion engine.
  • a turbocharger speed change DELTA N TCHA is determined as a function of the control signal signal component DELTA_PWM_WG and the operating point of the internal combustion engine.
  • another map is preferably on the
  • Storage medium of the control device 25 stored in which the turbocharger speed change DELTA_N_TCHA is plotted over the operating point and the controller control signal component DELTA PWM WG.
  • the map is displayed, for example, at a Torpedo recorded by downstream of the compressor 42 and upstream of the cylinder inlet defined leaks are introduced and the Reglerstellsignalanteil DELTA_PWM_WG is observed.
  • a limit value N_TCHA_MAX of the turbocharger rotational speed is determined as a function of the turbocharger rotational speed change DELTA_N_TCHA.
  • the limit value N_TCHA_MAX of the turbocharger rotational speed is preferably determined as a function of a basic limit value C_N_TCHA_MAX of the turbocharger rotational speed and as a function of the determined turbocharger rotational speed change DELTA_N_TCHA, preferably according to the calculation specification given in step S4.
  • the program can be ended.
  • the program is executed regularly during operation of the internal combustion engine.
  • the speed of the turbocharger, in particular of the compressor 42 is preferably limited as a function of the determined limit value N TCHA MAX of the turbocharger speed.
  • at least one further safety function can be activated and / or an entry in an error memory of the internal combustion engine can be made.

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Abstract

Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader wird ein Ladedruck, der stromabwärts eines Verdichters (42) des Abgasturboladers und stromaufwärts eines Zylindereinlasses der Brennkraftmaschine vorliegt, auf einen vorgegebenen Sollwert (PUT_SP) des Ladedrucks geregelt. Ein Reglerstellsignalanteil (DELTA_PWM_WG) eines Reglers zum Regeln des Ladedrucks auf einen Sollwert (PUT_SP) des Ladedrucks wird ermittelt. Abhängig von dem Reglerstellsignalanteil (DELTA_PWM_WG) und abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine wird eine Turboladerdrehzahländerung (DELTA_N_TCHA) ermittelt, die dem Reglerstellsignalanteil (DELTA_PWM_WG) zugeordnet ist. Ein Grenzwert (N_TCHA_MAX) der Turboladerdrehzahl wird abhängig von der ermittelten Turboladerdrehzahländerung (DELTA_PWM_WG) ermittelt.

Description

Beschreibung:
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine hat einen Abgasturbolader.
Moderne Brennkraftmaschinen umfassen regelmäßig Abgasturbolader. Ein Abgasturbolader umfasst grundsätzlich eine Turbine, die in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine angeordnet ist, und einen Verdichter, der in einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet ist und der mit der Turbine mechanisch gekoppelt ist. Eine Drehzahl des Verdichters, die auch als Turboladerdrehzahl bezeichnet werden kann, kann beispielsweise über ein Wastegate, das in einem Bypass um die Turbine in dem Abgastrakt angeordnet ist, geregelt werden.
Das Dokument DE 10 2005 007 558 Al offenbart ein Überwachen wenigstens einer der Variablen: Zuwachsrate, Turboladerdrehzahl und Turboladerdrehzahl zum Schützen eines mit einem Motor verbundenen Turboladers gegen ein Überdrehen in einem Fahrzeug mit einem Abgasbremsventil. Ferner wird offenbart ein Schließen einer Abgasbremse zum Reduzieren der Drehzahl des Turboladers jeweils in Antwort darauf, dass die Zuwachsrate der Turboladerdrehzahl größer oder gleich einem ersten Grenzwert ist und dass die Turboladerdrehzahl größer oder gleich einem zweiten Grenzwert ist.
Das Dokument DE 10 2004 042 272 Al offenbart eine Steuerung oder Regelung des Ladedrucks einer Brennkraftmaschine mit einem Verdichter in einer Luftzufuhr der Brennkraftmaschine, wobei ein Stellglied vorgesehen ist, mit dem der Ladedruck des Verdichters eingestellt wird. In Abhängigkeit von einer Drehzahl des Verdichters wird eine Stellgröße für das Stellglied ermittelt.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine einfache und sichere Regelung einer Drehzahl eines Turboladers der Brennkraftmaschine er- möglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine hat einen Abgasturbolader. Ein Ladedruck, der stromabwärts eines Verdichters des Abgasturboladers und stromaufwärts eines Zylindereinlasses der Brennkraftmaschine vorliegt, wird auf einen vorgegebenen Sollwert des Ladedrucks geregelt. Ein Reglerstellsignalanteil eines Reglers zum Regeln des Ladedrucks auf einen Sollwert des Ladedrucks wird ermittelt. Abhängig von dem Reglerstellsignalanteil und ab- hängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine wird eine Turboladerdrehzahländerung ermittelt, die dem Reglerstellsignalanteil zugeordnet ist. Ein Grenzwert der Turboladerdrehzahl wird abhängig von der ermittelten Turboladerdrehzahländerung ermittelt.
Dies trägt einfach dazu bei, dass die Turboladerdrehzahl, insbesondere die Drehzahl des Verdichters, nicht aufgrund des Reglerstellsignalanteils in einen für den Abgasturbolader kritischen Bereich kommt. Vorzugsweise wird die Turbolader- drehzahl abhängig von dem Grenzwert der Turboladerdrehzahl begrenzt. Beispielsweise kann beim Erreichen des Grenzwerts der Turboladerdrehzahl ein Solldrehmoment der Brennkraftmaschine automatisch verringert werden. Alternativ oder zusätz- lieh können abhängig von dem Grenzwert der Turboladerdrehzahl weitere Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden und/oder es kann beispielsweise ein Eintrag in einem Fehlerspeicher der Brennkraftmaschine vorgenommen werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Turboladerdrehzahländerung so ermittelt, dass sie einer Turboladerdrehzahländerung entspricht, die aufgrund des Reglerstellsignalanteils hervorgerufen durch eine Leckage stromabwärts des Verdichters und stromaufwärts des Zylindereinlasses auftreten kann. In anderen Worten wird jeglicher Reglerstellsignalanteil so interpretiert, dass dieser durch eine Leckage stromabwärts des Verdichters und stromaufwärts des Zylindereinlasses hervorgerufen wird. Dabei werden zwar Reglerstellsignalanteile aufgrund von beispielsweise Fertigungstoleranzen oder Verschleiß falsch interpretiert, jedoch führt dies sicher dazu, dass der Verdichter auf keinen Fall zu hoch dreht und damit die Turboladerdrehzahl sicher außerhalb des kritischen Bereichs der Turboladerdrehzahl bleibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Grenzwert der Turboladerdrehzahl abhängig von der ermittelten Turboladerdrehzahländerung ermittelt, indem ein vorgegebener Grundgrenzwert der Turboladerdrehzahl um die ermittelte Turboladerdrehzahländerung verringert wird. Dies ermöglicht ein- fach, den Grenzwert der Turboladerdrehzahl abhängig von der ermittelten Turboladerdrehzahländerung zu ermitteln.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine einen Wert einer Lastgröße der Brennkraftmaschine und eine Drehzahl der Brennkraftmaschine .
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Brennkraftmaschine,
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren- übergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drossel- klappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Brennraum 9 eines Zylinders Zl über einen Zylinder- einlass in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, die über eine Pleuelstange 10 mit einem Kolben 11 des Zylinders Zl gekoppelt ist. In dem Abgastrakt 4 ist vorzugsweise ein Abgaskatalysator 29 angeordnet, der beispielsweise als Drei-Wege-Katalysator ausgebildet ist. Neben dem Zylinder Zl können ein oder mehrere weitere Zylinder Z2 - Z4 vorgesehen sein. Ferner kann jede beliebige Anzahl von Zylindern Zl - Z4 vorgesehen sein.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit Gaswechselventilen, die Gaseinlassventile 12 und Gasauslassventile 13 sind, und diesen zugeordnete Ventilantriebe 14, 15. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 22 und eine Zündkerze 23. Falls die Brennkraftmaschine eine Diesel- Brennkraftmaschine ist, kann die Brennkraftmaschine auch keine Zündkerze 23 umfassen. Alternativ kann das Einspritzventil 22 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein.
Eine Steuereinrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen die Messgrößen und von den Messgrößen abgeleitete Größen. Ein Be- triebspunkt der Brennkraftmaschine ist durch mindestens einen Wert einer Betriebsgröße, vorzugsweise durch je einen Wert mehrerer Betriebsgrößen vorgegeben. Die Steuereinrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuereinrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahr- pedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Drosselklappenstellungssensor 30, der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 erfasst, ein Ladedrucksensor 31, der einen Ladedruck stromaufwärts der Dros- seiklappe 5 und stromabwärts eines Verdichters 42 erfasst, ein Temperatursensor 32, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, der einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellensensor 36, der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N (Figur 2) zugeordnet wird. Ferner kann eine Lambdasonde 43 vorgesehen sein, deren Messsignal repräsentativ für den Sauerstoffgehalt im Abgas und liefert damit eine Information über die Gemischzusammensetzung der Brennkraftmaschine. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise ein Drosselklappenstellglied 33 zum Verstellen der Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Einspritzventil 22, die Zündkerze 23, ein Stellglied zum Verstellen eines Verdichter- Bypassventils 44 und/oder ein Ventil-Stellglied zum Verstel- len eines Turbinen-Bypassventils 50.
Der Verdichter 42 ist in dem Ansaugtrakt 1 stromaufwärts der Drosselklappe 5 und stromabwärts eines Luftfilters 38 angeordnet. Über einen Verdichter-Bypass 40 kann abhängig von ei- nem vorgegebenen Ansteuern des Stellglieds zum Verstellen des Verdichter-Bypassventils 44 Frischluft nach Durchströmen des Verdichters 42 auf Saugseite des Verdichters 42 zurück geleitet werden.
Ein Abgasturbolader umfasst den Verdichter 42 und eine Turbine 48, die zum Antreiben des Verdichters 42 mechanisch mit dem Verdichter 42 gekoppelt ist und die in dem Abgastrakt 4 so angeordnet ist, dass sie von dem Abgas aus einem Verbren- nungsprozess in dem Brennraum 9 angetrieben werden kann. Das Abgas kann über einen Turbinen-Bypass 46 so an der Turbine 48 vorbei geleitet werden, dass das durch den Turbinen-Bypass 46 geleitete Abgas die Turbine 48 nicht antreibt. Das Abgas wird abhängig von einem vorgegebenen Ansteuern des Ventil- Stellglieds zum Verstellen des Turbinen-Bypassventils 50 an der Turbine 48 vorbei geleitet. Das Turbinen-Bypassventil 50 kann auch als Wastegate bezeichnet werden. Alternativ oder zusätzlich zu dem Wastegate kann die Turbine mittels einer variablen Turbinengeometrie gesteuert werden. Eine Turboladerdrehzahl, die vorzugsweise eine Drehzahl des Verdichters 42 repräsentiert, wird vorzugsweise durch Ansteuern des Ventil-Stellglieds zum Verstellen des Turbinen- Bypassventils 50 geregelt. Das Ansteuern des Ventil- Stellglieds zum Verstellen des Turbinen-Bypassventils 50 erfolgt vorzugsweise mittels eines Wastegate-Stellsignals PWM_WG, das von einer Vorsteuerung, insbesondere von einem Vorsteuerwert abhängt, der von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine abhängt. Der Vorsteuerwert kann beispielsweise abhängig von dem Betriebspunkt mittels eines Kennfelds ermittelt werden, das, wie jedes weitere Kennfeld, beispielsweise an einem Motorprüfstand aufgezeichnet wird und vorzugsweise auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 abgelegt wird. Ferner erfolgt das Ansteuern des Ventil-Stellglieds zum Verstellen des Turbinen-Bypassventils 50 mittels eines Reglerstellsignalanteils DELTA PWM WG, der hervorgerufen wird durch einen Regler zum Regeln der Turboladerdrehzahl. In anderen Worten repräsentiert der Reglerstellsignalanteil DELTA_PWM_WG eine reglerbedingte Stellsignalabweichung von dem Stellsignal aufgrund des Vorsteuerwerts. Der Reglerstellsignalanteil DELTA PWM WG verändert das Wastegate-Stellsignal PWM_WG aufgrund der Vorsteuerung vorzugsweise so, dass beispielsweise Fertigungstoleranzen, Verschleiß oder Fehler, beispielsweise eine Leckage, der Brennkraftmaschine ausgegli- chen werden. Der Betriebspunkt umfasst beispielsweise die
Drehzahl N der Brennkraftmaschine und einen Wert einer Lastgröße der Brennkraftmaschine, beispielsweise einen Sollwert PUT_SP des Ladedrucks.
Falls stromabwärts des Verdichters 42 und stromaufwärts des Zylindereinlasses eine Leckage auftritt, so verringert sich im aufgeladenen Motorbetrieb der von dem Saugrohrdrucksensor 34 erfasste Saugrohrdruck und/oder der von dem Ladedrucksensor 34 erfasste Ladedruck bei gleich bleibender Turbolader- drehzahl. Um diesen Saugrohrdruck auf einen entsprechenden Sollwert anzuheben, erhöht der Regler mittels des Reglerstellsignalanteils DELTA_PWM_WG die Turboladerdrehzahl.
Auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ist vorzugsweise ein Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine gespeichert. Das Programm dient dazu, einen Grenzwert der Turboladerdrehzahl so zu ermitteln, dass auch bei einem hohen Reglerstellsignalanteil DELTA_PWM_WG, beispielsweise aufgrund der Leckage stromabwärts des Verdichters 42 und stromaufwärts des Zylindereinlasses die Turboladerdrehzahl unterhalb eines kritischen Bereichs der Turboladerdrehzahl bleibt.
Das Programm (Figur 2) wird vorzugsweise in einem Schritt Sl gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden, beispielsweise zeitnahe einem Motorstart der Brennkraftmaschine .
In einem Schritt S2 wird der Reglerstellsignalanteil DELTA_PWM_WG abhängig von der Differenz zwischen einem Istwert PUT_AV und dem Sollwert PUT_SP des Ladedrucks und abhängig von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt. Der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ist vorzugsweise durch den Sollwert PUT_SP des Ladedrucks und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine vorgegeben.
In einem Schritt S3 wird abhängig von dem Reglerstellsignalanteil DELTA_PWM_WG und dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine Turboladerdrehzahländerung DELTA N TCHA ermit- telt. Dazu ist vorzugsweise ein weiteres Kennfeld auf dem
Speichermedium der Steuereinrichtung 25 abgelegt, in dem die Turboladerdrehzahländerung DELTA_N_TCHA über dem Betriebspunkt und über dem Reglerstellsignalanteil DELTA PWM WG aufgetragen ist. Das Kennfeld wird beispielsweise an einem Mo- torprüfstand aufgezeichnet, indem stromabwärts des Verdichters 42 und stromaufwärts des Zylindereinlasses definierte Leckagen eingebracht werden und der Reglerstellsignalanteil DELTA_PWM_WG beobachtet wird.
In einem Schritt S4 wird abhängig von der Turboladerdrehzahländerung DELTA_N_TCHA ein Grenzwert N_TCHA_MAX der Turboladerdrehzahl ermittelt. Vorzugsweise wird der Grenzwert N_TCHA_MAX der Turboladerdrehzahl abhängig von einem Grund- grenzwert C_N_TCHA_MAX der Turboladerdrehzahl und abhängig von der ermittelten Turboladerdrehzahländerung DELTA_N_TCHA ermittelt, vorzugsweise nach der in dem Schritt S4 angegebenen Berechnungsvorschrift.
In einem Schritt S5 kann das Programm beendet werden. Vorzugsweise wird das Programm jedoch regelmäßig während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet. Ferner wird vorzugsweise abhängig von dem ermittelten Grenzwert N TCHA MAX der Turboladerdrehzahl die Drehzahl des Turboladers, insbe- sondere des Verdichters 42 begrenzt. Ferner kann abhängig von dem Reglerstellsignalanteil DELTA PWM WG und/oder abhängig von dem Grenzwert N_TCHA_MAX der Turboladerdrehzahl zumindest eine weitere Sicherungsfunktion aktiviert werden und/oder ein Eintrag in einem Fehlerspeicher der Brennkraftmaschine vorge- nommen werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader, bei dem
- ein Ladedruck, der stromabwärts eines Verdichters (42) des Abgasturboladers und stromaufwärts eines Zylindereinlasses der Brennkraftmaschine vorliegt, auf einen vorgegebenen Sollwert (PUT_SP) des Ladedrucks geregelt wird, - ein Reglerstellsignalanteil (DELTA_PWM_WG) eines Reglers zum Regeln des Ladedrucks auf einen Sollwert (PUT SP) des Ladedrucks ermittelt wird,
- abhängig von dem Reglerstellsignalanteil (DELTA PWM WG) und abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine Turboladerdrehzahländerung (DELTA_N_TCHA) ermittelt wird, die dem Reglerstellsignalanteil (DELTA_PWM_WG) zugeordnet ist,
- ein Grenzwert (N_TCHA_MAX) der Turboladerdrehzahl abhängig von der ermittelten Turboladerdrehzahländerung (DELTA_PWM_WG) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Grenzwert (N_TCHA_MAX) der Turboladerdrehzahl abhängig von der ermittelten Turboladerdrehzahländerung (DELTA_PWM_WG) ermittelt wird, indem ein vorgegebener Grundgrenzwert (C_N_TCHA_MAX) der Turboladerdrehzahl um die ermittelte Turboladerdrehzahländerung (DELTA_PWM_WG) verringert wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine einen Wert einer Lastgröße der Brennkraftmaschine und eine Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine umfasst.
4. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist,
- einen Ladedruck, der stromabwärts eines Verdichters (42) des Abgasturboladers und stromaufwärts eines Zylindereinlas- ses der Brennkraftmaschine vorliegt, auf einen vorgegebenen Sollwert (PUT_SP) des Ladedrucks zu regeln,
- einen Reglerstellsignalanteil (DELTA PWM WG) eines Reglers zum Regeln des Ladedrucks auf einen Sollwert (PUT_SP) des La- dedrucks zu ermitteln,
- abhängig von dem Reglerstellsignalanteil (DELTA_PWM_WG) und abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine Turboladerdrehzahländerung (DELTA_N_TCHA) zu ermitteln, die dem Reglerstellsignalanteil (DELTA PWM WG) zugeordnet ist, - einen Grenzwert (N_TCHA_MAX) der Turboladerdrehzahl abhängig von der ermittelten Turboladerdrehzahländerung (DELTA N TCHA) zu ermitteln.
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