WO2018010963A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern eines verbrennungsmotors mit einem abgasturbolader - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum steuern eines verbrennungsmotors mit einem abgasturbolader Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine which is equipped with an exhaust gas turbo ⁇ to increase the power.
  • Internal combustion engines particularly for motor vehicles are carried out in the majority as reciprocating internal combustion engines, the present invention especially in the reference ge ⁇ is taken.
  • rotary internal combustion engines (Wankel principle) are also encompassed by this generic term and the scope of the invention.
  • Reciprocating internal combustion engines have at least one reciprocating cylinder, hereinafter referred to as cylinder, but often at least three or more cylinders.
  • a reciprocating piston Per cylinder, a reciprocating piston is provided which limits a combustion chamber with the cylinder and can move up and down in the cylinder over a distance called a piston stroke.
  • the reciprocating piston By filling the combustion chamber with a fuel-air mixture and the subsequent combustion of the fuel consum- fes the reciprocating piston is driven and the movement of the reciprocating piston is transferred via a connecting rod to the crankshaft of the Burn ⁇ voltage motors, which is thereby caused to rotate and to drive a motor vehicle required torque ⁇ outputs.
  • gasoline engines with normal or super gasoline being ignited by means of at least one ignition device, for example a spark igniter.
  • ignition device for example a spark igniter.
  • spark plug per cylinder and diesel engines are operated with diesel fuel in auto-ignition.
  • direct fuel injection systems are used in which the fuel under high pressure, for example in a so-called common rail and provided by means of electronically controlled Einspritzventi ⁇ le depending on the current power requirement, high-precision doses, with high Pressure, often divided into several partial injection quantities and injected into the combustion chamber at the exact time desired time.
  • the oxygen required for combustion is in the form of ambient air, possibly under, by a supercharging system, for example, an exhaust gas turbocharger, increased pressure, as needed metered via throttle valves and intake valves into the combustion chamber of the respective cylinder.
  • a supercharging system for example, an exhaust gas turbocharger
  • the ignition of the fuel-air mixture in the combustion chamber is carried out as a function of the instantaneous operating point of Ver ⁇ combustion engine timely with respect to the correlating with the current crankshaft rotation angle Hubkolbenposition, said instantaneous crankshaft rotation angle is also referred to as a so-called ignition angle.
  • the ignition is specified in gasoline engines via an actuated by the central control device ignition device and in diesel engines by the injection timing of the fuel. ⁇
  • variable valve train ie a system for the variable adjustment of the valve opening intervals.
  • the opening cross sections and the opening times of the intake valves, through which the intake air passes from the intake into the combustion chamber can, and the exhaust valves through which the exhaust gas passes after Burn ⁇ voltage from the combustion chamber into the exhaust system, approved in existing Limits are controlled variably.
  • the so-called charge change in the combustion chamber, ie the exchange of exhaust gas for fuel-air mixture and thus the power output can be significantly influenced.
  • the combustion process and thus the performance of the internal combustion engine significantly influencing aggregate come especially in diesel engines, but increasingly often in gasoline engines charging systems, in particular Abgastur ⁇ bolader used.
  • the operating principle is to use the energy contained in the exhaust stream to increase the pressure in the intake system before the cylinders of the engine and thus to better fill the combustion chamber with air-oxygen and thus implement more fuel, gasoline or diesel, per combustion process can, so to increase the performance of the internal combustion engine.
  • the exhaust gas turbocharger to an arranged in the exhaust system of the internal combustion engine exhaust gas turbine, a system arranged in Ansaugsys ⁇ fresh air compressor and an intermediate arrival parent rotor bearing.
  • the exhaust gas turbine has a Turbi ⁇ nengephaseuse and disposed therein, driven by the exhaust gas mass flow turbine impeller.
  • the fresh air denser has a compressor housing and a compressor wheel arranged thereon, which builds up a boost pressure.
  • the turbine runner and the compressor runner are rotationally fixed on the opposite ends of a common shaft, the so-called rotor shaft, thus forming the so-called turbocharger rotor.
  • the rotor shaft extends axially between the turbine impeller and the compressor impeller through the exhaust gas turbine between the compressor and fresh air is arrange ⁇ te rotor bearing, and in this, lenachse with respect to the Läuferwel-, radially and axially rotatably mounted.
  • the turbine runner driven by the exhaust gas mass flow drives the compressor runner via the rotor shaft, whereby the pressure in the intake system of the internal combustion engine, based on the fresh air mass flow behind the fresh air compressor, increases and thereby a better filling of the combustion chamber with air oxygen is effected.
  • turbocharger rotor In a sudden increase in load, for example, in connection with an acceleration process of a motor vehicle, the turbocharger rotor is delayed accelerated by the increasing exhaust pressure, which is based on the fact that at low exhaust gas mass flow of the engine and low starting speed of the turbocharger rotor both the turbine, and the compressor of the turbocharger very have poor efficiencies. For this reason, and enhanced by the inertial mass of the turbocharger rotor of the pressure build-up in the intake system is delayed, which in turn, has a delayed response of the internal combustion engine, called turbo lag generally as so ⁇ is referred result.
  • Such a method is disclosed for example in the document DE 10 2011 081 844 AI.
  • This relates to a method for operating a supercharged internal combustion engine having at least one exhaust gas turbocharger, wherein the response of the exhaust gas turbocharger or the charged by means of turbocharging internal combustion engine is verbes ⁇ sert at a load jump.
  • This is achieved by a method which is characterized in that at a load jump of the
  • Ignition point is shifted from an optimized with respect to the degree of effect ⁇ ignition optimized late in time and over a required to avoid a knocking combustion ignition.
  • the document DE 101 40 120 AI discloses a method for operating an internal combustion engine with exhaust gas turbocharger, in which the response of the internal combustion engine is improved by increasing the exhaust gas enthalpy.
  • a post-injection of motor ⁇ material, the opening angle of the inlet and from ⁇ inlet valve of a cylinder is carried out at overlap, which leads to an air-fuel mixture in the Ab ⁇ gas system which is capable of combustion and by driving of an additional ignition means in the exhaust system upstream of the turbine Exhaust gas turbocharger ignited and burned.
  • the present invention therefore has the object of providing a method and apparatus for controlling at least one exhaust-gas turbocharger having the internal combustion engine to provide, by or in which the Drehmomentschisse ⁇ che safely after a sudden power requirement of low speeds of the engine out and signifi ⁇ is reduced, while at the same time reliably avoiding thermal overloading of the system components and excessively increased pollutant emissions.
  • a plurality of cylinders having internal combustion engine has an exhaust gas turbocharger, an increase, in particular in a sudden increase, the power requirement of the engine, a speed increase of the turbocharger and thus an increase in the retrievable Torque ⁇ ment, supported by increasing the exhaust gas temperature.
  • the inventive method is characterized thereby that initially a function of the power Sanforde ⁇ tion and the current operating point of the exhaust turbo supercharger ⁇ , by means of an exhaust gas turbocharger computing model, a mo ⁇ mentane target exhaust gas temperature is determined.
  • the methods of the invention wherein the and the further embodiments of the method relied on mathematical models, the exhaust gas turbocharger calculation model, the exhaust gas temperature calculation model, the fuel boundary computing model and the Drehmo ⁇ management computer model are beru ⁇ on the physical Gesetzellekei ⁇ th of the internal combustion engine or of the exhaust turbocharger rising mathematical computer models that are stored in the form of entspre ⁇ sponding program algorithms for example in the central control unit.
  • These calculation models can be based on or dependent on sensory, con structurally defined system parameters that are available in characteristic diagrams or prescribed for operational reasons, calculate the required variable manipulated variables or control values for the actuation of the subsystems.
  • the exhaust gas turbocharger calculation model is provided in this case, starting from a torque or power requirement to the internal combustion engine, which is specified for example by means of accelerator or accelerator pedal by the driver, and including the current, for example sensory determined, operating variables such as engine speed, boost pressure in the intake system, rotor speed of the turbocharger, exhaust enthalpy (pressure and temperature) before and after the exhaust turbine, etc., for a desired rapid increase in speed of the turbocharger rotor required increase in exhaust enthalpy and thus the target exhaust gas temperature before the turbine calculate.
  • the exhaust gas temperature calculation model is provided, starting from the exhaust gas turbocharger by means of computer model at least at least to determine ermit- telten required target exhaust gas temperature reaches a target control value of the exhaust gas temperature-influencing impressive ⁇ control parameter.
  • Parameters that can be included in this calculation are, for example, the mass as well as the temperature of the intake air and the metered fuel mass.
  • the desired control value to be calculated can then be, for example, the ignition time or the injection time of the fuel or else the opening times or opening angles of the intake and exhaust valves.
  • a combined adaptation of the control values of a plurality of said control parameters can also be provided.
  • An essential point of the method is that a preset control value being ⁇ averages from the target control value including at least one limit control value.
  • control target values of the exhaust temperature influencing control parameters there are usually limits beyond which the performance of the internal combustion engine as a whole or with respect to individual features, such as the emission ⁇ behavior or the engine torque, undesirable negative comparable changes.
  • corresponding limit control values can now be fixed or also dependent on the operating point and used in the determination of the default control values ultimately used for the temperature increase. This takes place in the sense that, for example, if the limit control value is exceeded by the determined desired control value, the default control value is set to the value of the limit control value, whereas if the limit control value is undershot, this value is determined by the determined nominal value. Control value that sets default control values to the value of the setpoint control value.
  • This method has the significant advantage over the previously known methods that the intervention in the control of the internal combustion engine to increase the exhaust gas temperature is limited so that an optimal increase in torque can be achieved without thereby otherwise negative Auswir ⁇ effects on the performance of the engine in Purchase must be taken. If the combustion focus position is used as a control parameter and the combustion center of gravity is shifted for a part number of the total existing cylinders of the internal combustion engine with respect to the combustion focus position at a time before increasing the power requirement at a later time, not only results in an advantageous increase in the exhaust gas temperature and thus a Enthalpy increase, but it is also a Ab- achieved gas impulse increase.
  • the engine has an even number of cylinders, it is appropriate to move the combustion center ⁇ position in half of the total existing cylinders.
  • the cylinders in which a shift of the combustion center position is performed can also be selected alternately. It is only to be noted that a shift of not all existing cylinders at the same time takes place.
  • the combustion center position is in this context as the temporal position during the combustion process be ⁇ draws, in which a certain proportion (eg 50 ⁇ 6) of fuel, which was introduced into the combustion chamber, was completely burned ⁇ dig.
  • a development of the method according to the invention is characterized in that the at least one determined limit control value of ⁇ means of a fuel boundary calculation model for the current Be ⁇ operating point of the engine.
  • the combustion limit so- ⁇ called represents a maximum value for the postponement of the ignition angle and the ignition timing is retarded.
  • the Distorted retarded ignition angle must not exceed a maximum later than ⁇ test value, the combustion limit, because otherwise a permissible exhaust gas temperature or a limit is exceeded for TERMS ⁇ tions.
  • the combustion limit is often determined by the state of the art on the basis of the limit value for the emission of hydrocarbons and the limit for the Krümmertempe ⁇ temperature.
  • the firing limit is also dependent to a certain extent on the instantaneous operating point and can be determined by means of the mentioned combustion limit calculation model for the respective instantaneous operating point. This in turn results in ⁇ and a limit control value predeterminable maximum Zünd ⁇ angle or a latest injection timing. this has the advantage that the exhaust gas temperature can always be increased to an optimum at the respective operating point and not for safety reasons prematurely back-steered or insge ⁇ velvet must be kept too low.
  • a further embodiment of the method according to the invention is characterized in that the at least one limit control value is determined by means of a torque calculation model for the current operating point of the internal combustion engine.
  • the torque calculation model determined on the basis momenta ⁇ ner operating and control parameters, the torque on the crankshaft of the internal combustion engine to be expected. As previously mentioned, it can come to an unwanted torque dip with progressive change be certain control parameters after an initial increase in torque by the increase in exhaust gas temperature when exceeding a respective limit control value.
  • the advantage of this embodiment of the method lies in the fact that by means of the torque calculation model, the possible maximum torque in each operating point can be determined and a jewei time can be set to correlate border control value for each control parameters. Thus, the maximum possible torque can be generated at each operating point
  • the determined target exhaust gas temperature is limited to a predetermined limit exhaust gas temperature.
  • the limit exhaust gas temperature is chosen so that it is ensured that no thermal damage to the components of the exhaust gas turbocharger and the components in the exhaust system is to be feared. As a result, relatively easy overheating of the system can be prevented.
  • the exhaust gas temperature ⁇ tur influencing control parameter is an ignition timing to ⁇ least one cylinder of the internal combustion engine for raised stabili hung the exhaust gas temperature is shifted to a relative to a normal ignition timing later date, so retarded ..
  • the ignition timing By shifting the ignition timing is retarded, the so-called center of combustion is retarded, so time lent closer to the opening of the exhaust outlet valve towards verla ⁇ siege , As a result, the exhaust gas at the outlet from the combustion chamber of the cylinder has a higher temperature.
  • the ignition point can be controlled by time-controlled spark ignition and, in the case of diesel engines, by the time-controllable injection of the diesel fuel into the combustion chamber.
  • a further embodiment of the method according to the invention provides that the internal combustion engine is equipped with a direct injection system for direct fuel injection into combustion chambers of the plurality of cylinders, and the combustion focal point position is carried out by varying the injection time and / or the injection mass. This allows, for example, the division of turned ⁇ injected fuel quantity into several subsets and no later ⁇ te injection of fuel subset whose late Ver ⁇ incineration has a temperature increase in the exhaust gas result. In this way the combustion ⁇ focus can be shifted to late and diesel engines.
  • the method is carried out as long repeated until a target supercharging pressure in the intake system check is reached or the engine has reached a required level of performance or increased Leis ⁇ processing request is withdrawn. This ensures that the process is optimized adapted to the instantaneous and dynamically changing operating conditions in the transient operation of the engine and run for as long as erforder ⁇ Lich. The higher the repetition rate of the execution of the method, the more accurate the output is. management in direct dependence on the current operating point.
  • Fig. 2 is a schematically simplified representation of a inventions to the invention internal combustion engine having an exhaust gas turbo ⁇ loader.
  • the flowchart in Figure 1 shows in rough steps the flow of the method for controlling an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger, wherein in an increase of the
  • a speed increase of the turbocharger is supported by an increase in the exhaust temperature ⁇ temperature.
  • the procedure for increasing the exhaust gas temperature is embedded in a superior method of controlling the internal combustion engine, which is playing carried out at ⁇ in the form of an executable sequence program in the central control unit ECU, whereby, on the one on the one hand detected by sensors instantaneous state variables of the internal combustion engine via inputs of the control unit ECU ⁇ read and processed according to the program and on the other hand, control values of various control parameters to appropriate, the operation determining actuators are output.
  • step SX of übergeordne ⁇ th method for controlling the internal combustion engine out is monitored in a branch VX if a sudden power demand, thus a torque difference between the currently pending and suddenly requested increased torque, also referred to as step load TQ_D, is present.
  • step load TQ_D a torque difference between the currently pending and suddenly requested increased torque
  • a current desired exhaust gas temperature is determined in dependence on the power requirement and the respective current operating point of the exhaust gas turbocharger, that is to say depending on the height of the load step TQ_D by means of an exhaust gas turbocharger calculation model AT_S determined.
  • AT_S exhaust gas turbocharger calculation model
  • the desired control value StW_S required to achieve the target exhaust gas temperature AT_S is determined at least one control parameter influencing the exhaust gas temperature.
  • Corresponding control parameters are for example the ignition timing or the injection ⁇ timings of the fuel in the individual cylinders, the injected fuel mass, or the opening times of the outlet alves.
  • a default control value StW_VG is ermit ⁇ telt.
  • the corresponding respective limit control value StW_GR can be predefined in characteristic fields, for example, fixedly or as a function of the operating point of the internal combustion engine.
  • a limit control value StW_GR_BG means of a Brennskyn- calculation model for the current operating point of the Burn ⁇ voltage motors can at least be found or it may further additionally or alternatively a limit control value StW_GR_TQ determined by means of a torque calculation model for the current operating point of the engine and used to determine the default control value StW_VG.
  • the thus determined default control value of the at least one exhaust gas temperature influencing control parameter for controlling the internal combustion engine is then output and applied to the control of the internal combustion engine to increase the exhaust gas temperature.
  • step ⁇ SX3 After the determination of the default control value StW_VG in step ⁇ SX3 and the application of the default control value StW_VG takes place in the branch VX1 monitoring the already achieved torque or the instantaneous load jump TQ_D between the requested and the delivered torque or the power. Likewise, the pending in the fresh air manifold 71 boost pressure P_L can be monitored.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a Burn ⁇ planning engine 1, the four cylinders 11, a fuel direct injection system 3, an intake 7, an exhaust system 8 and at least one exhaust gas turbocharger 2 having disposed in the exhaust system 8 exhaust gas turbine 22 and in the intake 7 arranged compressor 21 has.
  • Each cylinder 11 has an ignition device 4, an injection valve 32, an intake valve 51 and an exhaust gas outlet valve 52.
  • the intake system 7 has a fresh air manifold 71, each having a feed line for each cylinder 11, and drawn with respect to the flow of fresh air, see the arrows, stream ⁇ upwardly disposed throttle valve 72 for controlling the supplied ⁇ induced fresh-air mass.
  • the compressor 21 of the exhaust gas turbocharger 2 is arranged in Ansaugsys ⁇ system 7.
  • an air filter system 73 for cleaning the sucked in by the compressor 21 outside air in the intake system 7 is arranged.
  • a charge air pressure sensor 74 for measuring the boost pressure before the cylinders, and upstream of the compressor 21, an air mass sensor 75, arranged to detect the air mass supplied, in the intake system 7.
  • the charge air pressure sensor 74 and the air mass sensor 75 communicate with the electronic control unit ECU via electrical connections and thus feed the recorded measured values into the ECU.
  • the exhaust system 8 has an exhaust manifold 81 each with a connection to each of the cylinders 11.
  • the exhaust gas turbine 22 of the exhaust gas turbocharger is arranged in the exhaust system. Downstream of the exhaust gas turbine 22 is then followed by the exhaust aftertreatment system 82, which is shown here simplistic as a single component, ever ⁇ but several components, such as a catalyst, and may have a soot filter.
  • an exhaust gas pressure sensor 83 and an exhaust gas temperature sensor 84 and downstream of the exhaust gas turbine 22, a further exhaust pressure sensor 85 and, for example, a catalyst temperature sensor 86 are arranged upstream of the inlet of the exhaust gas turbine, which are also connected via electrical connections to the ECU and so feed the recorded readings to the ECU.
  • the fuel direct injection system 3 has a fuel pressure accumulator, also referred to as a common rail 31, which is fed via a fuel feed line 33 from a high-pressure fuel pump (not shown). Furthermore, the injectors 32 of the individual cylinders 11 that are hydraulically connected to the common rail 31 belong to the direct fuel injection system 3.
  • the injection valves 32 continue to be in electrical connection with the fuel injector ECU, which controls the injection valves 32 in accordance with the determined values for injection timing and injection mass and thus meters the fuel into the individual combustion chambers of the cylinder 11.
  • a fuel pressure sensor 34 is arranged, which is also in electrical connec ⁇ tion with the ECU and detects the fuel pressure in the common rail and transmits corresponding values to the ECU.
  • white ⁇ sen direct fuel injection system 3 additionally different valve units, such as a pressure control valve or a flow-control valve for controlling the fuel pressure in the common rail on. The illustration of these components has been omitted for the sake of clarity of Figure 2.
  • the variable valve drive 5 has a camshaft actuator 53, which is electrically connected to the electronic control unit ECU and is controlled by the latter for the variable adjustment of the valve opening intervals.
  • a camshaft actuator 53 which is electrically connected to the electronic control unit ECU and is controlled by the latter for the variable adjustment of the valve opening intervals.
  • Each cylinder 11 of the internal combustion engine 1 is equipped in the ge Service ⁇ th example with an igniter 4, for example a spark plug, which is electrically connected to the ECU and the ECU for igniting the fuel mixture in the combustion chamber of the respective cylinder 11, is controlled directly or indirectly according to the determined control values for the ignition timing.
  • an igniter 4 for example a spark plug
  • the ECU for igniting the fuel mixture in the combustion chamber of the respective cylinder 11
  • an igniter 4 for example a spark plug
  • the ECU for igniting the fuel mixture in the combustion chamber of the respective cylinder 11
  • the ECU for igniting the fuel mixture in the combustion chamber of the respective cylinder 11
  • an igniter 4 for example a spark plug
  • Each instantaneous operating Para ⁇ meter of the internal combustion engine 1 and the driver's wishes are acquired and fed to the ECU over the various sensors and the interfacesammlung réelle- 15th
  • the procedures and algorithms required for controlling the internal combustion engine 1 or the subsystems associated with the internal combustion engine 1 are stored in execution programs, and corresponding default values and characteristic maps are stored, which are used to calculate or determine the respective control values of the operationally determining control parameters from the driver's request, are used.
  • the corresponding control values are then output from the ECU, directly or via corresponding, so-called ⁇ power amplifiers to the actuators to adjust the corresponding control parameters.
  • the electronic control device ECU is program-technically and systemically configured to control the internal combustion engine 1 in a normal operation in accordance with a respective embodiment of the aforementioned control method, with an increase in the power demand on the internal combustion engine 1, a speed increase of the turbocharger 2 is supported by an increase in the exhaust gas temperature.
  • the internal combustion engine 1 according to the invention shown in FIG. 2 is merely an example, as it were, in maximum configuration with respect to the different embodiments of the method according to the invention.
  • gen ⁇ When playing in a diesel engine no separate Zündvorrichtun- required.
  • a variable valve train is only required if the exhaust gas temperature is to be influenced by the valve opening intervals.
  • the invention has been explained with reference to an internal combustion engine having 4 cylinders.
  • the described method or the device is also applicable to internal combustion engines of other numbers of cylinders, provided that they have at least 2 cylinders.

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Abstract

Der Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors der zumindest einen Abgasturbolader aufweist, wobei bei einer Erhöhung der Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor eine Drehzahlerhöhung des Turboladers durch eine Erhöhung der Abgastemperatur unterstützt wird. Dabei wird in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung und dem jeweils aktuellen Betriebspunkt des Abgasturboladers, mittel entsprechender Rechenmodelle, eine aktuelle Soll-Abgastemperatur und davon ausgehend ein zur Erreichung der Soll-Abgastemperatur erforderliche Soll-Steuerwert zumindest eines die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters ermittelt und zur Steuerung des Verbrennungsmotors angewandt, um die Abgastemperatur zu erhöhen. Als Steuerungsparameter wird die Verbrennungsschwerpunktlage herangezogen und die Verbrennungsschwerpunktlage nur für eine Teilanzahl der insgesamt vorhandenen Zylinder des Verbrennungsmotors bezüglich der Verbrennungsschwerpunktlage zum Zeitpunkt vor der Erhöhung der Leistungsanforderung zu einem späteren Zeitpunkt verschoben. Dadurch wird, unter Vermeidung einer thermischen Überlastung des Abgasturboladers, die Ansprechzeit des Verbrennungsmotors, insbesondere bei sprunghafter Erhöhung der Leistungsanforderung signifikant verkürzt.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors mit einem Abgasturbolader
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors, der mit einem Abgasturbola¬ der zur Leistungserhöhung ausgestattet ist. Verbrennungsmotoren insbesondere für Kraftfahrzeuge sind in der Überzahl als Hubkolben-Verbrennungsmotoren ausgeführt, auf die in der vorliegenden Erfindung insbesondere Bezug ge¬ nommen wird. Jedoch sind auch Drehkolben-Verbrennungsmotoren (Wankel-Prinzip) von diesem Oberbegriff und dem Rahmen der Erfindung umfasst.
Hubkolben-Verbrennungsmotoren verfügen zumindest über einen Hubkolben-Zylinder, im Folgenden kurz als Zylinder bezeichnet, häufig jedoch über zumindest drei oder mehr Zylinder. Pro Zylinder ist ein Hubkolben vorgesehen, der mit dem Zylinder einen Brennraum begrenzt und sich im Zylinder über eine als Kolbenhub bezeichnete Strecke auf und ab bewegen kann. Durch die Befüllung des Brennraums mit einem Kraftstoff- Luftgemisch und die anschließende Verbrennung des Kraftstof- fes wird der Hubkolben angetrieben und die Bewegung des Hubkolbens wird über ein Pleuel auf die Kurbelwelle des Verbren¬ nungsmotors übertragen, die dadurch in Drehung versetzt wird und das zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs erforderliche Dreh¬ moment abgibt. Dabei werden sogenannte Otto-Motoren und Die- sel-Motoren unterschieden, wobei Otto-Motoren mit Normal- o- der Superbenzin bei Fremd-Zündung mittels zumindest einer Zündvorrichtung, z. B. Zündkerze, pro Zylinder und Diesel- Motoren mit Diesel-Kraftstoff bei Selbstzündung betrieben werden .
Aufgrund der immer strenger werdenden Gesetzgebung in Bezug auf das Abgasverhalten von Verbrennungsmotoren und der ge- stiegenen Leistungserwartung der Nutzer werden immer höhere Anforderungen an die Gestaltung, Steuerung und Regelung des Verbrennungsprozesses des Kraftstoffes im Brennraum sowie der Abgas-Nachbehandlung gestellt. Um diesen Anforderungen ge- recht zu werden, sind moderne Verbrennungsmotoren mit elekt¬ ronisch, zumeist mittels einer zentralen Steuereinheit, der sogenannten ECU (Electronic Control Unit) , gesteuerten Syste¬ men zur Kraftstoff- und Luftzumessung sowie Zündung, Ventilöffnung und Abgasrückführung sowie Abgas-Nachbehandlung aus- gerüstet.
Zur Kraftstoffzumessung werden Kraftstoff-Direkt-Einspritz- systeme eingesetzt, bei denen der Kraftstoff unter hohem Druck, zum Beispiel in einem sogenannten Common-Rail bereit- gestellt und mittels elektronisch gesteuerter Einspritzventi¬ le in Abhängigkeit von der aktuellen Leistungsanforderung, hochgenau dosiert, mit hohem Druck, häufig in mehrere Teil- Einspritzmengen aufgeteilt und zeitgenau zum gewünschten Zeitpunkt in den Brennraum eingespritzt wird.
Auch der zur Verbrennung notwendige Sauerstoff wird in Form von Umgebungsluft, ggf. unter, durch ein Aufladesystem, zum Beispiel einen Abgasturbolader, erhöhtem Druck, bedarfsgenau über Drosselklappen und Einlassventile in den Brennraum des jeweiligen Zylinders zugemessen.
Auch die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum erfolgt in Abhängigkeit vom momentanen Betriebspunkt des Ver¬ brennungsmotors zeitgenau in Bezug auf die mit dem momentanen Kurbelwellendrehwinkel korrelierende Hubkolbenposition, wobei dieser momentane Kurbelwellendrehwinkel auch als sogenannter Zündwinkel bezeichnet wird. Die Zündung wird bei Otto-Motoren über eine von der zentralen Steuerungseinrichtung angesteuerte Zündvorrichtung und bei Diesel-Motoren durch den Ein- spritzzeitpunkt des Kraftstoffes vorgegeben. ^
Eine weitere Möglichkeit der Einflussnahme auf den Verbren- nungsprozess besteht bei Verbrennungsmotoren, die mit einem sogenannten variablen Ventiltrieb, also einem System zur variablen Verstellung der Ventilöffnungsintervalle, ausgestat- tet sind. Mit einem solchen System können die Öffnungsquerschnitte und die Öffnungszeiten der Einlassventile, über die die Ansaugluft aus dem Ansaugsystem in den Brennraum gelangt, und der Auslassventile, über die das Abgas nach der Verbren¬ nung aus dem Brennraum in das Abgassystem gelangt, in be- stimmten Grenzen variabel gesteuert werden. Dadurch lässt sich der sogenannten Ladungswechsel im Brennraum, also den Austausch von Abgas gegen Kraftstoff-Luftgemisch und somit die Leistungsabgabe wesentlich beeinflussen.
Als weiteres, den Verbrennungsprozess und somit die Leistung des Verbrennungsmotors wesentlich beeinflussendes Aggregat kommen insbesondere bei Diesel-Motoren, aber immer häufiger auch bei Otto-Motoren Aufladesysteme, insbesondere Abgastur¬ bolader zum Einsatz. Dies geschieht immer häufiger mit dem Ziel, den Verbrennungsmotor bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den C02-Ausstoß, im Hin¬ blick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben dies¬ bezüglich, zu verringern. Das Wirkprinzip besteht darin, die im Abgasstrom enthaltene Energie zu nutzen um den Druck im Ansaugsystem vor den Zylindern des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft- Sauerstoff zu bewirken und somit mehr Treibstoff, Benzin oder Diesel, pro Verbrennungsvorgang umsetzen zu können, also die Leistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen.
Dazu weist der Abgasturbolader eine im Abgassystem des Verbrennungsmotors angeordnete Abgasturbine, einen im Ansaugsys¬ tem angeordneten Frischluftverdichter und ein dazwischen an- geordnetes Läuferlager auf. Die Abgasturbine weist ein Turbi¬ nengehäuse und ein darin angeordnetes, durch den Abgasmassenstrom angetriebenes Turbinenlaufrad auf. Der Frischluftver- dichter weist ein Verdichtergehäuse und ein darin angeordne¬ tes, einen Ladedruck aufbauendes Verdichterlaufrad auf. Das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad sind auf den sich gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Welle, der soge- nannten Läuferwelle, drehfest angeordnet und bilden so den sogenannten Turboladerläufer. Die Läuferwelle erstreckt sich axial zwischen Turbinenlaufrad und Verdichterlaufrad durch das zwischen Abgasturbine und Frischluftverdichter angeordne¬ te Läuferlager und ist in diesem, in Bezug auf die Läuferwel- lenachse, radial und axial drehgelagert. Gemäß diesem Aufbau treibt das vom Abgasmassenstrom angetriebene Turbinenlaufrad über die Läuferwelle das Verdichterlaufrad an, wodurch der Druck im Ansaugsystem des Verbrennungsmotors, bezogen auf den Frischluftmassenstrom hinter dem Frischluftverdichter, erhöht und dadurch eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft- Sauerstoff bewirkt wird.
Bei einer sprunghaften Lasterhöhung zum Beispiel im Zusammenhang mit einem Beschleunigungsvorgang eines Kraftfahrzeugs wird der Turboladerläufer erst verzögert durch den ansteigenden Abgasdruck beschleunigt, was darauf beruht, dass bei kleinem Abgasmassenstrom des Verbrennungsmotors und niedriger Anfahrdrehzahl des Turboladerläufers sowohl die Turbine, als auch der Verdichter des Abgasturboladers sehr schlechte Wir- kungsgrade aufweisen. Aus diesem Grund und verstärkt durch die träge Masse des Turboladerläufers erfolgt der Druckaufbau im Ansaugsystem verzögert, was wiederum ein verzögertes Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors, das allgemein als so¬ genanntes Turboloch bezeichnet wird, zur Folge hat. Dieses Turboloch wird in der Regel nicht nur vom Fahrzeuglenker als unangenehm empfunden, da das Fahrzeug erst mit Verzögerung auf eine gewollt dynamische Leistungsanforderung, zum Bei¬ spiel bei einem Überholvorgang, reagiert, sonder stellt auch ein nicht zu unterschätzendes Sicherheitsrisiko dar, wenn zum Beispiel ein Überhohlvorgang aufgrund der „Turboloch- Verzögerung" nicht rechtzeitig abgeschlossen werden kann. Diesem unerwünschten Effekt wird mit unterschiedlichen Lösungsansätzen entgegengetreten, wie zum Beispiel mit der parallelen oder sequenziellen Anordnung mehrerer Turbolader unterschiedlicher Baugröße, Leistung und Ansprechverhalten. Ein weiterer Lösungsansatz besteht in der zusätzlichen Anordnung einer vom Abgasstrom unabhängig betreibbaren Verdichtereinheit im Ansaugsystem, die als Ergänzung zu einem Abgasturbolader, gezielt in transienten Betriebsphasen des Verbrennungsmotors, für den schnellen Druckaufbau im Ansaugsystem, also zur Eliminierung des Turboloches eingesetzt wird. Diese Lösungen sind jedoch konstruktiv und konzeptionell sehr aufwendig und entsprechend teuer.
Ein weiterer Lösungsansatz, um das besagte Turboloch zumin- dest zu verkleinern besteht zum Beispiel bei Verbrennungsmo¬ toren, die mit einem variablen Ventiltrieb ausgerüstet sind, darin, die Öffnungszeiten der Einlass- und Auslassventile des jeweiligen Zylinders bezogen auf den Kurbelwellenwinkel so zu verändern, dass es zu einer Überschneidung der Öffnungszeiten der Einlass- und Auslassventile, also zu einer über eine be¬ stimmte Zeit andauernde gleichzeitige Öffnung von Einlass¬ und Auslassventilen kommt. Dabei kommt es zu dem sogenannten Überspülen, das auch unter dem Begriff „Scavening" bekannt ist, wobei durch das Druckgefälle zwischen Ansaugsystem und Abgassystem der Ladungswechsel im Zylinder begünstigt und ei¬ ne bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft erreicht werden kann. Somit kann auch eine größere Kraftstoffmenge zugemessen werden, was in einer sofortigen erhöhten Leistungsabgabe resultiert. Der Nachteil dieses Verfahrens ist ein verschlech- tertes Abgasverhalten, da bei dieser Betriebsart mit einem Sauerstoffüberschuss (Lambda >1) also mit einem sogenannten mageren Kraftstoff-Luftgemisch gefahren werden muss, um zum Beispiel die Katalysatortemperatur zu begrenzen, dies jedoch zu erhöhten NOx-Emissionen führt, wodurch die in bestehenden, aber zumindest in zukünftigen Abgasgesetzgebungen festgelegten Grenzwerte nicht mehr einzuhalten sind. Eine weitere Möglichkeit, um das Turboloch zu reduzieren be¬ steht in der gezielten Erhöhung der Abgastemperatur vor der Turbine des Abgasturboladers. Dies hat eine größere Abgas- Enthalpie zur Folge, die eine schnellere Beschleunigung des Turboladerläufers und somit einen schnelleren Druckaufbau durch den Verdichter im Ansaugsystem zur Folge hat.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise in dem Dokument DE 10 2011 081 844 AI offenbart. Dieses betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader, wobei das Ansprechverhalten der Abgasturboaufladung bzw. der mittels Abgasturboaufladung aufgeladenen Brennkraftmaschine bei einem Lastsprung verbes¬ sert ist. Erreicht wird dies durch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass bei einem Lastsprung der
Zündzeitpunkt ausgehend von einem hinsichtlich des Wirkungs¬ grades optimierten Zündzeitpunkt nach spät verschoben wird und zwar über einen zur Vermeidung einer klopfenden Verbrennung erforderliche Zündzeitpunkt hinaus.
Auch das Dokument DE 101 40 120 AI offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit Abgasturbolader, bei dem durch die Erhöhung der Abgasenthalpie das Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors verbessert wird. Dazu wird bei Überschneiden der Öffnungswinkel von Einlass- und Aus¬ lassventil eines Zylinders eine Nacheinspritzung von Kraft¬ stoff vorgenommen, die zu einem Luft-Kraftstoffgemisch im Ab¬ gassystem führt, welches brennfähig ist und durch Ansteuern eines zusätzlichen Zündmittels im Abgassystem vor der Turbine des Abgasturboladers gezündet und verbrannt wird.
In ähnlicher Weise wird auch bei dem im Dokument DE 199 44 190 AI offenbarten Verfahren eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Abgasturboladers und somit des Drehmoments bei einer mit Kraftstoff-Direkteinspritzung betriebenen Brennkraftmaschine dadurch erzielt, dass neben einer Primäreinspritzung eine Nacheinspritzung in ein oder mehrere Zylinder der Brennkraft- maschine veranlasst wird, was zu einer Erhöhung der Abgastem¬ peratur vor der Turbine des Abgasturboladers führt.
Die genannten Verfahren zur Abgasenthalpie-Erhöhung haben je- doch den Nachteil, dass sich die Abgastemperatur dabei unkontrolliert erhöhen kann und insbesondere bei Otto-Motoren die Gefahr einer thermischen Schädigung der Abgasturbine oder der nachfolgenden Komponenten im Abgassystem, wie zum Beispiel Rußpartikelfilter und Katalysatoren, besteht. Weiterhin be- steht die Gefahr, dass die nur an der Abgasenthalpie-Opti¬ mierung orientierten Steuerungseingriffe sich negativ auf das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors insgesamt auswirken. So können daraus erhöhte Emissionswerte resultieren oder so¬ gar zusätzliche Drehmomentreduzierung, zum Beispiel bei einem zu stark nach hinten verlagerten Zündzeitpunkt oder zu früh geöffneten Auslassventilen.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines, mindestens einen Abgasturbolader aufweisenden Verbrennungsmotors, anzugeben, durch das bzw. bei dem die Drehmomentschwä¬ che bei einer sprunghaften Leistungsanforderung aus niedrigen Drehzahlen des Verbrennungsmotors heraus sicher und signifi¬ kant reduziert ist, bei gleichzeitig sicherer Vermeidung ei- ner thermischen Überlastung der Systemkomponenten sowie einem übermäßig erhöhten Schadstoffausstoß.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vor¬ richtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit den Merk- malen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder, sofern es sich nicht um sich gegenseitig ausschließende Alternativen handelt, in Kom¬ bination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines, eine Mehrzahl von Zylindern aufweisenden Verbrennungsmotors der einen Abgasturbolader aufweist, wird bei einer Erhöhung, insbesondere bei einer sprunghaften Erhöhung, der Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor eine Drehzahlerhöhung des Turboladers und somit eine Anhebung des abrufbaren Drehmo¬ ments, durch eine Erhöhung der Abgastemperatur unterstützt. Dabei zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass zunächst in Abhängigkeit von der Leistungsanforde¬ rung und dem jeweils aktuellen Betriebspunkt des Abgasturbo¬ laders, mittels eines Abgasturbolader-Rechenmodells eine mo¬ mentane Soll-Abgastemperatur ermittelt wird. Darauf folgend wird dann, ausgehend von der ermittelten Soll-Abgastempera¬ tur, mittels eines Abgastemperatur-Rechenmodells, der zur Er¬ reichung der Soll-Abgastemperatur erforderliche Soll-Steuerwert zumindest eines die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters ermittelt. Aus dem Soll-Steuerwert wird dann unter Einbeziehung zumindest eines Grenz-Steuerwertes ein Vorgabe-Steuerwert ermittelt und der ermittelte Vorgabe- Steuerwert des zumindest einen die Abgastemperatur beeinflus¬ senden Steuerungsparameters wird zur Steuerung des Verbren¬ nungsmotors angewandt, um die Abgastemperatur zu erhöhen, wo¬ bei als Steuerungsparameter die Verbrennungsschwerpunktlage herangezogen wird und die Verbrennungsschwerpunktlage nur für eine Teilanzahl der insgesamt vorhandenen Zylinder des Verbrennungsmotors bezüglich der Verbrennungsschwerpunktlage zum Zeitpunkt vor der Erhöhung der Leistungsanforderung zu einem späteren Zeitpunkt verschoben wird.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und den weiteren Ausführungen des Verfahrens herangezogenen Rechenmodelle, das Abgasturbolader-Rechenmodell, das Abgastemperatur- Rechenmodell, das Brenngrenzen-Rechenmodell und das Drehmo¬ ment-Rechenmodell sind auf den physikalischen Gesetzmäßigkei¬ ten des Verbrennungsmotors bzw. des Abgasturboladers beru¬ hende mathematische Rechenmodelle, die in Form von entspre¬ chenden Programm-Algorithmen zum Beispiel in der zentralen Steuereinheit abgelegt sind. Diese Rechenmodelle können auf Basis bzw. in Abhängigkeit von sensorisch ermittelten, kon- struktiv festgelegten, in Kennfeldern zur Verfügung stehenden oder betriebsbedingt vorgegebenen Systemparametern die gesuchten variablen Stellgrößen bzw. Steuerwerte zur Ansteue- rung der Teilsysteme voraus berechnen. Solche Modelle können so gestaltet und programmiert sein, dass je nachdem welche Variablen vorgegeben werden die jeweils andere Variable als Ergebnisgröße ermittelt werden können. So kann beispielsweise auch der Rechenweg umgekehrt werden. So ist das Abgasturbolader-Rechenmodell in diesem Fall dazu vorgesehen, ausgehend von einer Drehmoment- bzw. Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor, die zum Beispiel mittels Gaspedal oder Fahrpedal vom Fahrzeugführer vorgegeben wird, und unter Einbeziehung der momentanen, zum Beispiel senso- risch ermittelten, Betriebsgrößen wie zum Beispiel Motordrehzahl, Ladedruck im Ansaugsystem, Läuferdrehzahl des Turboladers, Abgasenthalpie (Druck und Temperatur) vor und nach der Abgasturbine, etc., die für einen gewünschten schnellen Drehzahlanstieg des Turboladerläufers erforderliche Erhöhung der Abgasenthalpie also auch der Soll-Abgastemperatur vor der Turbine zu errechnen.
Das Abgastemperatur-Rechenmodell dagegen ist dazu vorgesehen ausgehend von der mittels Abgasturbolader-Rechenmodell ermit- telten erforderlichen Soll-Abgastemperatur zumindest einen Soll-Steuerwert zumindest eines die Abgastemperatur beein¬ flussenden Steuerungsparameters zu ermitteln. Parameter, die in diese Berechnung eingehen können, sind zum Beispiel die Masse sowie die Temperatur der angesaugten Luft und die zuge- messene Kraftstoffmasse . Der zu berechnende Soll-Steuerwert kann dann zum Beispiel der Zündzeitpunkt oder der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffes sein oder auch die Öffnungszeiten bzw. Öffnungswinkel der Ein- und Auslassventile. Auch eine kombinierte Anpassung der Steuerwerte mehrerer der genannten Steuerungsparameter kann vorgesehen werden. Ein wesentlicher Punkt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass aus dem Soll-Steuerwert unter Einbeziehung zumindest eines Grenz-Steuerwertes ein Vorgabe-Steuerwert er¬ mittelt wird. Für die zu ermittelnden Soll-Steuerwerte der die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameter gibt es in der Regel Grenzen, bei deren Überschreitung sich das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors insgesamt oder in Bezug auf einzelne Merkmale, wie zum Beispiel das Emissions¬ verhalten oder das Motordrehmoment, unerwünscht negativ ver- ändert. Um dies zu vermeiden können nun entsprechende Grenz- Steuerwerte fest oder auch betriebspunktabhängig vorgegeben und bei der Ermittlung der letztlich für die Temperaturerhöhung angewandten Vorgabe-Steuerwerte herangezogen werden. Dies geschieht in dem Sinne, dass zum Beispiel bei Über- schreitung des Grenz-Steuerwertes durch den ermittelten Soll- Steuerwert, der Vorgabe-Steuerwerte auf den Wert des Grenz- Steuerwertes gesetzt wird, wogegen bei Unterschreitung des Grenz-Steuerwertes durch den ermittelten Soll-Steuerwert, der Vorgabe-Steuerwerte auf den Wert des Soll-Steuerwertes ge- setzt wird.
Dieses Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten Verfahren den signifikanten Vorteil, dass der Eingriff in die Steuerung des Verbrennungsmotors zur Erhöhung der Abgastemperatur so begrenzt wird, dass eine optimale Drehmomenterhöhung erzielt werden kann, ohne dass dadurch anderweitige negative Auswir¬ kungen auf das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors in Kauf genommen werden müssen. Wird als Steuerungsparameter die Verbrennungsschwerpunktlage herangezogen und die Verbrennungsschwerpunktlage nur für eine Teilanzahl der insgesamt vorhandenen Zylinder des Verbrennungsmotors bezüglich der Verbrennungsschwerpunktlage zum Zeitpunkt vor der Erhöhung der Leistungsanforderung zu einem späteren Zeitpunkt verschoben, so ergibt sich nicht nur in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Abgastemperatur und damit eine Enthalpieerhöhung, sondern es wird auch eine Ab- gasimpulserhöhung erzielt. Es wird der Ausschiebeimpuls bei gleicher Enthalpieerhöhung deutlich erhöht, was wiederum zu einer Beschleunigen der Turbine des Abgasturboladers führt. Weist der Verbrennungsmotor eine geradzahlige Anzahl von Zylindern auf, so ist zweckmäßig, die Verbrennungsschwerpunkt¬ lage bei der Hälfte der insgesamt vorhandenen Zylinder zu verschieben. Die Zylinder, bei denen eine Verschiebung der Verbrennungsschwerpunktlage durchgeführt wird, können auch alternierend ausgewählt werden. Es ist nur zu beachten, dass eine Verschiebung der nicht bei allen vorhandenen Zylindern geleichzeitig erfolgt.
Die Verbrennungsschwerpunktlage ist in diesem Zusammenhang als die zeitliche Lage während des Verbrennungsprozesses be¬ zeichnet, bei welcher ein bestimmter Anteil (z.B. 50 ~6 ) von Kraftstoff, der in den Brennraum eingebracht wurde, vollstän¬ dig verbrannt wurde. Eine Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Grenz-Steuerwert mit¬ tels eines Brenngrenzen-Rechenmodells für den aktuellen Be¬ triebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt wird. Die soge¬ nannte Brenngrenze stellt einen Maximalwert für die Verschie- bung des Zündwinkels bzw. des Zündzeitpunktes nach spät dar. Der nach spät verstellte Zündwinkel darf einen maximal spä¬ testen Wert, die Brenngrenze, nicht überschreiten, da sonst eine zulässige Abgastemperatur oder ein Grenzwert für Emissi¬ onen überschritten wird. Die Brenngrenze wird nach dem Stand der Technik häufig anhand des Grenzwertes für den Ausstoß an Kohlenwasserstoffen und des Grenzwertes für die Krümmertempe¬ ratur bestimmt. Auch die Brenngrenze ist in bestimmten Maß abhängig vom momentanen Betriebspunkt und kann mittels des genannten Brenngrenzen-Rechenmodells für den jeweils momenta- nen Betriebspunkt ermittelt werden. Daraus resultiert wiede¬ rum ein und als Grenz-Steuerwert vorgebbarer maximaler Zünd¬ winkel oder auch ein spätester Einspritzzeitpunkt. Dies hat den Vorteil, dass die Abgastemperatur immer an dem jeweilige Betriebspunkt auf ein Optimum erhöht werden kann und nicht aus Sicherheitsgründen vorzeitig zurückgesteuert oder insge¬ samt zu niedrig gehalten werden muss.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der zumindest eine Grenz- Steuerwert mittels eines Drehmoment-Rechenmodells für den ak tuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt wird. Das Drehmoment-Rechenmodell ermittelt auf Grundlage momenta¬ ner Betriebs- und Steuergrößen das zu erwartende Drehmoment an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Wie vorausgehend bereits erwähnt, kann es bei fortschreitender Veränderung be stimmter Steuerungsparameter nach einer anfänglichen Drehmomenterhöhung durch den Anstieg der Abgastemperatur bei Überschreitung eines jeweiligen Grenz-Steuerwertes zu einem uner wünschten Drehmomenteinbruch kommen. Der Vorteil dieser Ausführung des Verfahrens liegt nun darin, dass mittels des Drehmoment-Rechenmodells das im jeweiligen Betriebspunkt mög liehe Drehmoment-Maximum ermittelt werden kann und ein jewei liger dazu korrelierender Grenz-Steuerwert für den jeweilige Steuerungsparameter festgelegt werden kann. So kann in jedem Betriebspunkt das maximal mögliche Drehmoment erzeugt werden
In einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die ermittelte Soll-Abgastemperatur auf eine vorgegeben Grenz-Abgastemperatur begrenzt. Die Grenz-Abgastemperatur is dabei so gewählt, dass sichergestellt ist, dass keine thermi sehe Schädigung der Bauteile des Abgasturboladers und der üb rigen Komponenten im Abgassystem zu befürchten ist. Dadurch kann auf relativ einfache eine Überhitzung des Systems verhindert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verfahrens ist der zumindest eine, die Abgastempera¬ tur beeinflussende Steuerungsparameter ein Zündzeitpunkt zu¬ mindest eines Zylinders des Verbrennungsmotors, der zur Erhö hung der Abgastemperatur auf einen gegenüber einer Normal- Zündzeitpunkt späteren Zeitpunkt, also nach spät, verschoben wird.. Durch Verschiebung des Zündzeitpunktes nach spät, wird der sogenannte Verbrennungsschwerpunkt nach spät, also zeit- lieh näher zur Öffnung des Abgas-Auslassventils hin verla¬ gert. Dadurch hat das Abgas beim Austritt aus dem Brennraum des Zylinders eine höhere Temperatur. Der Zündzeitpunkt kann bei Otto-Motoren durch die zeitlich steuerbare Fremdzündung und bei Diesel-Motoren durch die zeitlich steuerbare Ein- spritzung des Diesel-Kraftstoffes in den Brennraum erfolgen. Der Vorteil dieser Ausführung ist in der verhältnismäßig einfachen Durchführung ohne zusätzlich erforderliche Systemkomponenten zu sehen. Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Verbrennungsmotor mit einem Direkt- Einspritzsystem zur direkten Kraftstoffeinspritzung in Brennräume der Mehrzahl von Zylindern ausgerüstet ist und die Verbrennungsschwerpunktlage durch Verändern des Einspritzzeit- punktes und/oder der Einspritzmasse durchgeführt wird . Dies ermöglicht beispielsweise auch die Aufteilung der einge¬ spritzten Kraftstoffmenge in mehrere Teilmengen und eine spä¬ te Einspritzung einer Kraftstoffteilmenge, deren späte Ver¬ brennung eine Temperaturerhöhung im Abgas zur Folge hat. Auf diese Weise kann auch bei Diesel-Motoren der Verbrennungs¬ schwerpunkt nach spät verlagert werden.
In besonders vorteilhafter Ausführung wird das Verfahren so lange wiederholt ausgeführt, bis ein Soll-Ladedruck im An- saugsystem erreicht ist oder der Verbrennungsmotor ein angefordertes Leistungsniveau erreicht hat oder die erhöhte Leis¬ tungsanforderung zurückgenommen wird. So wird sichergestellt, dass das Verfahren angepasst an die momentanen und dynamisch sich verändernden Betriebsbedingungen im transienten Betrieb des Verbrennungsmotors optimiert und so lange wie erforder¬ lich ausgeführt wird. Je höher dabei die Widerholrate der Ausführung des Verfahrens ist, desto genauer erfolgt die Aus- führung in direkter Abhängigkeit vom momentanen Betriebspunkt .
Die Merkmale und Merkmalskombinationen der vorstehend in der Beschreibung oder nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten Ausführungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind, soweit diese nicht ausschließlich alternativ anwendbar sind oder sich gar gegenseitig ausschließen, einzeln, zum Teil o- der insgesamt, auch in gegenseitiger Kombination oder gegen- seifiger Ergänzung, in Fortbildung des erfindungsgemäßen Gegenstands anzuwenden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen .
Anhand der Figuren werden im Folgenden besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele, Einzelheiten oder Fortbildungen der Erfindung näher erläutert, obgleich der Gegenstand der Erfindung nicht auf diese Beispiele begrenzt sein soll.
Es zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens zur Steuerung eines Verbrennungsmotors und
Fig. 2 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines erfin- dungsgemäßen Verbrennungsmotors mit einem Abgasturbo¬ lader .
Das Ablaufdiagramm in Figur 1 zeigt in groben Schritten den Ablauf des Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit einem Abgasturbolader, bei dem bei einer Erhöhung der
Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor eine Drehzahlerhöhung des Turboladers durch eine Erhöhung der Abgastempe¬ ratur unterstützt wird. Der Verfahrensablauf zur Erhöhung der Abgastemperatur ist dabei eingebettet in ein übergeordnetes Verfahren zur Steuerung des Verbrennungsmotors, das bei¬ spielsweise in Form eines ausführbaren AblaufProgramms in der zentralen Steuerungseinheit ECU ausgeführt wird, wobei einer- seits von Sensoren erfasste momentane Zustandsgrößen des Verbrennungsmotors über Eingänge der Steuerungseinheit ECU ein¬ gelesen und programmgemäß verarbeitet werden und andererseits Steuerwerte verschiedener Steuerungsparameter an entsprechen- de, den Betrieb bestimmende Aktuatoren ausgegeben werden.
Aus einem vorgelagerten Verfahrensschritt SX des übergeordne¬ ten Verfahrens zur Steuerung des Verbrennungsmotors heraus, wird in einer Verzweigung VX überwacht, ob eine sprunghafte Leistungsanforderung, also eine Drehmoment-Differenz zwischen dem momentan anstehenden und dem plötzlich angeforderten erhöhten Drehmoment, auch als Lastsprung TQ_D bezeichnet, vorliegt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ausgehend von einem Betriebspunkt niedriger Last, bei niedriger Drehzahl des Verbrennungsmotors und des Turboladerläufers, plötzlich eine stark erhöhte Leistung angefordert wird, und somit ein sogenannter Lastsprung TQ_D vorliegt. Dies ist beispielsweise beim zügigen Anfahren eines Fahrzeugs aus Leerlaufdrehzahl oder auch beim Start eines Überholvorgangs gegeben, wenn der Fahrzeugführer, zum Beispiel durch einen sogenannten „Kick- down" des Gaspedals, unvermittelt eine stark erhöhte Leistung oder gar die Maximalleistung des Verbrennungsmotors anfordert. Solange eine solche sprunghafte Erhöhung der Leistungs¬ anforderung nicht festgestellt wird, wird das übergeordnete Verfahren programmgemäß in einem Verfahrensschritt SY fortge¬ setzt .
Sobald jedoch in der Verzweigung VX ein Lastsprung TQ_D festgestellt wird, wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt SX1 in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung und dem jeweils aktuellen Betriebspunkt des Abgasturboladers, also in Abhängigkeit von der Höhe des Lastsprungs TQ_D mittels eines Abgasturbolader-Rechenmodells eine momentane Soll- Abgastemperatur AT_S ermittelt. Je nach Ausführung des Ver- fahrens kann, wie im Ablaufdiagramm dargestellt, hier bereits die ermittelte Soll-Abgastemperatur AT_S mittels einer vorge¬ gebenen Grenz-Abgastemperatur AT_GR begrenzt werden, wodurch eine erste Absicherung gegen eine Überhitzung nachfolgender im Abgasstrom liegender Systemkomponenten realisiert ist.
Dann wird in dem darauf folgenden Verfahrensschritt SX2 aus- gehend von der ermittelten Soll-Abgastemperatur AT_S mittels eines Abgastemperatur-Rechenmodells, der zur Erreichung der Soll-Abgastemperatur AT_S erforderliche Soll-Steuerwert StW_S zumindest eines die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters ermittelt. Entsprechende Steuerungsparameter sind beispielsweise die Zündzeitpunkte oder die Einspritz¬ zeitpunkte des Kraftstoffes in den einzelnen Zylindern, die eingespritzte Kraftstoffmasse oder die Öffnungszeitpunkte der Auslass entile . In dem anschließenden Verfahrensschritt SX3 wird, unter Einbeziehung zumindest eines Grenz-Steuerwertes StW_GR, aus dem Soll-Steuerwert StW_S ein Vorgabe-Steuerwert StW_VG ermit¬ telt. Der entsprechende jeweilige Grenz-Steuerwert StW_GR kann dabei beispielsweise fest oder in Abhängigkeit vom Be- triebspunkt des Verbrennungsmotors in Kennfeldern vorgegeben sein. Ergänzend oder stattdessen kann jedoch zumindest ein Grenz-Steuerwert StW_GR_BG mittels eines Brenngrenzen- Rechenmodells für den aktuellen Betriebspunkt des Verbren¬ nungsmotors ermittelt werden oder es kann weiter ergänzend oder alternativ eine Grenz-Steuerwert StW_GR_TQ mittels eines Drehmoment-Rechenmodells für den aktuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt und zur Ermittlung des Vorgabe- Steuerwertes StW_VG herangezogen werden. Der so ermittelte Vorgabe-Steuerwert des zumindest einen die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters zur Steuerung des Verbrennungsmotors wird dann ausgegeben und angewandt bei der Steuerung des Verbrennungsmotors, um die Abgastemperatur zu erhöhen . Nach der Ermittlung des Vorgabe-Steuerwertes StW_VG in Ver¬ fahrensschritt SX3 und der Applikation des Vorgabesteuerwertes StW_VG erfolgt in der Verzweigung VX1 eine Überwachung des bereits erzielten Drehmoments bzw. dem momentan noch vorliegenden Lastsprung TQ_D zwischen dem angeforderten und dem abgegebenen Drehmoment bzw. der Leistung. Gleichfalls kann auch der im Frischluftverteiler 71 anstehende Ladedruck P_L überwacht werden.
Besteht weiterhin ein relevanter Lastsprung TQ_D bzw. eine Drehmoment-Differenz oder der anstehende Ladedruck P_L hat den gewünschten Wert, einen Soll-Ladedruck, noch nicht er- reicht, erfolgt ein Rücksprung auf Verfahrensschritt SXl und es wird erneut die nunmehr momentane Soll-Abgastemperatur ermittelt. Auf diese Weise wird das Verfahren so lange wieder¬ holt ausgeführt, bis der Lastsprung überwunden ist oder ein Soll-Ladedruck im Ansaugsystem erreicht ist oder der Verbren- nungsmotor das angefordertes Leistungsniveau erreicht hat o- der die erhöhte Leistungsanforderung zurückgenommen wird.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbren¬ nungsmotors 1, der vier Zylinder 11, ein Kraftstoff-Direkt- Einspritzsystem 3, ein Ansaugsystem 7, ein Abgassystem 8 und zumindest einen Abgasturbolader 2 mit einer im Abgassystem 8 angeordneten Abgasturbine 22 und einem im Ansaugsystem 7 angeordneten Verdichter 21 aufweist. Jeder Zylinder 11 weist eine Zündvorrichtung 4, ein Einspritzventil 32, ein Einlass- ventil 51 und ein Abgas-Auslassventil 52 auf. Zur besseren
Übersichtlichkeit der Figur 1 sind die vorgenannten Komponenten pro Zylinder 11 jeweils nur am ersten Zylinder 11 mit Bezugszeichen gekennzeichnet. Weiterhin weist der Verbrennungs¬ motor in diesem Beispiel einen variablen Ventiltrieb 5 auf, der hier symbolisch mit einem Nockenwellensteller 53 und einer Nockenwelle 54 dargestellt ist.
Das Ansaugsystem 7 weist einen Frischluftverteiler 71 mit jeweils einer Zuleitung für jeden Zylinder 11 und eine in Bezug auf den Frischluftstrom, siehe eingezeichnete Pfeile, strom¬ aufwärts angeordnete Drosselklappe 72 zur Steuerung der zuge¬ führten Frischluftmasse auf. Stromaufwärts der Drosselklappe 72 ist der Verdichter 21 des Abgasturboladers 2 im Ansaugsys¬ tem 7 angeordnet. Stromaufwärts des Verdichters 21 ist ein Luftfiltersystem 73 zur Reinigung der vom Verdichter 21 angesaugten Außenluft im Ansaugsystem 7 angeordnet. Weiterhin ist im Frischluftverteiler 71 ein Ladeluft-Drucksensor 74, zur Messung des Ladedrucks vor den Zylindern, und stromaufwärts des Verdichters 21 ein Luftmassen-Sensor 75, zur Erfassung der zugeführten Luftmasse, im Ansaugsystem 7 angeordnet. Der Ladeluft-Drucksensor 74 und der Luftmassen-Sensor 75 stehen über elektrische Verbindungen mit der elektronischen Steuerungseinrichtung ECU in Verbindung und speisen so die aufgenommenen Messwerte in die ECU ein.
Das Abgassystem 8 weist einem Abgaskrümmer 81 mit je einem Anschluss an jeden der Zylinder 11 auf. In Strömungsrichtung des Abgases, siehe eingezeichnete Pfeile, stromabwärts des Abgaskrümmers 81 ist die Abgasturbine 22 des Abgasturboladers im Abgassystem angeordnet. Stromabwärts der Abgasturbine 22 schließt sich dann das Abgasnachbehandlungssystem 82 an, das hier vereinfachend als Einzelkomponente dargestellt ist, je¬ doch mehrere Komponenten, wie zum Beispiel einen Katalysator, und einen Rußfilter aufweisen kann. Im Abgassystem 8 sind vor dem Einlass der Abgasturbine ein Abgas-Drucksensor 83 und ein Abgas-Temperatursensor 84 sowie stromabwärts der Abgasturbine 22 ein weiterer Abgas-Drucksensor 85 und beispielsweise ein Katalysator-Temperatursensor 86 angeordnet, die ebenfalls über elektrische Verbindungen mit der ECU verbunden sind und so die aufgenommenen Messwerte in die ECU einspeisen. Das Kraftstoff-Direkt-Einspritzsystem 3 weist einen auch als Common-Rail 31 bezeichneten Kraftstoff-Druckspeicher auf, der über eine KraftstoffZuleitung 33 von einer Kraftstoff- Hochdruckpumpe (nicht dargestellt) gespeist wird. Weiterhin gehören die mit dem Common-Rail 31 in hydraulischer Verbin- dung stehenden Einspritzventile 32 der einzelnen Zylinder 11 zum Kraftstoff-Direkt-Einspritzsystem 3. Die Einspritzventile 32 stehen weiterhin in elektrischer Verbindung mit der ECU, die die Einspritzventile 32 gemäß der ermittelten Werte für Einspritzzeitpunkt und Einspritzmasse ansteuert und so den Kraftstoff in die einzelnen Brennräume der Zylinder 11 zumisst. Am Common-Rail 31 ist ein Kraftstoff-Drucksensor 34 angeordnet, der ebenfalls mit der ECU in elektrischer Verbin¬ dung steht und den Kraftstoffdruck im Common-Rail erfasst und entsprechende Werte an die ECU übermittelt. In der Regel wei¬ sen Kraftstoff-Direkt-Einspritzsystem 3 zusätzlich noch verschieden Ventileinheiten, wie zum Beispiel ein Druck-Regel- ventil oder ein Volumenstrom-Regelventil zur Regelung des Kraftstoffdruckes im Common-Rail, auf. Auf die Darstellung dieser Komponenten wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit der Figur 2 verzichtet. Es versteht sich jedoch, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung, alle gebräuchlichen bzw. dem Fachmann bekannten Konfigurationen von Kraftstoff-Direkt- Einspritzsystemen zum Einsatz kommen können. Bei Otto-Motoren können darüber hinaus auch andere Einspritzsysteme, wie zum Beispiel Saugrohr-Einspritzsysteme zum Einsatz kommen, da hier der Zündzeitpunkt durch eine separate Zündeinrichtung von der ECU vorgegeben und so eine Erhöhung der Abgastempera¬ tur erzielt werden kann.
Der variable Ventiltrieb 5 weist einen Nockenwellensteller 53 auf, der elektrisch mit der elektronischen Steuerungseinheit ECU verbunden ist und von dieser zur variablen Verstellung der Ventil-Öffnungsintervalle angesteuert wird. Selbstver¬ ständlich können im Rahmen der Erfindung alle dem Fachmann bekannten Systeme zur variablen Verstellung der Ventilöffnungsintervalle eingesetzt werden.
Jeder Zylinder 11 des Verbrennungsmotors 1 ist in dem gezeig¬ ten Beispiel mit einer Zündvorrichtung 4, zum Beispiel einer Zündkerze, ausgestattet, die jeweils mit der ECU elektrisch verbunden ist und von der ECU zur Zündung des Kraftstoff- Gemisches im Brennraum des jeweiligen Zylinders 11, gemäß der ermittelten Steuerwerte für den Zündzeitpunkt, direkt oder indirekt angesteuert wird. Bei Diesel-Motoren kann eine sol- che Einrichtung entfallen und der Zündzeitpunkt bzw. der Verbrennungsschwerpunkt wird mittels der Hochdruck-Einspritzung des Diesel-Kraftstoffes eingestellt. Zur Steuerung des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 ist eine elektronische Steuerungseinrichtung ECU vorgesehen, die über elektrische Verbindungen mit Sensoren und Stellsystemen des Verbrennungsmotors, wie oben bereits beschrieben, elektrisch verbunden ist. Weiterhin steht die ECU mit einem Turbolader- laufer-Drehzahlsensor 23 und einem Kurbelwellen- Drehzahlsensor 12 sowie einer Fahrzeugführer-Schnittstelle 15, zum Beispiel ein Fahrpedal oder Gaspedal zur Vorgabe der Leistungs- bzw. Drehmoment-Anforderung, in elektrischer Verbindung .
Über die verschiedenen Sensoren sowie die Fahrzeugführer- Schnittstelle 15 werden die jeweils momentanen Betriebspara¬ meter des Verbrennungsmotors 1 und der Fahrerwunsch erfasst und in die ECU eingespeist. In der ECU sind die zur Steuerung des Verbrennungsmotors 1 bzw. der dem Verbrennungsmotor 1 zugeordneten Teilsysteme erforderlichen Verfahrensabläufe und Algorithmen in AblaufProgrammen abgelegt, sowie entsprechende Vorgabewerte und Kennfelder hinterlegt, die zur Berechnung bzw. Ermittlung der jeweiligen Steuerwerte der betriebsbe- stimmenden Steuerungsparameter, in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch, herangezogen werden. Die entsprechenden Steuerwerte werden dann von der ECU direkt oder über entsprechende, soge¬ nannte Leistungs-Endstufen an die Stelleinheiten ausgegeben, um die entsprechenden Steuerungsparameter einzustellen.
Insbesondere ist die elektronische Steuerungseinrichtung ECU programmtechnisch und systemtechnisch dazu eingerichtet, den Verbrennungsmotor 1 in einem bestimmungsgemäßen Betrieb gemäß einer jeweiligen Ausführung des vorgenannten Steuerungsver- fahrens zu steuern, wobei bei einer Erhöhung der Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor 1 eine Drehzahlerhöhung des Turboladers 2 durch eine Erhöhung der Abgastemperatur unterstützt wird.
Abschließend sei noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem in Figur 2 dargestellten erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor 1 lediglich um ein Beispiel sozusagen in Maximalausstattung in Bezug auf die unterschiedlichen Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt. So sind zum Bei¬ spiel bei einem Diesel-Motor keine separaten Zündvorrichtun- gen erforderlich. Auch ein variabler Ventiltrieb ist nur erforderlich, wenn mittels der Ventil-Öffnungsintervalle Ein- fluss auf die Abgastemperatur genommen werden soll.
Des Weiteren wurde die Erfindung anhand eines Verbrennungsmo- tors erläutert, der 4 Zylinder aufweist. Das beschrieben Ver¬ fahren bzw. die Vorrichtung ist aber auch für Verbrennungsmotoren anderer Zylinderanzahl anwendbar, sofern sie mindestens 2 Zylinder aufweisen. Weiterhin soll die dargestellte, gegenüber einem realen Verbrennungsmotor moderner Ausführung, stark vereinfachte Konfiguration des Verbrennungsmotors nicht beschränkend wirken in Bezug auf die Konfiguration und Funktion der Teilsysteme wie dem Kraftstoff-Direkt-Einspritzsystem, dem variablen Ventil- trieb, der Zündvorrichtung, dem Abgasturbolader sowie dem Ansaugsystem und dem Abgassystem.
Bezugs zeichenliste
1 Verbrennungsmotor
2 Abgasturbolader
3 KraftStoff-Direkt-Einspritzsystem
4 Zündvorrichtung
5 Variabler Ventiltrieb
6 Elektronische Steuerungseinrichtung
7 Ansaugsystem
8 Abgassystem
11 Zylinder
12 Kurbelwellen-Drehzahlsensor
15 Fahrzeugführer-Schnittstelle
21 Verdichter
22 Abgasturbine
23 Turboladerlaufer-Drehzahlsensor
31 Common-Rail
32 Einspritz entil
33 KraftstoffZuleitung
34 Kraftstoff-Drucksensor
51 Einlass entil
52 Abgas-Auslassventil
53 Nockenwellensteller
54 Nockenwelle
71 Frischluftverteiler
72 Drosselklappe
73 LuftfilterSystem
74 Ladeluft-Drucksensor
75 Luftmassen-Sensor
81 Abgaskrümmer
82 AbgasnachbehandlungsSystem
83 Abgas-Drucksensor
84 Abgas-Temperatursensor Abgas-Drucksensor
Katalysator-Temperatursensor elektronische Steuerungseinri

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines, eine Mehrzahl von Zylindern (11) aufweisenden Verbrennungsmotors (1), der einen Abgastur- bolader (2) aufweist, wobei bei einer Erhöhung der Leistungs¬ anforderung an den Verbrennungsmotor (1) eine Drehzahlerhöhung des Turboladers (2) durch eine Erhöhung der Abgastempe¬ ratur unterstützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung und dem je- weils aktuellen Betriebspunkt des Abgasturboladers (2), mit¬ tels eines Abgasturbolader-Rechenmodells eine momentane Soll- Abgastemperatur (AT_S) ermittelt wird,
- ausgehend von der ermittelten Soll-Abgastemperatur (AT_S) mittels eines Abgastemperatur-Rechenmodells, der zur Errei- chung der Soll-Abgastemperatur (AT_S) erforderliche Soll- Steuerwert (StW_S) zumindest eines die Abgastemperatur beein¬ flussenden Steuerungsparameters ermittelt wird und
aus dem Soll-Steuerwert (StW_S) unter Einbeziehung zumindest eines Grenz-Steuerwertes (StW_GR, StW_GR_BG, StW_GR_TQ) ein Vorgabe-Steuerwert (StW_VG) ermittelt wird und
der ermittelte Vorgabe-Steuerwert (StW_VG) des zumindest ei¬ nen die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters zur Steuerung des Verbrennungsmotors (1) angewandt wird, um die Abgastemperatur zu erhöhen, wobei als Steuerungsparameter die Verbrennungsschwerpunktlage herangezogen wird und die
Verbrennungsschwerpunktlage nur für eine Teilanzahl der ins¬ gesamt vorhandenen Zylinder (11) des Verbrennungsmotors (1) bezüglich der Verbrennungsschwerpunktlage zum Zeitpunkt vor der Erhöhung der Leistungsanforderung zu einem späteren Zeit- punkt verschoben wird.
2. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Verbrennungsmotor (11) mit geradzahliger Zylinderanzahl die Verbren- nungsschwerpunktlage bei der Hälfte der Zylinderzahl verscho¬ ben wird.
3. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Grenz-Steuerwert (StW_GR_BG) mittels eines Brenngrenzen- Rechenmodells für den aktuellen Betriebspunkt des Verbren- nungsmotors (1) ermittelt wird.
4. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Grenz-Steuerwert (StW_GR_TQ) mittels eines Drehmoment-Rechenmodells für den aktuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (1) ermittelt wird.
5. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Soll-Abgastemperatur (AT_S) auf eine vorgegebene Grenz-Abgastemperatur (AT_GR) begrenzt wird.
6. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsschwerpunktlage durch Verschieben des Zündzeit¬ punktes auf einen, gegenüber einem Normal-Zündzeitpunkt spä¬ teren Zeitpunkt durchgeführt wird.
7. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der
Verbrennungsmotor (1) mit einem Direkt-Einspritzsystem (3) zur direkten Kraftstoffeinspritzung in e Brennräume der Mehrzahl von Zylindern (11) ausgerüstet ist und die Verbrennungs¬ schwerpunktlage durch Verändern des Einspritzzeitpunktes und/oder der Einspritzmasse durchgeführt wird.
8. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors nach ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren so lange wiederholt ausgeführt wird, bis ein Soll- Ladedruck im Ansaugsystem (7) erreicht ist oder der Verbrennungsmotor (1) ein angefordertes Leistungsniveau erreicht hat oder die erhöhte Leistungsanforderung zurückgenommen wird.
9. Vorrichtung zum Steuern eines, eine Mehrzahl von Zylindern (11) aufweisenden Verbrennungsmotors (1), der einen Ab- gasturbolader (2) aufweist, wobei bei einer Erhöhung der
Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor (1) eine Drehzahlerhöhung des Turboladers (2) durch eine Erhöhung der Abgastemperatur unterstützt wird, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8 durchzuführen.
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