Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie unter Berücksichtigung des Abgasgegendrucks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader zur Verdichtung der der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft, wobei eine Antriebsleistung einer Turbine des Abgasturboladers in einem Abgasstrang der

Verbrennungskraftmaschine durch Variation einer Turbinengeometrie der Turbine verändert wird.

Die Druckschrift EP 1 471 234 A2 beschreibt bereits einen Abgasturbolader (ATL), der zur Verdichtung der einer Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft vorgesehen ist. Dabei wird eine Antriebsleistung einer Turbine des Abgasturboladers in einem Abgasstrang der

Verbrennungskraftmaschine (VKM) durch Variation einer Turbinengeometrie verändert. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einem Abgasturbolader (ATL) mit einer Turbine mit variabler Turbinengeometrie (VTG), die zusammengefasst als VTG-ATL abgekürzt wird. Dabei trifft das über die Turbine fließende Abgas auf Leitschaufeln, die verstellbar sind und damit den Turbinenwirkungsgrad verändern können. Wenn die Brennkraftmaschine ein Fahrzeug antreibt, werden die Leitschaufeln beim Beschleunigen des Fahrzeugs so verstellt, dass sich eine kleine effektive Öffnungsquerschnittsfläche der Turbine ergibt, die den Abgasgegendruck vor der Turbine und die Fließgeschwindigkeit des Abgases stark ansteigen lässt. Das in der

Druckschrift beschriebene Verfahren schlägt zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader zur Verdichtung der zugeführten Luft vor, dass ein Druckverhältnis zwischen einem Druck in Strömungsrichtung des Abgases im Abgasstrang nach der Turbine und einem Druck in Strömungsrichtung des Abgases im Abgasstrang vor der Turbine vorgegeben wird und dass in Abhängigkeit dieses Druckverhältnisses ein Grenzwert für eine Stellgröße eines Stellgliedes zur Einstellung der Turbinengeometrie ermittelt wird. Wird diese Technologie bei mit Dieselkraftstoff betriebenen Fahrzeugen verwendet, spricht man von Zuführung der Verbrennungsluft mit Diesel-VTG-ATL und analog dazu spricht man bei mit Ottokraftstoff betriebenen Fahrzeugen von Zuführung der Verbrennungsluft mit Otto- VTG-ATL.

Nachteilig bei diesem bereits bekannten Verfahren ist es, dass die Stellgröße des Stellgliedes zur Einstellung der Turbinengeometrie lediglich aus einer rechnerischen Größe, die auf dem ermittelten Druck in Strömungsrichtung des Abgases im Abgasstrang nach der Turbine und dem Druck in Strömungsrichtung des Abgases im Abgasstrang vor der Turbine beruht, ermittelt wird. Wie bereits erläutert, kann es beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit VTG-ATL zu hohen Abgasgegendrücken kommen, die einen hohen Restgasgehalt im Brennraum verursachen und zum anderen die Ladedruckregelung in den dynamischen Zuständen verschlechtern. Insbesondere solche dynamischen Zustände, in denen eine Verschlechterung der Ladedruckregelung verursacht wird, werden in dem herkömmlichen Verfahren nicht berücksichtigt.

Die Druckschrift EP 1 586 756 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die eine maximale Beschleunigung ohne

Wirkungsgradverlust eines Abgasturboladers VTG-ATL ermöglichen. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Verdichter eines Abgasturboladers zur Verdichtung der der Brennkraftmaschine zugeführten Luft und ein Stellglied zur Einstellung eines Soll-Ladedruckes am Ausgang des Verdichters. Das Stellglied wird in Abhängigkeit eines einzustellenden Abgasgegendruckes in einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine angesteuert. Vorgesehen ist, dass in Abhängigkeit des Soll-Ladedruckes ein Solldruckverhältnis über dem Verdichter ermittelt wird, dass in Abhängigkeit des Solldruckverhältnisses über dem Verdichter ein Sollexpansionsverhältnis über der Turbine mit variabler Turbinengeometrie des Abgasturboladers ermittelt wird, wobei das Sollexpansionsverhältnis das Verhältnis zwischen dem einzustellenden Abgasgegendruck und dem Druck am Ausgang der Turbine beschreibt, und dass das Stellglied abhängig von dem Sollexpansionsverhältnis angesteuert wird. Nachteilig ist auch hier, dass die Stellgröße des Stellgliedes zur Einstellung der Turbinengeometrie ebenfalls lediglich aus einer rechnerischen Größe, die auf dem ermittelten Druck in Strömungsrichtung des Abgases im Abgasstrang nach der Turbine und dem Druck in Strömungsrichtung des Abgases im Abgasstrang vor der Turbine beruht, ermittelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches den

Abgasgegendruck vor der Turbine in gewünschter Weise beeinflusst und zugleich dynamische Zustände beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine berücksichtigt.

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer

Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader zur Verdichtung der der

Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft, wobei eine Antriebsleistung einer Turbine des Abgasturboladers in einem Abgasstrang der Verbrennungskraftmaschine durch Variation einer Turbinengeometrie der Turbine verändert wird, wobei in einem ersten Regelalgorithmus ein Soll-Ladedruck am Ausgang des Verdichters des Abgasturboladers im Luftzuführungsstrang stromauf des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit eines in einem Abgasstrang stromab des Verbrennungsmotors vor der Turbine der Verbrennungskraftmaschine einzustellenden Soll- Abgasgegendrucks angesteuert wird, wobei dem Soll-Ladedruck eine

Öffnungsquerschnittsfläche der Turbine zugeordnet ist, die über einen Stellhub eines der Turbine zugordneten Stellgliedes in Abhängigkeit eines dem vorgegebenen Soll-Ladedruck zugeordneten Sollwertes angesteuert wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das über den ersten Regelalgorithmus angesteuerte Stellglied der Turbine über einen zweiten Regelalgorithmus unter Vorgabe eines oberen Grenzwertes des Soll-Abgasgegendrucks im Abgasstrang stromauf der Turbine durch Eingriff in den ersten Regelalgorithmus mit einem angepassten Sollwert angesteuert wird, wenn folgende Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:

In einem primären Regelpfad des zweiten Regelalgorithmus tritt eine Regelabweichung stromauf der Turbine auf, die aus einem Ist-Abgasgegendruck stromauf der Turbine und dem vorgegebenen Soll-Abgasgegendruck stromauf der Turbine gebildet wird.

In einem sekundären Regelpfad des zweiten Regelalgorithmus tritt eine Regelabweichung stromab des Verdichters auf, die aus einem Ist-Ladedruck des Verdichters und dem Soll- Ladedruck am Ausgang des Verdichters gebildet wird.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der zweite Regelalgorithmus über die Regelpfade dynamische Zustände der Verbrennungskraftmaschine berücksichtigt und im Bedarfsfall in einem

Eingriffspunkt in den ersten Regelalgorithmus eingreift.

Bevorzugt ist ferner, dass einem ersten Subtrahier-Baustein innerhalb des primären

Regelpfades des zweiten Regelalgorithmus der Ist-Abgasgegendruck stromauf der Turbine und der vorgegebene Soll-Abgasgegendruck zugeführt werden und die Regelabweichung ermittelt wird.

Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Regelabweichung des primären Regelpfades des zweiten Regelalgorithmus und der Sollwert des ersten Regelalgorithmus im Eingriffspunkt einem zweiten Subtrahier-Baustein zugeführt werden, wobei der zu dem Sollwert des ersten Regelalgorithmus gehörende Soll-Abgasgegendruck mittels der aus dem ersten Subtrahier- Baustein vorliegenden Regelabweichung korrigiert wird, so dass im Eingriffspunkt ein korrigierter Sollwert gebildet und der derart korrigierte Sollwert über einen Schalter ausgegeben wird, so dass der Stellhub des Stellgliedes der Turbine unter Berücksichtigung dynamischer Zustände der Verbrennungskraftmaschine korrigiert wird.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Regelabweichung des primären Regelpfades des zweiten Regelalgorithmus modifiziert wird, bevor sie dem zweiten Subtrahier-Baustein im Eingriffspunkt zugeführt wird, indem die Regelabweichung mittels einer Kennlinie geglättet und mittels eines Tiefpassfilters gemäß einer Kennlinie in Abhängigkeit eines Umgebungsdrucks mit einem Verstärkungsfaktor versehen wird, so dass dem zweiten Subtrahier-Baustein im Eingriffspunkt eine modifizierte Regelabweichung übergeben wird.

Schließlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Regelabweichung in dem primären Regelpfad und die Regelabweichung in dem sekundären Regelpfad des zweiten Regelalgorithmus, nachdem sie jeweils einen vorgebbaren Schwellenwert eines Hystereseblocks überschritten haben, aktiv geschaltet und über eine„und"-Verknüpfung auf den Schalter des Eingriffspunktes geführt werden, wobei der Schalter nur geschlossen wird, wenn beide Regelabweichungen aktiv sind, so dass ein Eingriff des zweiten Regelalgorithmus in den ersten Regelalgorithmus im Eingriffspunkt nur dann erfolgt, wenn der Schalter geschlossen ist.

Beansprucht wird ferner eine Verbrennungskraftmaschine eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens, umfassend einen Abgasturbolader zur Verdichtung der der

Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft, einen Verdichter, einen Verbrennungsmotor und eine Turbine mit variabler Turbinengeometrie, die über eine Welle mit dem Verdichter verbunden ist, und eine Steuereinrichtung, in der ein computerlesbarer Programmalgorithmus zur Ausführung des Verfahrens und gegebenenfalls erforderliche Kennfelder gespeichert sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Verbrennungskraftmaschine mit den

zugehörigen Komponenten zur Durchführung des Verfahrens;

Figur 2 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Verbrennungskraftmaschine mit ihren zugehörigen Komponenten.

In Figur 1 ist eine Verbrennungskraftmaschine mit dem Bezugszeichen 100 gekennzeichnet. Die Verbrennungskraftmaschine 100 umfasst einen Verbrennungsmotor 55, der beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein kann. Dem Verbrennungsmotor 55 wird über einen Luftzuführungsstrang 50 Frischluft in Pfeilrichtung zugeführt. Dabei ist in dem Luftzuführungsstrang 50 ein Verdichter 5 eines Abgasturboladers zur Verdichtung der dem Verbrennungsmotor 55 zugeführten Frischluft angeordnet. Der Abgasturbolader wird über eine Welle 15 von einer Turbine 10, die in einem Abgasstrang 20 der Verbrennungskraftmaschine 100 angeordnet ist, angetrieben. Der Abgasturbolader umfasst somit den Verdichter 5, die Welle 15 und die Turbine 10.

Die Turbine 10 wird von einem Abgasmassenstrom m _AG B im Abgasstrang 20 angetrieben. Die Strömungsrichtung des Abgases und damit des Abgasmassenstromes m _AB G ist in Figur 1 ebenfalls durch Pfeile gekennzeichnet.

In Strömungsrichtung des Abgases herrscht im Abgasstrang 20 vor der Turbine 10 ein erster Druck pTust und eine bestimmte Abgastemperatur T _AB G-

In Strömungsrichtung des Abgases herrscht in Abgasstrang 20 nach der Turbine 10 ein zweiter Druck pT ₂ .

Der Abgasmassenstrom m _AB G kann in bekannter Weise mittels eines nicht dargestellten Massenstrommessers 60 gemessen oder modelliert werden.

Der erste Druck pTn _st kann in bekannter Weise mittels eines Drucksensors 65 gemessen oder auf verschiedene Weise modelliert werden.

Der zweite pT ₂ i _s t kann in bekannter Weise mittels eines Drucksensors 75 gemessen oder auf verschiedene Weise modelliert werden.

Zur Umsetzung eines vorgegebenen Soll-Ladedrucks pL _SoM in der Luftzufuhr 50 in

Strömungsrichtung der Frischluft stromab des Laders 5 wird ein Stellglied 25 der Turbine 10 angesteuert. Das Stellglied 25 verstellt in bekannter Weise Leitschaufeln der Turbine 10 und verändert damit den Turbinenwirkungsgrad und die effektive Öffnungsquerschnittsfläche der Turbine 10. Die Verstellung der Leitschaufeln der Turbine 10 erfolgt über eine Stellgröße beziehungsweise einen Stellhub des Stellgliedes 25.

Bei der herkömmlichen Vorgehensweise wird zur Umsetzung des vorgegebenen Soll- Ladedrucks pLs _o ii des Laders 5 ein Sollwert 25 _So ii für den Stellhub des Stellgliedes 25

vorgegeben. Die Leitschaufeln der Turbine 10 werden dann aufgrund des umgesetzten

Sollwertes 25 _So II des Stellhubes so eingestellt, dass der resultierende Turbinenwirkungsgrad zu dem gewünschten Soll-Ladedruck pL _So n des Laders 5 führt.

Mit Hilfe der physikalischen Zusammenhänge zwischen dem ersten Druck pTn _st vor der Turbine 10, also dem Abgasgegendruck, dem Abgasmassenstrom m _AB G im Abgasstrang 20 und einem Istwert 25| _St für den Stellhub der Stellgliedes 25 lässt sich ein Grenzwert für den Stellhub des Stellgliedes 25 in Bezug auf eine maximale Turbinenleistung aus einem vorgegebenen

Druckverhältnis pT ₁ | _St -pT ₂ ist ermitteln. Die bei dieser Vorgehensweise berücksichtigten Zustände gelten jedoch nur im eingeschwungenen Zustand der Verbrennungskraftmaschine 100, wie in der Druckschrift EP 1 471 234 A2 auch offenbart wird, wobei nur das Druckverhältnis pTn _st - pT ₂ ist im Abgasstrang 20 berücksichtigt wird.

Zur Verbesserung schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, welches den Abgasgegendruck Druck pT-nst vor der Turbine 10 derart beeinflusst, so dass in vorteilhafter Weise

dynamische Zustände beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 100 Berücksichtigung finden, wie nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2 in einer Zusammenschau weiter erläutert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich eines Abgasgegendruck-Regelalgorithmus I, der insbesondere bei dynamischen Betriebszuständen, die durch eine Regelabweichung ApL zwischen dem Ist-Ladedruck pL| _St des Laders 5 und dem Soll-Ladedruck pL _So n des Laders 5 vorliegen und erkannt werden, durch einen Regelalgorithmus II gemäß Figur 2 überlagert wird, wie nachfolgend detailliert erläutert wird.

Der Abgasgegendruck-Regelalgorithmus I kann der bereits erläuterte Abgasgegendruck- Regelalgorithmus I oder ein anderer aus dem Stand der Technik bekannter Abgasgegendruck- Regelalgorithmus sein.

Der erfindungsgemäße Regelalgorithmus II gemäß den Figuren 1 und 2 im Detail bedient sich folgender Eingangsparameter. Mittels eines nicht dargestellten Drehzahlsensors wird eine Motordrehzahl n des Verbrennungsmotors 55 ermittelt.

Mittels eines nicht dargestellten Drucksensors wird außerdem ein Umgebungsdruck pu bereit gestellt.

Wie bereits erläutert, wird der erste Druck pTn _st (Abgasgegendruck (stromauf) vor der Turbine 10) mittels des Drucksensors 65 gemessen oder auf verschiedene Weise modelliert und als Modellgröße zur Verfügung gestellt.

Zudem werden mittels nicht dargestellter Drucksensoren der Ist-Ladedruck pL| _St des Laders 5 und der Soll-Ladedruck pL _So n des Laders 5 gemessen und es wird in einem sekundären Ladedruck-Regelpfad b) die Regelabweichung ApL = (pL _S oii-pL| _S t) ermittelt, die ebenfalls als Eingangsparameter für den Regelalgorithmus II zur Verfügung steht.

Ist die Regelabweichung ApL = 0, weist der Ist-Ladedruck pL| _St den gewünschten Soll-Wert auf, so dass ein Eingriff in den Regelalgorithmus I nicht notwendig ist, da sich der Ladedruck- Regelpfad b) mit der Regelabweichung ApL = 0 in einem eingeschwungenen Zustand befindet.

Ist die Regelabweichung ApL > 0, weist der Ist-Ladedruck pL| _St nicht den gewünschten Soll-Wert auf, so dass ein Eingriff in den bisherigen Regelalgorithmus I notwendig ist, da sich der Ladedruck-Regelpfad b) bei einer Regelabweichung ApL > 0 nicht in einem eingeschwungenen Zustand befindet.

Schließlich wird dem neuen Regelalgorithmus der aus dem bisherigen Regelalgorithmus I bekannte Sollwert 25 _So iifür den Stellhub des Stellgliedes 25 zur Verfügung gestellt.

Es versteht sich, dass der Sollwert 25 _So iifür den Stellhub des Stellgliedes 25 ein nach dem Verfahren der Druckschrift EP 1 471 234 A2 ermittelter Sollwert sein kann. Es wird jedoch noch einmal angemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch für andere bekannte Verfahren gleichermaßen einsetzbar ist, die den Sollwert für den Stellhub des Stellgliedes 25 auf andere als die in der Druckschrift EP 1 471 234 A2 beschriebene Weise ermitteln.

Gemäß der Erfindung werden innerhalb des neuen Regelalgorithmus II der bereits erwähnte sekundäre Ladedruck-Regelpfad b) und ein primärer Regelpfad a) verfolgt. Der primäre Abgasgegendruck-Regelpfad a) betrifft die Regelabweichung ΔρΤ = (pT _1So irpTiist) eines Ist-Abgasgegendrucks pTn _st vor der Turbine 10 (stromab des Verbrennungsmotors 55) gegenüber einem Soll-Abgasgegendruck pT _1So n vor der Turbine 10.

Der Soll-Abgasgegendruck pT _1So n wird als einzuhaltender Wert, insbesondere als vorgebbarer oberer Grenzwert, dem Abgasgegendruck-Regelpfad a) des Regelalgorithmus II) (vergleiche Figur 2) in Abhängigkeit des Umgebungsdrucks pu und in Abhängigkeit von der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 55 (vergleiche Kennlinie K1 ) einem Subtrahier-Baustein SB1 zur

Ermittlung der Regelabweichung ΔρΤ = (pT -pTust) zu geführt.

Ist die Regelabweichung ApT des Abgasgegendrucks vor der Turbine 10 = 0, so ist ein Eingriff des zweiten Regelalgorithmus II auf den bisherigen Regelalgorithmus I in Abhängigkeit des Abgasgegendruck-Regelpfads a) nicht notwendig, da sich die Abgasgegendruckregelung bei einer Regelabweichung ΔρΤ = 0 im gewünschten eingeschwungenen Zustand befindet.

Ist die Regelabweichung ApT des Abgasgegendrucks vor der Turbine 10 > 0, so ist ein Eingriff des zweiten Regelalgorithmus II auf den bisherigen Regelalgorithmus I in Abhängigkeit des Abgasgegendruck-Regelpfads a) notwendig, da sich die Abgasgegendruckregelung bei einer Regelabweichung ΔρΤ > 0 nicht im gewünschten eingeschwungenen Zustand befindet.

Die ermittelte Regelabweichung ΔρΤ > 0 des Abgasgegendrucks vor der Turbine 10 wird auf einen Hystereseblock B1 geführt, der prüft, ob sich die Regelabweichung > 0 in einem ersten Band mit geringer Regelabweichung oder durch Überschreiten eines vorgebbaren Schwellenwertes in einem zweiten Band mit größerer Regelabweichung befindet. Nur wenn festgestellt wird, dass eine größere Regelabweichung vorliegt, wird ein Ausgang des

Hystereseblocks HB1 aktiv, das heißt angeschaltet. Damit werden in vorteilhafter Weise geringe Regelabweichungen ΔρΤ> 0 des Abgasgegendruck-Regelpfads a) nicht berücksichtigt. Der Ausgang des Hystereseblocks B1 wird aktiv geschaltet , wenn die ermittelte Regelabweichung ΔρΤ > 0 den voreingestellten Grenzwert (den Schwellenwert) überschreitet.

Analog dazu wird die ermittelte Regelabweichung ΔρΙ_ = (pL _S oirpL| _S t) > 0 des Ist-Ladedrucks pL| _St gegenüber dem Soll-Ladedruck pL _So n ebenfalls auf einen Hystereseblock HB2 geführt, der prüft, ob sich die Regelabweichung Δρί > 0 in einem ersten Band mit geringer Regelabweichung oder in einem zweiten Band mit größerer Regelabweichung befindet. Nur wenn festgestellt wird, dass eine größere Regelabweichung oberhalb eines vorgebbaren Schwellenwertes im zweiten Band vorliegt, wird ein Ausgang des Hystereseblocks B2 aktiv, das heißt angeschaltet. Damit werden in vorteilhafter Weise geringe Regelabweichungen ΔρΙ_ > 0 des Ladedruck-Regelpfads b) nicht berücksichtigt. Der Ausgang des Hystereseblocks B2 wird aktiv geschaltet , wenn die ermittelte Regelabweichung ΔρΤ > 0 den voreingestellten Grenzwert (den Schwellenwert) überschreitet.

Durch die Hystereseblöcke HB1 , HB2 werden schnelle Wiederholungen von Ein- und

Ausschaltvorgängen, das heißt schnelles Aktivieren und Deaktivieren der Regelpfade a), b), vermieden.

Erfindungsgemäß wird der neue Regelalgorithmus II nur dann aktiv geschaltet, wenn beide Ausgänge, der Ausgang des primären Regelpfades a) und des sekundären Regelpfades b) (&), aktiv geschaltet sind.

Dadurch wird gleichzeitig erkannt, ob überhaupt eine Abgasgegendruck-Regelabweichung ApT _1So irp ₁ ist > 0 des Abgasgegendrucks pTn _st vorliegt und ob ein dynamischer Betriebszustand im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 100, das heißt eine Ladedruck-Regelabweichung ApLsoii-pList > 0, vorliegt. Nur dann wird auch ein Freigabebefehl ausgegeben, der durch die &- Verknüpfung in Figur 2 verdeutlicht wird.

Durch den Freigabebefehl wird einem Eingriffspunkt E der herkömmliche Sollwert 25 _So ii für den Stellhub des Stellgliedes 25 durch Umschaltung eines Schalters S für einen möglichen Eingriff funktionell freigegeben. Mit anderen Worten, der in Figur 2 dargestellte Schalter S wird ausgehend von der dargestellten nicht geschalteten Stellung umgeschaltet und der

erfindungsgemäße Eingriff ist möglich.

Der Schalter S ist dann auf die im Eingriffspunkt E dargestellte Regelabweichung ΔρΤ = des Abgasgegendrucks pTn _st vor der Turbine 10 auf einen weiteren Subtrahier- Baustein SB2 geschaltet.

Dadurch kann jetzt in Abhängigkeit der Regelabweichung ApTn _s t-pT _1S oii hinter dem ersten Subtrahier-Baustein SB1 des primären Regelungspfades a) der herkömmliche Sollwert 25 _So II mittels des Subtrahier-Bausteins SB2 als Korrekturwert entsprechend der im zweiten

Subtrahier-Baustein SB2 vorliegenden Abweichung ein korrigierter Sollwert 25' _So II ausgegeben werden, das heißt, der herkömmliche Sollwert 25 _So II wird in Abhängigkeit von aufgetretenen dynamischen Zuständen geändert, insbesondere der Ladedruck-Regelabweichung ApL> 0 gemäß dem sekundären Regelpfad b) geändert, jedoch nur dann, wenn eine

Abgasgegendruck-Regelabweichung ΔρΤ > 0 im primären Regelpfad a) überhaupt vorliegt.

Mit anderen Worten, die Leitschaufeln der Turbine 10 werden dann aufgrund des

erfindungsgemäßen Sollwertes 25's _o ii des Stellhubes so eingestellt, dass der resultierende Turbinenwirkungsgrad zudem einer optimalen Turbinenleistung der Turbine 10 in Abhängigkeit des gewünschten Soll-Abgasgegendrucks ΔρΤ _1δ0 ιι und in Abhängigkeit dynamischer Zustände in dem sekundären Regelpfad b) des neuen Regelalgorithmus II zu einem korrespondierenden Soll-Ladedruck pL _So ii des Laders 5 vor dem Verbrennungsmotor 55 führt.

In vorteilhafter Weise wird jetzt der Abgasgegendruck pTn _st vor der Turbine 10 aktiv in

Abhängigkeit der Regelabweichung ΔρΤ > 0 oberhalb eines vorgebbaren Bandes des ersten Hystereseblocks HB1 des Abgasgegendrucks pT _1So n und in Abhängigkeit einer Ladedruck- Regelabweichung ApL > 0 oberhalb eines vorgebbaren Bandes des zweiten Hystereseblocks HB2 geregelt.

Dabei wird die Abgasgegendruck-Regelabweichung ΔρΤ, bevor sie dem zweiten Subtrahier- Baustein SB2 im Eingriffspunkt E zugeführt wird, gewichtet.

Die Gewichtung erfolgt durch Modifikation der Abgasgegendruck-Regelabweichung (ApT _mod .) (pTisoirpTiist)mod., indem die Abgasgegendruck-Regelabweichung ΔρΤ = (pT _1So irpTiist) gemäß der Kennlinie K2 über einen Tiefpassfilter geglättet und gemäß der Kennlinie 3 in Abhängigkeit des Umgebungsdrucks pu mit einem Verstärkungsfaktor versehen wird.

Durch das Verfahren wird in vorteilhafter Weise dafür gesorgt, dass die Ansteuerung des VTG- ATL mittels des ermittelten oder modellierten Abgasgegendrucks pTn _st dahingehend beeinflusst wird, dass ein zu hohes Aufstauen des Abgasgegendrucks pTn _st vermieden wird. Dadurch wird der Effekt erzielt, dass der Restgasgehalt in einem Brennraum eines Zylinders des

Verbrennungsmotors 55 effektiv reduziert wird.

Außerdem wird eine Verbesserung der Laufruhe und des Verbrennungswirkungsgrades sowie die Regelbarkeit des VTG-ATLs verbessert, da es durch das Verfahren zu einer Reduzierung von Ladedrucküberschwingern kommt.

Der Einsatz des Abgasgegendrucksensors zur Bestimmung des Abgasgegendrucks pTn _st beziehungsweise der Einsatz eines Modellwertes des Abgasgegendrucks pTn _st in Kombination mit einer Ottomotor-VTG-ATL oder Diesel-VTG-ATL gemäß dem Verfahren stellt eine neue Maßnahme bei der Steuerung und Regelung dar.

In vorteilhafter Weise können durch die aktive Regelung des Abgasgegendrucks pTu _st alle Toleranzen und Bauteilstreuungen des Verbrennungsmotors 55 und des VTG-ATL der

Abgasanlage berücksichtigt werden.

In vorteilhafter Weise verbessert sich die Fahrdynamik des Fahrzeugs, da die Motorsteuerung über die in Abhängigkeit des Ladedrucks pTn _st aktive Regelung des Abgasgegendrucks pTn _st hinsichtlich des Drehmomentaufbaus optimiert wird und nicht wie bisher ausschließlich über die Abgasgegendruckregelung. Dadurch verbessert sich schließlich das Fahrverhalten, weil das Fahrzeug bei Verwendung des Verfahrens harmonischer beschleunigt, da dynamische

Zustände berücksichtigt werden.

Durch das Verfahren kann ein Maximum an Turbinenleistung der Turbine 10 unter gleichzeitiger Einhaltung des Sollwertes 25' _So II des Stellhubes für die Leitschaufeln der Turbine 10 generiert werden, wobei eine Optimierung des Abgasgegendrucks pTn _st auch eine Maximierung des Abgasmassenstroms m _A GB im Abgasstrang 20 ermöglicht.

Bezugszeichenliste

100 Verbrennungskraftmaschine

5 Verdichter

10 Turbine

15 Welle

20 Abgasstrang

25 Stellglied

25soii Sollwert des Stellgliedes

25'soii korrigierter Sollwert des Stellgliedes 25

50 Luftzuführungsstrang

55 Verbrennungsmotor

n Motordrehzahl

60 Massenstrommesser

65 Drucksensor

75 Drucksensor

rriABG Abgasmassenstrom im Abgasstrang 20 pTi erster Druck stromauf der Turbine 10

TABG Temperatur des Abgases stromauf der Turbine 10 pT ₂ zweiter Druck stromab der Turbine 10

p iist Ist-Abgasgegendruck stromauf der Turbine 10 pTisoii Soll-Abgasgegendruck stromauf der Turbine 10

ΔρΤ = ACpTiSoii-pTust) Regelabweichung ΔρΤ stromauf der Turbine pLsoii Soll-Ladedruck stromab des Verdichters 5 pLbt Ist-Ladedruck des Verdichters 5

ApL = (pLs _o ii-pLi _st ) Regelabweichung ApL stromab des Verdichters 5 1 herkömmlicher Regelalgorithmus

II erfindungsgemäßer Regelalgorithmus

a) primärer Regelpfad

b) sekundärer Regelpfad

Pu Umgebungsdruck

SB1 erster Subtrahier-Baustein

SB2 zweiter Subtrahier-Baustein HB1 Hystereseblock HB2 Hystereseblock E Eingriffspunkt S Schalter

K1 , K2, K3 Kennlinien