Verfahren und Vorrichtung zum Steuern und zum Diagnostizieren eines Abgasturboladers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern und zum Diagnostizieren eines Abgasturboladers. Abgas ^¬ turbolader werden insbesondere eingesetzt in Brennkraftmaschi¬ nen und umfassen einen Verdichter, der mechanisch mit einer Turbine gekoppelt ist. Die Turbine ist in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine angeordnet und treibt unter Ausnutzung der thermischen Energie des Abgases den Verdichter an, der in ei¬ nem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet ist.

Durch einen geeigneten Einsatz des Abgasturboladers kann bei einem vorgegebenen Bauvolumen der Brennkraftmaschine deren Leistungsabgabe erhöht werden. Ferner kann unter anderem auf¬ grund des geringeren Gewichts pro Leistungseinheit der Wir ^¬ kungsgrad der Brennkraftmaschine mittels des Abgasturboladers erhöht sein.

Einen besonders hohen Wirkungsgrad weisen Abgasturbolader auf, deren Turbinengeometrie variabel ist, das heißt die einen Stellantrieb zum Einstellen der Turbinengeometrie haben, mit ^¬ tels dessen der Wirkungsgrad der Turbine variiert werden kann. Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie sind weit ver ^¬ breitet bei Diesel-Brennkraftmaschinen und können dort auf¬ grund der relativ niedrigen Abgastemperaturen problemlos ein¬ gesetzt werden. Zunehmend werden Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie auch in Benzin-Brennkraftmaschinen einge¬ setzt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor¬ richtung zum Steuern eines Abgasturboladers zu schaffen, das beziehungsweise die ein präzises Steuern des Abgasturboladers einfach ermöglicht. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose eines Abgas ^¬ turboladers zu schaffen, das beziehungsweise die ein präzises Diagnostizieren des Abgasturboladers auf einfache Art und Wei ^¬ se ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich gemäß ihres ersten Aspekts aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Steuern eines Abgasturboladers mit einem Verdichter und einer Turbine. Der Turbine ist ein Stellantrieb zugeordnet zum Ein ^¬ stellen einer Turbinengeometrie. Ein Leistungskennwert wird ermittelt abhängig von einer Turbinenleistung, einem Massen¬ strom durch die Turbine und einer Gastemperatur stromaufwärts der Turbine. Ein Massenstromkennwert wird ermittelt abhängig von dem Massenstrom durch die Turbine und der Gastemperatur stromaufwärts der Turbine und einem stromabwärtigen Gasdruck stromabwärts der Turbine. Abhängig von dem Leistungskennwert und dem Massenstromkennwert wird mittels eines Kennfeldes eine Stellerposition des Stellantriebs zum Einstellen der Turbinen¬ geometrie ermittelt. Abhängig von der Stellerposition zum Ein¬ stellen der Turbinengeometrie wird ein Stellsignal zum Ansteu ^¬ ern des Stellantriebs ermittelt.

Die Erfindung zeichnet sich gemäß eines weiteren Aspekts fer ^¬ ner aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Diagnose eines Abgasturboladers, bei dem abhängig von der

Stellerposition zum Einstellen der Turbinengeometrie eine Di¬ agnose des Abgasturboladers durchgeführt wird.

Der Leistungskennwert kann besonders einfach ermittelt werden, da der Massenstrom durch die Turbine in der Regel gleichzuset ^¬ zen ist mit dem Massenstrom, der nach der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches aus den Zylindern in einem Abgas ^¬ trakt einer Brennkraftmaschine strömt. Somit korreliert der Massenstrom durch die Turbine mit einer in die Zylinder der Brennkraftmaschine zugemessenen Gasmasse und der zugemessenen Kraftstoffmasse, von denen zumindest ein gewünschter Gasmas ^¬ senstrom in die Zylinder der Brennkraftmaschine und eine ge ^¬ wünschte zuzumessende Kraftstoffmasse zum Steuern der Brenn ^¬ kraftmaschine ohnehin bekannt sind.

Die Gastemperatur stromaufwärts der Turbine kann entweder mit¬ tels eines geeigneten Temperatursensors direkt erfasst werden oder auch einfach mittels eines physikalischen Abgastempera¬ turmodells unter anderem abhängig von der zugemessenen Kraft¬ stoffmasse und/oder dem Gasmassenstrom in die Zylinder ermit¬ telt werden. Die Turbinenleistung kann einfach je nach Be¬ triebspunkt der Brennkraftmaschine vorgegeben werden. Der Gas ^¬ druck stromabwärts der Turbine kann mittels eines geeigneten Drucksensors direkt erfasst werden oder auch einfach ohne zu ^¬ sätzlichen Drucksensor von einem Umgebungsdruck und einem Staudruck in dem Abgastrakt der Brennkraftmaschine abgeschätzt werden, wobei der Staudruck abhängt von dem Massenstrom durch die Turbine.

Die Zuordnung zwischen der jeweiligen Stellerpositionen des Stellantriebs zum Einstellen der Turbinengeometrie, des Leis ^¬ tungskennwertes und des Massenstromkennwertes kann einfach aus Kennfeldern abgeleitet werden, die regelmäßig von dem Herstel-

ler des Abgasturboladers durch entsprechende Messungen ermit ^¬ telt wurden und somit ohne weiteres zur Verfügung stehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Leistungskennwert ermittelt abhängig von der Turbinenleistung dividiert durch den Massenstrom durch die Turbine und divi¬ diert durch die Gastemperatur stromaufwärts der Turbine.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Massenstromkennwert ermittelt abhängig von der Turbi ^¬ nenleistung, multipliziert mit der Quadratwurzel der Gastempe ^¬ ratur stromaufwärts der Turbine und dividiert durch den stro- mabwärtigen Gasdruck. Auf diese Weise kann das Kennfeld, mit ^¬ tels dessen eine Stellerposition des Stellantriebs zum Ein¬ stellen der Turbinengeometrie ermittelt wird, besonders ein ^¬ fach und präzise ermittelt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat das Kennfeld als Eingangsgrößen den Leistungskennwert und den Massenstromkennwert. Dem liegt die überraschende Erkennt ^¬ nis zugrunde, dass ein hinreichend präzises Ermitteln in der jeweiligen Stellerposition auch unabhängig von einer Turbinen¬ drehzahl möglich ist. Dies hat zur Folge, dass für das Kenn¬ feld, aus dem die Stellerposition des Stellantriebs ermittelt wird, ein erheblich geringerer Speicherplatz benötigt wird, als wenn zusätzlich eine Eingangsgröße die Turbinendrehzahl ist. Ferner wird so auch der Rechenaufwand zum Interpolieren zwischen Stützpunkten des Kennfeldes aufgrund der geringeren Dimension des Kennfeldes erheblich verringert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Leistungskennwert transformiert und zwar derart, dass Kennfeldpunkten gleicher transformierter Leistungskennwerte im

wesentlichen die gleichen Werte der Stellerposition zugeordnet sind. Die Stellposition zum Einstellen der Turbinengeometrie wird abhängig von den transformierten Leistungskennwerten er¬ mittelt. Dies hat den Vorteil, dass ansteuerbare Betriebspunk ^¬ te der Turbine so günstiger verteilt sind über das Kennfeld zum Ermitteln der Stellerposition mit der Folge, dass bei gleichem Speicherplatzbedarf ein präziseres Steuern und auch Diagnostizieren des Abgasturboladers möglich ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird abhängig von der Stellerposition und dem Massenstromkenn- wert mittels eines weiteren Kennfeldes und abhängig von dem stromabwärtigen Gasdruck ein stromaufwärtiger Gasdruck ermit¬ telt, der stromaufwärts der Turbine herrscht. Auf diese Weise kann auch der stromaufwärtige Gasdruck ohne zusätzlich benö¬ tigte Messgrößen ermittelt werden, der dann vorteilhaft einge ^¬ setzt werden kann zum Korrigieren eines Volumen Wirkungsgra¬ des .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird abhängig von der Stellerposition für die variable Turbi¬ nengeometrie ein Stellsignal zum Einstellen einer Stellung ei¬ nes Abblaseventils ermittelt. Auf diese Weise kann bei einem vorhandenen Abblaseventil in einem Bypasskanal zu der Turbine des Abgasturboladers der Betriebsbereich des Abgasturboladers einfach weiter erweitert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und einer Steuervorrichtung,

Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Steuern und/oder Diagnostizieren des Abgasturboladers,

Figur 3 ein erstes Kennfeld und Figur 4 ein zweites Kennfeld.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenüber¬ greifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt

4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe

5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Zl über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 ge¬ führt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylin ^¬ ders Zl gekoppelt ist.

Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventilantrieb mit einem Gas ^¬ einlassventil 12, einem Gasauslassventil 13 und Ventilantrie ^¬ ben 14, 15.

Bevorzugt ist eine Nockenwelle vorgesehen, die über Nocken auf das Gaseinlassventil 12 und das Gasauslassventil 13 einwirkt. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 32 und eine Zündkerze 34. Alternativ kann das Einspritzventil 32 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein. Ferner kann auch auf die Zündkerze 34 im Falle eines Brennverfahrens mit Selbstzündung des Gemisches verzichtet sein.

Ferner ist dem Ansaugtrakt 1 und dem Abgastrakt 4 ein Abgas ^¬ turbolader zugeordnet. Der Abgasturbolader umfasst eine Turbi ^¬ ne 18, die mechanisch gekoppelt ist mit einem Verdichter 20.

Die Turbine 18 ist in dem Abgastrakt 4 angeordnet und wandelt die thermische Energie des Abgases in mechanische Energie um und treibt so die Turbine 20 an, welche in dem Ansaugtrakt 1 angeordnet ist. Der Abgasturbolader koppelt so den Ansaugtrakt 1 thermomechanisch mit dem Abgastrakt 4. Der Verdichter 20 ist bevorzugt stromaufwärts der Drosselklappe 5 in dem Ansaugtrakt 1 angeordnet. Er kann jedoch auch stromabwärts der Drossel ^¬ klappe 5 angeordnet sein. Die Turbine 18 hat eine variable Turbinengeometrie. Dazu ist der Turbine 18 ein Stellantrieb 22 zum Einstellen der Turbinengeometrie zugeordnet, mittels des ^¬ sen Schaufeln der Turbine 18 oder Teile der Schaufeln ver¬ stellt werden können mit der Folge einer Veränderung des je¬ weiligen Wirkungsgrades der Turbine 18.

Zusätzlich kann der Abgasturbolader einen Bypasskanal 24 um¬ fassen, der parallel zu der Turbine 18 in dem Abgastrakt 4 ge ^¬ führt ist. In dem Bypasskanal 24 ist ein Abblaseventil 26 an ^¬ geordnet.

In dem Abgastrakt 4 sind ferner bevorzugt ein Katalysator 28 und in der Regel auch ein Schalldämpfer angeordnet.

Bevorzugt umfasst der Abgasturbolader in dem Ansaugtrakt 1 stromabwärts des Verdichters 20 noch einen Ladeluftkühler 30.

Ferner ist eine Steuervorrichtung 36 vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und je ^¬ weils den Wert der Messgröße ermitteln. Die Steuervorrichtung 36 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 36 kann auch als Vor¬ richtung zum Steuern der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.

Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 38, welcher eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 40 erfasst, ein Luftmassen¬ sensor 42, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Drosselklappenstellungssensor 44, welcher einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 erfasst, ein erster Temperatursensor 46, welcher eine Ansaugluft-Temperatur stromabwärts des Verdichters 20 erfasst, ein Saugrohrdrucksen- sor 48, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 50, welcher einen Kurbelwellen¬ winkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N der Kurbelwelle 8 zu ^¬ geordnet wird. Ein zweiter Temperatursensor 52 erfasst eine Gastemperatur T3 stromaufwärts der Turbine 18 in dem Abgas ^¬ trakt 4. Ferner ist bevorzugt eine Abgassonde 54 vorgesehen, welche einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und de ^¬ ren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff- Verhältnis in dem Zylinder Zl.

Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Un¬ termenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.

Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, die verstellbare Schaufel der Turbine 18 oder die Zündkerze 34 oder das Ein ^¬ spritzventil 32.

Neben dem Zylinder Zl sind bevorzugt auch noch weitere Zylin¬ der Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stell¬ glieder und gegebenenfalls Sensoren zugeordnet sind.

Im folgenden ist ein physikalisches Model der Turbine 18 des Abgasturboladers näher erläutert, auf Basis dessen in der

Steuervorrichtung 36 ein Programm zum Steuern und zum Diagnos¬ tizieren des Abgasturboladers gespeichert ist, das während des Betriebs des Abgasturboladers abgearbeitet wird.

Von Herstellern von Abgasturboladern werden regelmäßig Kenn¬ felder zur Verfügung gestellt, durch die der Zusammenhang zwi¬ schen einem Gasdruck P3 stromaufwärts der Turbine 18 und einem Gasdruck P4 stromabwärts der Turbine 18, einer Stellerposition PSN_VTG des Stellantriebs 22 zum Einstellen der Turbinengeo ^¬ metrie, einer Turbinendrehzahl N_TUR und einem auf den Gas¬ druck P3 stromaufwärts der Turbine 18 bezogenen Massenstrom- kennwert MF_KW_P3 oder einem Turbinenwirkungsgrad ETA_TUR dar ^¬ gestellt sind anhand einzelner Messpunkte. Diese Kennfelder sind herstellerseitig durch geeignete Messungen ermittelt. Der Turbinenwirkungsgrad ETA_TUR fasst einen isentropen Wirkungs ^¬ grad der Turbine 18 und einen mechanischen Wirkungsgrad des Abgasturboladers zusammen. Der auf den Gasdruck P3 stromauf ^¬ wärts der Turbine 18 bezogenen Massenstromkennwert MF_KW_P3 ist gegeben durch folgende Beziehung:

Eine Turbinenleistung P_TUR ist gegeben durch folgende Bezie¬ hung:

P_TUR=MF_TUR*DELTA_H*ETA_TUR (F21

ETA_TUR bezeichnet eine Entalphiedifferenz, die gegeben ist durch

K-I

F4 V

DELTA H = C P TUR * T3 ^: (F3 ) P3

wobei C_P_TUR die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck bezeichnet und in der Regel fest vorgegeben ist, und K den Adiabatenexponenten bezeichnet, der ebenfalls bevorzugt fest vorgegeben ist.

Aus den Formeln F2 und F3 ergibt sich somit für die Turbinen¬ leistung P_TUR

K-I

P TUR=MF TUR*C P TUR*T3 ^: PAΛ* *ETA TUR (F41 Fi.

durch Umformen der Gleichung F4 ergibt sich für einen Leis¬ tungskennwert P_KW folgende Beziehung:

P TUR

P KW= (F5)

MF TUR*T3

P KW=C P TUR' ETA TUR=/J—,-V_TUR,PSN_VTG | (F6)

PSN_VTG bezeichnet eine Stellerposition des Stellantriebs 22 zum Einstellen der Turbinengeometrie. In diesem Zusammenhang wird genutzt, dass der Turbinenwirkungsgrad ETA_TUR regelmäßig aus von Herstellern vorgegebenen Kennfeldern ermittelt werden kann abhängig von dem Druckverhältnis PQ des stromaufwärtigen Drucks P3 und des stromabwärtigen Drucks der Turbine P4 und der Turbinendrehzahl N_TUR und der Stellerposition PSN_VTG.

Die rechte Seite der Gleichung F5 ist zum Steuern oder Diag¬ nostizieren des Abgasturboladers bekannt. So ist die Turbinen ^¬ leistung P_TUR als Sollwert durch ein entsprechendes physika ^¬ lisches Modell des Verdichters vorgegeben . Ein derartiges Mo ^¬ dell ist in der DE 102 13 529 Cl offenbart, deren Inhalt dies ^¬ bezüglich einbezogen ist. Ferner kann die Gasmassentemperatur T3 stromaufwärts der Turbine 18 mittels des zweiten Tempera ^¬ tursensors 52 erfasst werden oder auch abhängig von einem Ab¬ gastemperaturmodell ermittelt werden, das unter anderem ab ^¬ hängt von einem Gasmassenstrom in Zylinder Zl bis Z4 der Brennkraftmaschine und der zugemessenen Kraftstoffmasse. Der Massenstrom MF_TUR durch die Turbine 18 korreliert ebenfalls zu dem Gasmassenstrom in die Zylinder Zl bis Z4 und der zuge¬ messenen Kraftstoffmasse. Somit können die Größen auf der rechten Seite der Gleichung F5 als Eingangsgrößen des Modells der Turbine 18 des Abgasturboladers betrachtet werden.

Weiterhin muss die Durchflussgleichung erfüllt sein, die durch die Beziehung Fl vorgegeben ist. Da jedoch der Gasdruck P3 stromaufwärts der Turbine 18 regelmäßig unbekannt ist, wird die Gleichung Fl mit dem Druckverhältnis PQ gleich P3 zu P4 erweitert. Damit ergibt sich:

MF ;PSN_VTG I (F7)

Der Zusammenhang zwischen dem auf den Gasdruck stromabwärts der Turbine bezogenen Massenstromkennwert MF_KW_P3, dem Druck ^¬ verhältnis PQ, der Turbinendrehzahl N_TUR und der Stellerposi ^¬ tion PSN_VTG ist für einzelne Messwerte häufig bekannt und wird von dem jeweiligen Hersteller des Abgasturboladers in Form von Kennfeldern zur Verfügung gestellt.

Es ist nicht möglich, auf analytischem Weg eine Stellerpositi ^¬ on PSN_VTG zu bestimmen, die sowohl die Gleichung F7 als auch die Gleichung F6 erfüllt. Es ist jedoch möglich auf numeri¬ schem Weg, das heißt durch Auswerten der durch den Hersteller des Abgasturboladers vermessenen Zusammenhänge den Zusammen ^¬ hang zwischen dem Leistungskennwert P_KW und dem Massenstrom- kennwert MF_KW für verschiedene Turbinendrehzahlen N_TUR und Stellerpositionen PSN_VTG zu ermitteln und in einem neuen Kennfeld abzulegen. Es zeigt sich hierbei, dass in diesem Zu ^¬ sammenhang der Einfluss der Turbinendrehzahl N_TUR vernachläs¬ sigt werden kann und sich somit ein dreidimensionales Kennfeld ergibt, mit den Eingangsgrößen Leistungskennwert P_KW und Mas- senstromkennwert MF_KW.

Bevorzugt wird anschließend der Leistungskennwert P_KW einer mathematischen Transformation unterzogen, die bevorzugt durch die folgende Gleichung gegeben ist:

P KW*TRANS KWl

P KW TRANS= ^~ - *TRANS KWl (F81

MF KW+TRANS KW3

TRANS_KW1, TRANS_KW, TRANS_KW3 bezeichnet erste bis dritte Transformationskennwerte, die geeignet so vorgebbar sind, dass gleichen transformierten Leistungskennwerten P_KW_TRANS im we¬ sentlichen die gleichen Werte der Stellerposition PSN_VTG zu¬ geordnet sind. In Figur 3 ist beispielhaft ein derartiges Kennfeld KF_PSN_VTG dargestellt für exemplarische Stellerposi ^¬ tionen PSN_VTG1 bis PSN_VTG5.

Das Kennfeld KF_PSN_VTG gemäß der Figur 3 ist dargestellt für Messdatensätze, die aus den entsprechenden Kennfeldern des je¬ weiligen Herstellers des Abgasturboladers auf numerische Weise zugeordnet worden sind. Zum Abspeichern des Kennfeldes

KF_PSN_VTG in einem Datenspeicher der Steuervorrichtung 36 werden beispielsweise durch Interpolation zwischen den jewei¬ ligen Stellerpositionen PSN_VTG1 bis PSN_VTG5 Kennfeldstütz¬ punkte für Kreuzungspunkte der gestrichelten Linien der Figur 3 ermittelt und in dem Datenspeicher der Steuervorrichtung 36 abgelegt. Das nun so für den Betrieb des Abgasturboladers in dem Datenspeicher abgespeicherte Kennfeld KF_PSN_VTG hat dann einen relativ geringen Speicherplatzbedarf. Aus dem jeweils ebenfalls durch den Hersteller des Abgasturboladers bemessenen Kennfeldes, das den Zusammenhang zwischen dem Massenstromkenn- wert durch die Turbine MF_KW_P3 der auf den Gasdruck P3 strom ^¬ aufwärts der Turbine bezogen ist, dem Druckverhältnis PQ, der Turbinendrehzahl N_TUR und der jeweiligen Stellerposition PSN_VTG darstellt, können durch Multiplikation des jeweiligen Druckverhältnisses PQ mit den auf den jeweiligen auf den Gas ^¬ druck stromaufwärts der Turbine bezogenen Massenstromkennwer- ten MF_KW_P3 die jeweiligen Massenstromkennwerte MF_KW erhal ^¬ ten werden. Dieser Zusammenhang ist für die exemplarischen Stellerpositionen PSN_VTG1 bis PSN_VTG5 anhand der Figur 4 dargestellt. Auch hier kann der Einfluss der Turbinendrehzahl N_TUR vernachlässigt werden und durch Interpolation zwischen den bekannten Messpunkten ein geeignet dimensioniertes Kenn¬ feld KF_PQ ermittelt werden und in dem Datenspeicher der Steu¬ ervorrichtung 36 abgelegt werden mit den Eingangsgrößen des Massenstromkennwerts MF_KW und der jeweiligen Stellerposition PSN_VTG. Die Ausgangsgröße dieses Kennfeldes, das als Kennfeld KF_PQ bezeichnet wird ist das Druckverhältnis PQ.

Unter Nutzung der Kennfelder KF_PSN_VTG und KF_PQ können dann in der Steuervorrichtung die jeweilige Stellerposition PSN_VTG und der Gasdruck P3 stromaufwärts der Turbine 18 ermittelt werden. Dies erfolgt mittels des Programms, das anhand des Ab ^¬ laufdiagramms der Figur 2 näher erläutert ist. Das Programm

ist in einem Programmspeicher der Steuervorrichtung 36 abge¬ legt und wird während des Betriebs der Turbine 18 in der Steu ^¬ ervorrichtung 36 abgearbeitet.

Das Programm wird in einem Schritt Sl gestartet und zwar be ^¬ vorzugt zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine.

In einem Schritt S2 wird der Leistungskennwert P_KW abhängig von der Turbinenleistung P_TUR, dem Massenstrom MF_TUR durch die Turbine 18 und der Gastemperatur T3 stromaufwärts der Tur ^¬ bine ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt entsprechend der Bezie ^¬ hung F5.

In einem Schritt S4 wird der stromabwärtige Gasdruck P4 abhän¬ gig von einem Umgebungsdruck P_AMB und einem Staudruck ermit¬ telt. Der Umgebungsdruck P_AMB kann besonders einfach abhängig von dem Messsignal des Saugrohrdrucksensors 48 ermittelt wer ^¬ den, wenn der Verdichter 20 die angesaugte Luft nahezu nicht verdichtet und ein Druckabfall über der Drosselklappe 5 ver ^¬ nachlässigbar ist. Er kann jedoch auch mittels eines geeigne¬ ten Drucksensors und zwar eines geeignet angeordneten Druck ^¬ sensors erfasst werden. Der Staudruck kann einfach mittels ei¬ nes Modells ermittelt werden, das abhängt von dem Massenstrom MF_TUR durch die Turbine 18 und im wesentlichen vorgegeben ist durch eine Geometrie des Katalysators 28 und des Schalldämp ^¬ fers .

In einem Schritt S6 wird anschließend der Massenstromkennwert MF_KW abhängig von dem Massenstrom MF_TUR durch die Turbine 18, der Gastemperatur T3 stromaufwärts der Turbine 18 und dem stromabwärtigen Gasdruck P4 ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt mittels der Beziehung F7, deren relevanter Teil auch in dem Schritt S6 dargestellt ist.

In einem Schritt S8 wird der transformierte Leistungskennwert P_KW_TRANS mittels der durch die Beziehung F8 vorgegebenen Be¬ ziehung ermittelt.

In einem Schritt SlO wird anschließend die Stellerposition PSN_VTG abhängig von dem Kennfeld KF_PSN_VTG mit den Eingangs ^¬ größen des transformierten Leistungskennwertes P_KW_TRANS und des Massenstromkennwerts MF_KW ermittelt.

In einem Schritt S12 wird anschließend das Druckverhältnis PQ aus dem Kennfeld KF_PQ durch entsprechende Kennfeldinterpola ^¬ tion zwischen Stützstellen des Kennfeldes KF_PQ entsprechend der Vorgehensweise des Schrittes SlO abhängig von den Ein ^¬ gangsgrößen des Kennfeldes KF_PQ und zwar der Stellerposition PSN_VTG und dem Massenstromkennwert MF_KW ermittelt.

In einem Schritt S14 wird der Gasdruck P3 stromaufwärts der Turbine 18 ermittelt abhängig von dem Druckverhältnis PQ mul ^¬ tipliziert mit dem stromabwärtigen Gasdruck P4. Anschließend wird in einem Schritt S16 ein Stellsignal SSG_VTG für den Stellantrieb 22 zum Einstellen der Turbinengeometrie abhängig von der Stellerposition PSN_VTG ermittelt und anschließend der Stellantrieb 22 zum Einstellen der Turbinengeometrie entspre ^¬ chend angesteuert.

Im Falle des Vorhandenseins des Bypasskanals 24 und des Abbla ^¬ seventils 26 kann auch ein Stellsignal SSG_WG zum Ansteuern des Abblaseventils 26 abhängig von der Stellerposition PSN_VTG ermittelt werden. Auf diese Weise kann dann der Betriebsbe ^¬ reich des Abgasturboladers noch weiter vergrößert werden und Stellerpositionen PSN_VTG, die nicht ansteuerbar sind hin-

sichtlich der Wirkung der Turbine 18 durch entsprechendes An¬ steuern des Abblaseventils eingestellt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann zu den Schritten S16 und/oder S18 ein Schritt S20 vorgesehen sein, in dem eine Diagnose des Abgasturboladers erfolgt abhängig von der in dem Schritt SlO ermittelten Stellerposition PSN_VTG und mindestens einem ge¬ eignet gewählten Schwellenwert THD_PSN der Stellerposition und/oder abhängig von dem stromaufwärtigen Gasdruck P3 und mindestens einem Schwellenwert THD_P3 des stromaufwärtigen Gasdrucks, der geeignet vorgegeben ist. Anschließend verharrt das Programm in einem Schritt S22 für eine vorgegeben Warte¬ zeitdauer oder auch bis zum Ablauf eines vorgebbaren Kurbel¬ wellenwinkels, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2 mit erneut initialisierten Variablen fortgesetzt wird.

Alternativ kann auf die Transformation in dem Schritt S8 auch verzichtet sein. In diesem Fall ist dann eine der Eingangsgrö ^¬ ßen des Kennfelds KF_PSN_VTG zum Ermitteln der Stellerposition PSN_VTG statt des transformierten Leistungskennwertes P_KW_TRANS der Leistungskennwert P_KW.

Die Turbinenleistung P_TUR, der Massenstrom MF_TUR durch die Turbine 18 und der stromabwärtige Gasdruck P4 sind bevorzugt Sollwerte.

Auch bei der Stellerposition PSN_VTG handelt es sich bevorzugt um einen Sollwert. Durch das Programm gemäß der Figur 2 wird eine Vorsteuerung der Turbine 18 erreicht. Bevorzugt kann auch noch eine Regelung vorgesehen sein.