Patent DE-102014112276-B4 (DE)
Title: Strömungssteuerung eines zweistufigen Turboladers
Inventor: WANG YUE-YUN
IPC: F02D23/00
Filed: 2014-08-27
Granted: 2021-12-23
Abstract: Verfahren zum Steuern eines zweistufigen Turboladersystems mit einem Niederdruck-Turbolader und einem Hochdruck-Turbolader, die mit einer Kraftmaschine sequentiell in Reihe angeordnet sind, wobei der Niederdruck-Turbolader eine Niederdruck-Turbine (LP-Turbine) und einen Niederdruck-Kompressor (LP-Kompressor) aufweist und der Hochdruck-Turbolader eine Hochdruck-Turbine (HP-Turbine) und einen Hochdruck-Kompressor (HP-Kompressor) aufweist, wobei der Niederdruck-Kompressor mit dem Hochdruck-Kompressor wirksam verbunden ist, welcher mit einem Einlass der Kraftmaschine wirksam verbunden ist, und die Niederdruck-Turbine mit der Hochdruck-Turbine wirksam verbunden ist, welche mit einem Auslass der Kraftmaschine wirksam verbunden ist, wobei das Verfahren umfasst, dass:ein Gesamtverstärkungsdruck für das zweistufige Turboladersystem bestimmt wird, wobei der Gesamtverstärkungsdruck ausreichend Verbrennungsreaktionsmittel für die Kraftmaschine bereitstellt;eine Leistung des Niederdruck-Kompressors aus dem bestimmten Gesamtverstärkungsdruck berechnet wird, und eine Strömung der Niederdruck-Turbine aus der berechneten Leistung des Niederdruck-Kompressors berechnet wird;der Niederdruck-Turbolader angewiesen wird, bei der berechneten Strömung der Niederdruck-Turbine zu arbeiten;eine Leistung des Hochdruck-Kompressors aus dem bestimmten Gesamtverstärkungsdruck berechnet wird, und eine Strömung der Hochdruck-Turbine aus der berechneten Leistung des Hochdruck-Kompressors berechnet wird; undder Hochdruck-Turbolader angewiesen wird, bei der berechneten Strömung der Hochdruck-Turbine zu arbeiten, wobei das Bestimmen des Gesamtverstärkungsdrucks umfasst, dass:ein Ladungsströmungsbefehl für den Einlass an die Kraftmaschine bestimmt wird;eine Kraftmaschinendrehzahl bestimmt wird; undder Gesamtverstärkungsdruck aus dem Ladungsströmungsbefehl und der Kraftmaschinendrehzahl berechnet wird; wobei das Verfahren ferner umfasst, dass:ein atmosphärischer Druck überwacht wird;ein Gesamtdruckverhältnis bestimmt wird, wobei das Gesamtdruckverhältnis gleich dem Gesamtverstärkungsdruck dividiert durch den atmosphärischen Druck ist;ein Niederdruck-Druckverhältnis und ein Hochdruck-Druckverhältnis bestimmt werden, wobei das Niederdruck-Druckverhältnis gleich einem Zwischenstufendruck zwischen dem Niederdruck-Kompressor und dem Hochdruck-Kompressor dividiert durch den atmosphärischen Druck ist, und das Hochdruck-Druckverhältnis gleich dem Gesamtverstärkungsdruck dividiert durch den Zwischenstufendruck ist, und wobei das Niederdruck-Druckverhältnis multipliziert mit dem Hochdruck-Druckverhältnis gleich dem Gesamtdruckverhältnis ist; undwobei die Leistung des Niederdruck-Kompressors aus dem bestimmten Niederdruck-Druckverhältnis berechnet wird und die Leistung des Hochdruck-Kompressors aus dem bestimmten Niederdruck-Druckverhältnis berechnet wird; wobei der Hochdruck-Turbolader ferner ein Hochdruck-Ladedruckregelventil aufweist und der Niederdruck-Turbolader ferner ein Niederdruck-Ladedruckregelventil aufweist, die ausgestaltet sind, um selektiv zu ermöglichen, dass Abgas die Hochdruck-Turbine bzw. die Niederdruck-Turbine umgeht, und wobei das Verfahren ferner umfasst, dass:eine Position des Hochdruck-Ladedruckregelventils aus der berechneten Strömung der Hochdruck-Turbine berechnet wird, wobei das Anweisen des Hochdruck-Turboladers, bei der berechneten Strömung der Hochdruck-Turbine zu arbeiten, umfasst, dass das Hochdruck-Ladedruckregelventil auf die berechnete Position des Hochdruck-Ladedruckregelventils gesetzt wird; undeine Position des Niederdruck-Ladedruckregelventils aus der berechneten Strömung der Niederdruck-Turbine berechnet wird, wobei das Anweisen des Niederdruck-Turboladers bei der berechneten Strömung der Niederdruck-Turbine zu arbeiten, umfasst, dass das Niederdruck-Ladedruckregelventil auf die berechnete Position des Niederdruck-Ladedruckregelventils gesetzt wird; wobei das Verfahren ferner umfasst, dass:ein Leistungsaufteilungsfaktor aus dem Niederdruck-Druckverhältnis und dem Hochdruck-Druckverhältnis bestimmt wird;ein tatsächlicher Verstärkungsdruck überwacht wird;ein kombiniertes Rückkopplungssignal beruhend auf dem überwachten tatsächlichen Verstärkungsdruck bestimmt wird;das kombinierte Rückkopplungssignal auf das Niederdruck-Ladedruckregelventil und das Hochdruck-Ladedruckregelventil beruhend auf dem Leistungsaufteilungsfaktor verteilt wird, wobeidas Hochdruck-Ladedruckregelventil beruhend auf dem kombinierten Rückkopplungssignal multipliziert mit dem Leistungsaufteilungsfaktor gesteuert wird, unddas Niederdruck-Ladedruckregelventil beruhend auf dem kombinierten Rückkopplungssignal multipliziert mit Eins minus dem Leistungsaufteilungsfaktor gesteuert wird.