DE102004062756A1

DE102004062756A1 - Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, die mit einer Verdichtungsvorrichtung ausgestattet ist

Info

Publication number: DE102004062756A1
Application number: DE102004062756A
Authority: DE
Inventors: Kayoko Kariya Aritoshi; Daiji Kariya Isobe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2005-08-11
Also published as: JP4337092B2; JP2005188435A

Abstract

Ein Turbolader (30), der als Verdichtungsvorrichtung betrieben wird, ist zwischen einem Ansaugrohr (11) und einem Abgasrohr (24) angeordnet. Der Turbolader (30) ist mit einem Motor (34) ausgestattet. Der Motor (34) hat das Vermögen, eine Unterstützungsleistung an den Turbolader (30) abzugeben. Eine Verbrennungsmotor-ECU (50) erfasst einen vorherbestimmten Beschleunigungszustand des Fahrzeugs und erfasst auch eine vorherbestimmte Gangschaltbetätigung, die in einem Getriebe ausgeführt wird. Wenn des Weiteren der vorherbestimmte Beschleunigungszustand erfasst wird, berechnet die Verbrennungsmotor-ECU (50) eine Unterstützungsleistung, die für den Turbolader (30) gemäß der Gangschaltbetätigung des Getriebes unter solch einem Beschleunigungszustand erforderlich ist, und steuert den Motor (34), basierend auf der berechneten Unterstützungsleistung.

Description

QERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN

Diese Anmeldung basiert auf der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-432620, die am 26. Dezember 2003 eingereicht wurde und beansprucht dessen Priorität, so dass dessen Beschreibung hierbei durch Bezugnahme aufgenommen ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist bei einer Brennkraftmaschine anwendbar, die mit einer Verdichtungsvorrichtung ausgestattet ist, wie beispielsweise einem Turbolader und bezieht sich auf ein Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät, das in der Lage ist, eine Unterstützungsleistung der Verdichtungsvorrichtung angemessen zu steuern.

Es gibt herkömmliche Turbolader, die mit einem elektrisch angetriebenen Motor ausgestattet sind, gemäß derer der Motor an eine Drehwelle des Turboladers angebracht ist, um eine Abgabe des Turboladers entsprechend den Antriebsbedingungen der Brennkraftmaschine zu unterstützen. Des Weiteren gibt es herkömmliche Verdichtungsgeräte, einschließlich einem Motor-getriebenen Verdichter, der seriell mit einem Verdichter eines Turboladers verbunden ist. In beiden Fällen kann der Motor die Verdichtungsleistung verstärken und die Ladeeffizienz verbessern.

Beispielsweise offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 1-117933(1989) ein Steuergerät für einen elektrisch angetriebenen Motor, der mit einem Turbolader ausgestattet ist, gemäß dem elektrische Leistung, die an den elektrisch angetriebenen Motor zugeführt wird, basierend auf einer Niederdrückgeschwindigkeit oder einem Niederdrückbetrag eines Gaspedals gesteuert wird. Des Weiteren offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-280510(1999) ein Steuerverfahren zum Korrigieren eines Unterstützungsleistungsbetrags basierend auf einer Verbrennungsmotordrehzahl und einer Verbrennungsmotorlast.

Jedoch ändert sich in einer Beschleunigungsphase des Autos die Verbrennungsmotordrehzahl entsprechend der Gang-Schaltbetätigung (Hochschalten), das in dem Getriebe durchgeführt wird. Die Abgasleistung nimmt dementsprechend ab. Im Falle eines Autos mit einem Automatikgetriebe (d.h. AT-Auto), kann der Fahrer das Fahrzeug kontinuierlich beschleunigen, während er ein Gaspedal mit gleichem Niederdrückbetrag hält. In solch einem Fall wird ein vorherbestimmter Betrag an Unterstützungsleistung kontinuierlich an die Verdichtungsvorrichtung aufaddiert, unberücksichtigt der Gang-Schaltbetätigung, die von dem Automatikgetriebe durchgeführt wird. Deshalb leidet gemäß der herkömmlichen vorstehend genannten Steuerungen die Verdichtungsvorrichtung an einem Übermaß oder einem Mangel an Abgabeleistung. Infolgedessen wird nicht nur das Fahrgefühl, sondern auch der Kraftstoffverbrauch verschlechtert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Anbetracht der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Probleme besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, das in der Lage ist, die Unterstützungsleistung der Verdichtungsvorrichtung so zu steuern, dass eine Verschlechterung des Fahrgefühls sowie des Kraftstoffverbrauchs unterdrückt wird.

Um die vorstehenden und andere Aufgaben zu verwirklichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine mit einer Verdichtungsvorrichtung bereit, die eine Abgasleistung einer Brennkraftmaschine zum Erhöhen einer Ansaugeffizienz der Brennkraftmaschine verwendet, einer Leistungsunterstützungsvorrichtung zum Hinzufügen einer Unterstützungsleistung auf eine Abgabe der Verdichtungsvorrichtung, und einem Getriebe mit einem Gangschaltmechanismus zum Auswählen eines gewünschten Getriebeübersetzungsverhältnisses, um eine Drehabgabe der Brennkraftmaschine an Räder des Autos zu übertragen. Des Weiteren hat das Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung eine Beschleunigungserfassungseinrichtung zum Erfassen eines vorherbestimmten Beschleunigungszustandes des Fahrzeugs, eine Gangschalterfassungseinrichtung zum Erfassen einer vorherbestimmten Gangschaltbetätigung, die in dem Getriebe ausgeführt wird, und eine Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung, um einen Unterstützungsleistungssteuerungswert, der für die Verdichtungsvorrichtung erforderlich ist, basierend auf einer vorherbestimmten Gangschaltbetätigung des Getriebes im vorherbestimmten Beschleunigungszustand zu berechnen, wenn der vorherbestimmte Beschleunigungszustand erfasst wird, und Steuern der Leistungsunterstützungsvorrichtung basierend auf dem errechneten Unterstützungsleistungssteuerungswert.

Kurz gesagt, wenn ein Auto beschleunigt, verändert sich die Verbrennungsmotordrehzahl ansprechend auf jede Gangschaltbetätigung. Dementsprechend sollte ein Unterstützungsleistungsbetrag dementsprechend optimiert werden. Diesbezüglich kann die vorliegende Erfindung die Unterstützungsleistungssteuerung ansprechend auf die Gangschaltbetätigung, die in dem Getriebe durchgeführt wird, optimieren. Somit kann die vorliegende Erfindung die Verdichtungsvorrichtung präzise steuern, ohne irgendeinen Überschuss oder Mangel in seiner Abgabeleistung zu verursachen und kann dementsprechend ein gutes Fahrgefühl und einen guten Kraftstoffverbrauch sicherstellen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zu bevorzugen, dass die Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung einen Unterstützungsleistungsnachstellbetrag entsprechend einem gegenwärtigen Getriebeübersetzungsverhältnis jedes MaL wenn das Getriebe die vorherbestimmte Gang-Schaltbetätigung ausführt errechnet und den Unterstützungsleistungssteuerungswert basierend auf dem errechneten Unterstützungsleistungsnachstellbetrag nachstellt. Mit dieser Anordnung wird es möglich, sicher zeitweiligen Überschuss oder Mangel in der Abgabeleistung der Verdichtungsvorrichtung zu eliminieren, wenn die Gang-Schaltbetätigung des Getriebes wiederholt ausgeführt wird. Somit ist die Unterstützungsleistungssteuerung, welche den Einfluss der Gang-Schaltbetätigung berücksichtigt realisierbar.

In solch einem Fall ist zu bevorzugen, dass die Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung den Unterstützungsleistungsnachstellbetrag erhöht, wenn das Getriebeübersetzungsverhältnis des Getriebes klein ist.

Des Weiteren ist zu bevorzugen, dass die Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung den Unterstützungsleistungssteuerungswert entsprechend zum Verstreichen der Zeit nach dem Nachstellen des Unterstützungsleistungssteuerungswertes basierend auf dem Unterstützungsleistungsnachstellbetrag vermindert. Der Mangel an Leistung in der Verdichtungsvorrichtung variiert entsprechend mit der Abgasleistung beim Beginn der Beschleunigung. In diesem Fall verändert sich der Ladedruck gemäß der Erhöhung der Abgasleistung durch Vermindern des Unterstützungsleistungssteuerungswertes wie vorstehend beschrieben. Dementsprechend wird es möglich, das Problem des Überschusses oder Mangels an Abgabeleistung der Verdichtungsvorrichtung angemessen zu lösen.

In solch einem Fall ist zu bevorzugen, dass das Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät des Weiteren eine Verminderungsrateneinstelleinrichtung zum Einstellen einer Verminderungsrate gemäß einem Schätzparameter enthält, wobei die Verminderungsrate eine Rate des Verminderns des Unterstützungsleistungssteuerungswerts repräsentiert und der Schätzparameter eine geschätzte Erhöhung der Abgabeleistung repräsentiert. Beispielsweise ist eine Verbrennungsmotorlast, ein Wellendrehmoment, ein Ladedruck und eine Drehzahl der Verdichtungsvorrichtung (d.h. Turbinendrehzahl) Schätzparameter, welche praktisch verwendbar sind, um die Erhöhung der Abgasleistung zu schätzen.

Wie vorstehend beschrieben, wenn eine Erhöhung der Abgasleistung in Betracht gezogen wird, ist zu bevorzugen, den Unterstützungsleistungssteuerungswert zu vermindern. Jedoch gibt es eine Totzeit (d.h. ein sog. Turboloch) in einem Anfangsstadium der Beschleunigung, bevor die Abgasleistung tatsächlich beginnt anzusteigen. Somit ist zu bevorzugen, eine maximale Unterstützungsleistung während dieser Totzeit zu erzeugen, so dass der Ladedruck schnell erhöht werden kann. Folglich ist zu bevorzugen, dass die Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung einen Anfangssteuerungswert des Unterstützungsleistungssteuerungswertes basierend auf einem gegenwärtigen Getriebeübersetzungsverhältnis des Getriebes einstellt, wenn der vorherbestimmte beschleunigte Zustand des Fahrzeugs erfasst wird, und den Unterstützungsleistungssteuerungswert auf einem Anfangsbeschleunigungswert für eine vorherbestimmte Zeitspanne nachdem eine Unterstützungsleistungssteuerung basierend auf dem Anfangsbeschleunigungswert begonnen wird, beibehält. Somit wird es möglich, die Unterstützungsleistungssteuerung angemessen auszuführen.

Die Totzeit im Anfangsstadium der Beschleunigung, die verstreicht, bevor die Abgasleistung beginnt anzusteigen, variiert abhängig von der Verbrennungsmotordrehzahl und der Verbrennungsmotorlast (z.B. Ansaugkrümmerdruck, Ansaugluftströmung, usw.). Deshalb ist zu bevorzugen, dass zumindest die Verbrennungsmotordrehzahl oder die Verbrennungsmotorlast verwendet wird, um eine Verminderungsunterdrückungszeitspanne, während der die Verminderung des Anfangsbeschleunigungswertes unterdrückt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlicher, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu studieren ist, wobei in den Zeichnungen folgendes dargestellt ist:
1 ist ein schematisches Schaubild, welches ein Verbrennungsmotorsteuerungssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm einer Verbrennungsmotor-ECU, welche eine Ladedrucksteuerung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung realisiert;
3 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Verhältnis zwischen der Abgabeleistung und dem Ladedruck in einem Beschleunigungsstadium darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Basisroutine einer Verbrennungsmotor-ECU gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ist ein Flussdiagramm (Teil 1), welches eine Unterstützungsroutine gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 ist ein Flussdiagramm (Teil 2), welches die Unterstützungsroutine gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, welches eine Basisroutine einer Motor-ECU gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ist ein Graph, welcher eine Haltezeiterrechnungszuordnung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 ist ein Graph, welcher eine Nachstellbetragerrechnungszuordnung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 ist ein Graph, welcher eine Verminderungsbetragerrechnungszuordnung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
11 ist ein Zeitdiagramm, welches die Unterstützungssteuerung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt;
12 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären des Unterstützungsleistungshalteprozesses beim Beginn der Beschleunigung;
13 ist ein Flussdiagramm, welches einen Teil der Unterstützungsroutine gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
14 ist ein Graph, welcher eine Nachstellbetragerrechnungszuordnung darstellt, die gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
15 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel der Unterstützungsleistungssteuerung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
16A ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel der Unterstützungsleistungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
16B ist ein Zeitdiagramm, welches ein anderes Beispiel der Unterstützungsleistungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Verbrennungsmotorsteuersystem, das bevorzugterweise bei einem Mehrzylinderbenzinmotor verwendet wird, d.h. einer Brennkraftmaschine, die in einem Auto installiert ist. Dieses Steuersystem hat einen Verbrennungsmotor und einen Turbolader (d.h. eine Verdichtungsvorrichtung), der mit einem elektrisch angetriebenen Motor ausgestattet ist. 1 ist ein schematisches Schaubild, welches eine gesamte Anordnung des Verbrennungsmotorsteuersystems darstellt.
1 stellt einen Verbrennungsmotor 10 mit einem Drosselventil 14 und einem Drosselöffnungsgradsensor 15, die in einem Ansaugrohr 11 vorgesehen sind, dar. Das Drosselventil 14 wird durch einen Gleichstrommotor oder einen vergleichbaren Aktuator geöffnet oder geschlossen. Der Drosselöffnungsgradsensor 15 erfasst einen Öffnungsgrad des Drosselventils 14. Ein Ausgleichsbehälter 16 ist an einer stromabwärtigen Seite des Drosselventils 14 vorgesehen. Ein Ansaugkrümmerdrucksensor 17, der im Ausgleichsbehälter 16 vorgesehen ist, erfasst den Ansaugkrümmerdruck. Des Weiteren führt ein Ansaugkrümmer 18, der mit dem Ausgleichsbehälter 16 verbunden ist, Luft in jeden Zylinder des Verbrennungsmotors 10 ein. Eine elektromagnetisch angetriebene Kraftstoffeinspritzvorrichtung 19, die an den Ansaugkrümmer 18 angebracht ist, spritzt Kraftstoff hin zu einer Ansaugöffnung jedes Zylinders.
Ein Ansaugventil 21 öffnet die Ansaugöffnung des Verbrennungsmotors 10 oder schließt diese. Ein Abgasventil 22 öffnet oder schließt die Abgasöffnung des Verbrennungsmotors 10. Ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff wird in einen Brennraum 23 eingeleitet, wenn das Ansaugventil 21 geöffnet wird. Eine Verbrennung des eingeleiteten Gemisches tritt im Brennraum 23 auf. Das Abgas tritt aus dem Brennraum 23 in ein Abgasrohr 24 aus, wenn das Abgasventil 22 geöffnet wird. Für jeden Zylinder ist eine Zündkerze 25 an einen Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 10 angebracht. Eine Hochspannung einer Zündvorrichtung (nicht dargestellt) mit einer Zündspule wird an die Zündkerze 25 bei einem gewünschten Zündzeit angelegt. Ansprechend auf die angelegte Hochspannung verursacht jede Zündkerze 25 eine Funkenabgabe zwischen gegenüberliegenden Elektroden, um die Verbrennung des Gemisches, welches in den Brennraum 23 eingeführt wurde, auszulösen.
Ein Kurbelwinkelsensor 26, der an den Zylinderblock des Verbrennungsmotors 10 angebracht ist, erzeugt ein Kurbelwinkelsignal einer Pulsform mit den Intervallen eines vorherbestimmten Kurbelwinkels (z.B. zu jeweils 30° Kurbelwinkel) entsprechend der Drehung des Verbrennungsmotors 10.
Ein Turbolader 30 ist zwischen dem Ansaugrohr 11 und dem Abgasrohr 24 vorgesehen. Der Turbolader 30 hat ein Verdichterlaufrad 31, das in einem Ansaugrohr 11 vorgesehen ist, und ein Turbinenrad 32, das im Abgasrohr 24 angeordnet ist. Eine Drehwelle 33 verbindet das Verdichterlaufrad 31 und das Turbinenrad 32, so dass sie einstückig miteinander drehen. Ein Motor 34, der um die Drehwelle 33 gekoppelt ist, wird als Leistungsunterstützungsvorrichtung für den Turbolader 30 betrieben. Ein Temperatursensor 35, der an den Motor 34 angebracht ist, erfasst eine Motortemperatur.
Gemäß dem Turbolader 30 dieses Ausführungsbeispiels wird das Turbinenrad 32 durch das Abgas angetrieben oder gedreht, welches im Abgasrohr 24 strömt. Eine Drehkraft des Turbinenrads 32 wird über die Drehwelle 33 zum Verdichterlaufrad 31 übertragen. Das Verdichterlaufrad 31 verdichtet die Ansaugluft, welches im Ansaugrohr 11 strömt und führt die druckbeaufschlagte Luft hin zum Brennraum 23 des Verbrennungsmotors 10. Der Motor 34, der eine elektrische Leistung von einer Fahrzeugbatterie empfängt (nicht dargestellt), erzeugt eine Unterstützungsleistung mit der der Turbolader 30 beaufschlagt wird. Die verdichtete Luft, die von dem Turbolader 30 ausgestoßen wird, wird in einen Zwischenkühler 37 eingeleitet, indem die verdichtete Luft abgekühlt wird. Die gekühlte Luft wird dann an eine stromab wärtige Seite des Zwischenkühlers 37 gefördert. Die verdichtete Luft hat aufgrund der Druckbeaufschlagung im Turbolader 30 eine höhere Temperatur. Somit hat der Zwischenkühler 37 eine Funktion des Abkühlens der hochtemperierten Druck beaufschlagten Luft, so dass die Ladeeffizienz der Ansaugluft erhöht wird.
3 zeigt einen Übergang des Ladedrucks in einem Beschleunigungszustand des Autos. Am Anfang der Beschleunigung erhöht sich der Drosselöffnungsgrad schrittweise bei der Zeit t1, wie in der Zeichnung dargestellt. Jedoch wird der Anstieg der Abgasleistung über die Zeit t1 hinaus verzögert. Dementsprechend empfängt in diesem Fall der Turbolader 30 keine Unterstützungsleistung vom Motor 34 und der Anstieg des Ladedrucks wird aufgrund eines Mangels an Abgasleistung signifikant verzögert (in der Zeichnung mit „ohne Unterstützung" gekennzeichnet). Andererseits kann das Hinzufügen von Unterstützungsleistung des Motors 34 zum Turbolader 30 den Mangel an Abgasleistung kompensieren und ermöglichen, dass der Ladedruck schnell ansteigt (in der Zeichnung mit „mit Unterstützung" gekennzeichnet).
Eine Verbrennungsmotor-ECU 50, die hauptsächlich durch einen Mikrocomputer mit CPU, ROM, RAM und dergleichen gebildet wird, führt verschiedene Steuerprogramme aus, die in dem ROM gespeichert sind, um den Verbrennungsmotor 10 entsprechend gegenwärtiger Antriebsbedingungen zu steuern. Insbesondere werden Erfassungssignale von dem Drosselöffnungsgradsensor 15, dem Ansaugkrümmerdrucksensor 17 und dem Kurbelwinkelsensor 26 in die Verbrennungsmotor-ECU 50 eingegeben. Des Weiteren werden Erfassungssignale von einem Gaspedalwinkelsensor 27 sowie ein Erfassungssignal von einem Gangwechsel-Schalter 28 in die Verbrennungsmotor-ECU 50 eingegeben. Der Gaspedalwinkelsensor 27 erfasst einen Niederdrückbetrag des Gaspedals (d.h. Gaspedalwinkel AP). Der Gangwechsel-Schalter 28 erfasst eine ausgewählte Gangposition (d.h. Gangschaltposition PS) des Automatikgetriebes (nicht dargestellt) mit mehreren Gängen. Die Verbrennungsmotor-ECU 50 berechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Zündzeit basierend auf verschiedenen Erfassungssignalen, die momentan eingegeben werden, und steuert die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 19 und die Zündkerze 25.
Des Weiteren steuert die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Motor 34 des Turboladers 30 auf solch eine Art und Weise, dass eine Unterstützungsleistung des Motors 34 in einem Beschleunigungszustand des Fahrzeugs zum Turbolader 30 hinzugefügt wird. Somit kann ein gewünschter Ladedruck sofort erreicht werden. Details der Steuerung werden erklärt. In diesem Ausführungsbeispiel wird auf die Unterstützungsleistungssteuerung des Turboladers 30 auch mit „Unterstützungssteuerung" Bezug genommen.
Eine Motor-ECU 60 steuert eine elektrische Leistung, die an den Motor 34 des Turboladers 30 zugeführt wird, basierend auf einem Signal, das von der Verbrennungsmotor-ECU 50 eingespeist wird und berücksichtigt auch den Motor-Wirkungsgrad.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm der Verbrennungsmotor-ECU 50, welches eine Ladedrucksteuerung für den Turbolader 30 realisiert.
Die Verbrennungsmotor-ECU 50 hat eine Gaspedaländerungsbetrag-Berechnungsvorrichtung M1, eine Unterstützungszulassungs-Beurteilungseinrichtung M2, eine Nachstellbetrag-Berechnungseinrichtung M3, eine Haltezeit-Berechnungseinrichtung M4, eine Verminderungsbetrag-Berechnungseinrichtung M5 und eine Unterstützungssteuerungseinrichtung M6. Die Gaspedaländerungsbetrag- Berechnungseinrichtung M1 errechnet einen Gaspedaländerungsbetrag ΔAP, der einen Änderungsbetrag des Gaspedals pro Zeiteinheit basierend auf dem Gaspedalwinkel AP repräsentiert, der aus dem Erfassungssignal des Gaspedalwinkelsensors 27 berechnet wird. Die Unterstützungszulassungs-Beurteilungseinrichtung M2 erfasst einen vorherbestimmten Beschleunigungszustand des Fahrzeugs basierend auf dem Gaspedaländerungsbetrag ΔAP und einem Ansaugkrümmerdruck PM. Wenn der vorherbestimmte Beschleunigungszustand des Fahrzeugs erfasst wird, erlaubt die Unterstützungszulassungs-Beurteilungseinrichtung M2, dass die Unterstützungssteuerung durch eine später beschriebene Unterstützungssteuerungseinrichtung M6 ausgeführt wird oder verhindert dies.
Die Nachstellbetrag-Berechnungseinrichtung M3 errechnet einen Nachstellbetrag Wa der Unterstützungsleistung basierend auf einem Gaspedaländerungsbetrag ΔAP und der Gangschaltposition PS beim Beginn der Beschleunigung und auch ansprechend auf eine Gangwechselbetätigung des Automatikgetriebes. Der Nachstellbetrag Wa dient zum Einstellen einer optimalen Unterstützungsleistung selbst in solch einer Übergangssituation, bei der das Automatikgetriebe einen Gangwechsel in einem Beschleunigungszustand des Fahrzeugs veranlasst. Folglich wird ein Nachstellbetrag Wa jedes Mal errechnet, wenn das Fahrzeug beschleunigt.
Die Haltezeit-Berechnungseinrichtung M4 errechnet eine Haltezeit Th basierend auf der Verbrennungsmotordrehzahl Ne. Die Haltezeit Th ist zum Aufrecherhalten der Unterstützungsleistung W nach dem Nachstellen und repräsentiert eine Zeit, die erforderlich ist, die maximale Unterstützungsleistung beim Beginn der Beschleunigung aufrecht zu erhalten. In anderen Worten ausgedrückt entspricht die Haltezeit Th einer Zeitspanne während der der Turbolader 30 keinen ausreichenden Leistungsbetrag aufgrund des Turbolochs er zeugen kann (d.h. die Totzeit in der Anstiegsphase des Ladedrucks).
Die Verminderungsbetrag-Berechnungseinrichtung M5 errechnet einen Verminderungsbetrag Wr basierend auf dem Ansaugkrümmerdruckveränderungsbetrag ΔPM. Der Verminderungsbetrag Wr ist zum Verändern der Unterstützungsleistung W. Die Unterstützungsleistung W ist zum Kompensieren des Mangels an Abgabeleistung. Unter Berücksichtigung der Effizienz der Unterstützungssteuerung ist es wünschenswert, die Unterstützungsleistung W entsprechend einer Erhöhung der Abgasleistung zu vermindern, so dass ein Verlust an Unterstützungsleistung W reduziert wird. Dementsprechend beurteilt dieses Ausführungsbeispiel den Mangel an Abgasleistung unter Bezugnahme auf den Veränderungsbetrag des Ansaugkrümmerdrucks PM und stellt den Verminderungsbetrag Wr entsprechend dem Mangel an Abgabeleistung ein.
Die Unterstützungssteuerungseinrichtung M6 bestimmt die Unterstützungsleistung W als einen Unterstützungsleistungssteuerungswert basierend auf der Gangschaltposition PS, des Nachstellbetrags Wa, der Haltezeit Th und dem Verminderungsbetrag Wr, wenn die Unterstützungszulassungs-Beurteilungseinrichtung M2 die Unterstützungssteuerung zulässt. Dann führt die Unterstützungssteuerungseinrichtung M6 die Unterstützungssteuerung gemäß der bestimmten Unterstützungsleistung W aus.
Die Motor-ECU 60 empfängt die Unterstützungsleistung W von der Verbrennungsmotor-ECU 50 und steuert die zum Motor 34 zugeführte elektrische Leistung basierend auf der Unterstützungsleistung W während der Motor-Wirkungsgrad berücksichtigt wird. In diesem Fall ermöglicht das Überwachen der Motortemperatur, dass die Motor-ECU 60 die zum Motor 34 zu geführte elektrische Leistung Bezug nehmend auf die Motortemperaturkennlinie korrigiert.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Unterstützungszulassungs-Beurteilungseinrichtung M2 der „Gaspedalerfassungseinrichtung" und der „Gangschalterfassungseinrichtung" der vorliegenden Erfindung. Die Nachstellbetrag-Berechnungseinrichtung M3 und die Unterstützungssteuerungseinrichtung M6 entsprechen der „Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung" der vorliegenden Erfindung. Des Weiteren entspricht die Verminderungsbetrag-Berechnungseinrichtung M5 der „Verminderungsrateneinstelleinrichtung" der vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend wird die Unterstützungssteuerung dieses Ausführungsbeispiels detaillierter erklärt.
4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Basisroutine darstellt, welche die Verbrennungsmotor-ECU 50 in vorherbestimmten Intervallen von beispielsweise 4 msec ausführt. Die Verbrennungsmotor-ECU 50 führt beim Start des Systembetriebs die Anfangsroutine des Schrittes S101 aus und führt dann die Unterstützungsroutine des Schrittes S102 in vorherbestimmten Intervallen von beispielsweise 16 msec aus.
5 ist ein Flussdiagramm, welches Details der Unterstützungsroutine aus 4 darstellt. Durch Ausführen dieser Routine kann die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Funktionen verschiedener Einrichtungen M1 bis M6, die in 2 dargestellt sind, realisieren.
Zuerst liest in Schritt S201 die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Ansaugkrümmerdruck PM ein. Dann liest in Schritt S202 die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Gaspedalwinkel AP ein. Dann berechnet in Schritt S203 die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Gaspedaländerungsbetrag ΔAP (ΔAP = AP_i – AP_i–1). Dann beurteilt in Schritt S204 die Verbrennungsmotor-ECU 50 ob der Gaspedaländerungsbetrag ΔAP gleich oder größer als ein vorherbestimmter Beurteilungswert APth ist oder nicht. Wenn die Beurteilung in Schritt S204 NEIN ergibt (d.h. ΔAP < APth) entscheidet die Verbrennungsmotor-ECU 50, dass keine Unterstützungssteuerung zum Beschleunigen des Fahrzeugs erforderlich ist und stellt die Unterstützungszulassungsbitschalter XTA und XTAB auf 0 (in Schritt S205 und S206). Wenn andererseits in Schritt S204 das Beurteilungsergebnis JA ist (d.h. ΔAP ≥ APth), entscheidet die Verbrennungsmotor-ECU 50, dass die Unterstützungssteuerung zum Beschleunigen des Fahrzeugs erforderlich ist und stellt die Unterstützungszulassungsbitschalter XTA auf 0 (in Schritt S207).
Danach führt in den Schritten S208 bis S212 die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Berechnungsverarbeitung für die Haltezeit Th am Anfang der Beschleunigung aus. Insbesondere beurteilt in Schritt S208 die Verbrennungsmotor-ECU 50, ob der Unterstützungszulassungsbitschalter XTA und XTAB nicht miteinander übereinstimmen. Da die Bitschalterwerte am Anfang der Beschleunigung XTA = 1 und XTAB = 0 sind, wird das Beurteilungsergebnis in Schritt S208 JA (d.h. XTA ≠ XTAB). Folglich stellt die Verbrennungsmotor-ECU 50 einen Beschleunigungsstartbeurteilungsbitschalter F1 in Schritt S209 auf 1. Dann initialisiert in Schritt S210 die Verbrennungsmotor-ECU 50 einen Beschleunigungszeitspannenzähler CNT auf 0. Des Weiteren berechnet in Schritt S211 die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Haltezeit Th, die erforderlich ist, die maximale Unterstützungsleistung im Anfangsstadium der Beschleunigung beizubehalten. Insbesondere berechnet unter Bezugnahme auf die Zuordnung, die in 8 dargestellt ist, die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Haltezeit Th basierend auf einem gegenwärtigen Wert der Verbrennungsmotordrehzahl Ne. In diesem Fall entspricht, wie vorstehend beschrieben, die Haltezeit Th der Zeitspanne während der der Turbolader 30 keinen ausreichenden Leistungsbetrag aufgrund des Turbolochs erzeugen kann (d.h. der Totzeit in der Anstiegsphase des Ladedrucks). Das Turboloch variiert abhängig von einer Anstiegsrate der Abgasleistung und steht in direktem Zusammenhang zur Verbrennungsmotordrehzahl Ne. Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl Ne niedrig ist, kommt der Anstieg der Abgasleistung spät und dementsprechend wird das Turboloch groß. Wenn im Gegensatz dazu die Verbrennungsmotordrehzahl Ne hoch ist, wird das Turboloch klein. Das Verhältnis der Kennlinie aus 8 reflektiert dieses Phänomen.
Die Bitschalterwerte werden während oder nach der Beschleunigung XTA = XTAB (anders als am Anfang der Beschleunigung). Somit stellt die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Beschleunigungsstartbeurteilungsbitschalter F1 in Schritt S212 auf 0.
Danach erfasst in Schritt S213 die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Gangschaltposition PS. Dann berechnet in Schritt S214 die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Nachstellbetrag Wa der Unterstützungsleistung. Insbesondere berechnet die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Nachstellbetrag Wa basierend auf gegenwärtigen Werten der Gangschaltposition PS und des Gaspedaländerungsbetrags ΔAP unter Bezugnahme auf die Zuordnung, die in 9 dargestellt ist. Wie aus 9 ersichtlich, hat der Nachstellbetrag Wa einen großen Wert, wenn der Gaspedaländerungsbetrag ΔAP groß ist und wenn die Gangschaltposition PS hoch ist (d.h. wenn die Getriebeübersetzung klein ist).
Nachfolgend führt in den Schritten S215 bis S220 die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Berechnungsverarbeitung für den Verminderungsbetrag Wr aus. Insbesondere beurteilt in Schritt S215 die Verbrennungsmotor-ECU 50, ob der gegenwärtige Wert des Beschleunigungszeitspannenzählers CNT kleiner als die Haltezeit Th ist. Wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt S215 JA ist (d.h. CNT < Th), stellt die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Verminderungsbetrag Wr in Schritt S216 auf 0. Dann erhöht in Schritt S217 die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Beschleunigungszeitspannenzähler CNT um 1. Wenn des Weiteren das Beurteilungsergebnis in Schritt S215 NEIN ist (d.h. CNT ≥ Th), fährt die Verbrennungsmotor-ECU 50 zu Schritt S218 fort, um den Ansaugkrümmerdruckveränderungsbetrag ΔPM (d.h. ΔPM = PM_i – PM_i–1) zu berechnen. Als nächstes berechnet in Schritt S219 die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Verminderungsbetrag Wr basierend auf dem Ansaugkrümmerdruckveränderungsbetrag ΔPM. Insbesondere berechnet die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Verminderungsbetrag Wr basierend auf einem gegenwärtigen Wert des Ansaugkrümmerdruckveränderungsbetrags ΔPM unter Bezugnahme auf die Zuordnung, die in 10 dargestellt ist. In diesem Fall wird der Ansaugkrümmerdruckveränderungsbetrag ΔPM groß, wenn die Abgasleistung ansteigt. Wenn dementsprechend der Veränderungsbetrag ΔPM groß ist, ist die erforderliche Unterstützungsleistung klein. Die Unterstützungsleistung W kann gemäß dem Veränderungsbetrag ΔPM vermindert werden. Dies ist der Grund, warum der Verminderungsbetrag Wr so eingestellt wird, dass er groß ist, wenn der Veränderungsbetrag ΔPM groß ist. Als nächstes begrenzt in Schritt S220 die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Beschleunigungszeitspannenzähler CNT, so dass er nicht die Haltezeit Th übersteigt (d.h. Obergrenzenüberwacher).
Nachfolgend fährt die Verbrennungsmotor-ECU 50 zu Schritt S221 aus 6 fort, um zu beurteilen, ob die Gangschaltposition PS verändert wird oder nicht. In diesem Fall vergleicht die Verbrennungsmotor-ECU 50 eine gegenwärtige Gangschaltposition PS_i mit einer vorherigen Gangschaltposi tion PS_i–1, um eine Veränderung der Gangschaltposition PS zu beurteilen. Wenn die Gangschaltposition PS verändert ist (d.h. PS_i ≠ PS_i–1, JA in Schritt S221), fährt die Verbrennungsmotor-ECU 50 zu Schritt S222 fort, um einen Gangschaltpunktbeurteilungsbitschalter F2 auf 1 zu setzen. Wenn andererseits die Gangschaltposition PS nicht verändert ist (d.h. PS_i = PS_i–1, NEIN in Schritt S221), fährt die Verbrennungsmotor-ECU 50 zu Schritt S223 fort, um den Gangschaltpunktbeurteilungsbitschalter F2 auf 0 zu stellen.
Dann beurteilt in Schritt S224 die Verbrennungsmotor-ECU 50, ob entweder der Beschleunigungsstartbeurteilungsbitschalter F1 oder der Gangschaltpunktbeurteilungsbitschalter F2 1 ist. Wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt S224 JA ist, fährt die Verbrennungsmotor-ECU 50 zu Schritt S225 fort, um die Unterstützungsleistung W so einzustellen, dass sie identisch zum Nachstellbetrag Wa ist. Das heißt am Anfang der Beschleunigung und während der Schaltbetätigung des Automatikgetriebes wird die Unterstützungsleistung W ansprechend auf ein Nachstellerfordernis nachgestellt. Wenn des Weiteren das Unterstützungsergebnis in Schritt S224 NEIN ist, fährt die Verbrennungsmotor-ECU 50 zu Schritt S226 fort, um den Verminderungswert Wr von der Unterstützungsleistung W zu subtrahieren.
Danach beurteilt in Schritt S227 die Verbrennungsmotor-ECU 50, ob der Beschleunigungszeitspannenzähler CNT gleich oder größer als die Haltezeit Th ist, oder nicht. Wenn das Beurteilungsergebnis JA ist (d.h. CNT ≥ Th), fährt die Verbrennungsmotor-ECU 50 zu Schritt S228 fort, um des Weiteren zu beurteilen, ob der Ansaugkrümmerdruck PM in einem stabilen Zustand ist. Wenn andererseits das Beurteilungsergebnis in Schritt S227 NEIN ist (d.h. CNT < Th) oder wenn der Ansaugkrümmerdruck PM nicht in einem stabilen Zustand ist (d.h. NEIN in Schritt S228), fährt die Verbrennungsmotor-ECU 50 zu Schritt S229 fort, um XTAB mit XTA zu ersetzen. Wenn des Weiteren der Ansaugkrümmerdruck PM in einem stabilen Zustand ist (d.h. JA in Schritt S228), fährt die Verbrennungsmotor-ECU 50 zu Schritt S230 fort, um die Unterstützungsleistung W auf 0 zurückzusetzen. Schließlich gibt in Schritt S231 die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Unterstützungsleistung W zur Verbrennungsmotor-ECU 60 aus.
Kurzum überprüft die Verbrennungsmotor-ECU 50 im Wesentlichen durch die Abarbeitung der Schritte S227 bis S230 den Zustand des Ansaugkrümmerdrucks PM beim Erlangen der Beurteilung, ob die Unterstützungsleistung W erforderlich ist oder nicht und setzt die Unterstützungssteuerung fort bis der Ansaugkrümmerdruck PM stabilisiert ist. Des Weiteren schließt die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Unterstützungssteuerung (W = 0) ab, wenn sie entscheidet, dass der Ansaugkrümmerdruck PM stabilisiert ist. Die Zeitspanne von CNT < Th ist eine Totzeit, die durch das Turboloch verursacht wird, während dem der Anstieg des Ansaugkrümmerdrucks PM verzögert ist. Dementsprechend führt die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Unterstützungssteuerung aus, ohne den Zustand des Ansaugkrümmerdrucks PM zu überwachen (d.h. die Verbrennungsmotor-ECU 50 überspringt den Verarbeitungsschritt S230).
Als nächstes wird die Berechnungsverarbeitung der Motor-ECU 60 erklärt. 7 ist ein Flussdiagramm, welches eine von der Motor-ECU 60 ausgeführte Berechnungsroutine für eine elektrische Leistung darstellt.
In Schritt S301 liest die Motor-ECU 60 die erforderliche Unterstützungsleistung W basierend auf dem Signal ein, welches von der Verbrennungsmotor-ECU 50 empfangen wird. Die Unterstützungsleistung W wird in der Einheit „kW" erfasst. Dann berechnet in Schritt S302 die Motor-ECU 60 die elekt rische Leistung We „kW", die zum Motor 34 zugeführt wird (We = W/ηm) basierend auf der Unterstützungsleistung W und dem Motor-Wirkungsgrad ηm.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm, das in 11 dargestellt ist, die Unterstützungssteuerung dieses Ausführungsbeispieles detaillierter erklärt. 11 zeigt das Verhalten des Autos, wenn ein Fahrer das Gaspedal niederdrückt, um das Fahrzeug zu beschleunigen.
Wie in 11 dargestellt, übersteigt bei der Zeit t11 der Gaspedaländerungsbetrag ΔAP den Beurteilungswert ΔAPth beim Prozess des Erhöhens des Gaspedalwinkels AP. Der Unterstützungszulassungsbitschalter XTA wird auf 1 eingestellt. Zu dieser Zeit stimmen die Bitschalterwerte nicht überein (d.h. XTA ≠ XTAB). Somit wird beurteilt, dass das Auto ganz am Anfang der Beschleunigung ist. Der Beschleunigungsstartbeurteilungsbitschalter F1 wird auf 1 eingestellt. Die Unterstützungssteuerung beginnt nach der Zeit t11. Der Erhöhung des Gaspedalwinkels AP folgt eine Erhöhung der Verbrennungsmotordrehzahl Ne.
Nach dem Starten der Unterstützungssteuerung wird der Nachstellbetrag Wa basierend auf den gegenwärtigen Werten des Gaspedaländerungsbetrags ΔAP und der Gangschaltposition Ps berechnet. Der berechnete Nachstellbetrag Wa wird als Unterstützungsleistung W eingestellt. 12 zeigt die Veränderung der Unterstützungsleistung W im Anfangsstadium der Beschleunigung. Die Haltezeit Th wird bei der Zeit t11 eingestellt. Gleichzeitig beginnt der Beschleunigungszeitspannenzähler CNT einen Hochzählbetrieb. Bis der CNT-Wert die Haltezeit Th bei der Zeit t12 erreicht, ist der Verminderungsbetrag Wr 0. Dementsprechend wird die Unterstützungsleistung W auf einem Anfangseinstellwert beibehalten (d.h. dem Nachstellbetrag Wa bei der Zeit t11). Dann, nachdem der CNT-Wert die Haltezeit Th erreicht hat (d.h. nach der Zeit t12), wird die Unterstützungsleistung W entsprechend dem Verminderungsbetrag Wr der momentan eingestellt ist, vermindert.
Zurück zur Erklärung der 11, führt das Automatikgetriebe eine Hochschaltbetätigung bei der Zeit t13 gemäß der Erhöhung der Verbrennungsmotordrehzahl Ne oder dergleichen aus (was angemessen die Fahrzeugfahrzustände reflektiert). Die Gangschaltposition PS wird somit verändert. Der Hochschaltbetrieb zwingt die Verbrennungsmotordrehzahl Ne schnell abzufallen. Dementsprechend ist eine neue Unterstützungsleistung W erforderlich. In solch einem Fall wird der Gangschaltpunktbeurteilungsbitschalter F2 ansprechend auf die Veränderung der Gangschaltposition PS auf 1 eingestellt. Dann wird der Nachstellbetrag Wa erneut basierend auf den gegenwärtigen Werten des Gaspedaländerungsbetrags ΔAP und der Gangschaltposition PS berechnet. Der berechnete Nachstellbetrag Wa wird als Unterstützungsleistung W eingestellt. Nach der Zeit t13 wird die Unterstützungsleistung W basierend auf der Veränderung des Ansaugkrümmerdrucks PM eingestellt. Danach wird die gleiche Verarbeitung jedes MaL wenn der Gangwechsel im Automatikgetriebe auftritt, ausgeführt (bei den Zeiten t14 und t15). Wenn dann der Ansaugkrümmerdruck PM stabilisiert ist, wird beurteilt, dass die Unterstützungssteuerung nicht erforderlich ist. Somit wird die Unterstützungsleistung nach der Zeit t17 auf 0 verringert (W = 0). Inzwischen wird, bei der Zeit t16, der Gaspedaländerungsbetrag ΔAP kleiner als der Beurteilungswert APth (d.h. ΔAP < APth). Dementsprechend werden beide, der Unterstützungszulassungsbitschalter XTA und XTAB auf 0 gelöscht.
Nachfolgend wird der Unterschied zwischen einer herkömmlichen Steuerung und der Steuerung dieses Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf 11 erklärt. Im Fall der herkömmlichen Steuerung zeigt die Unterstützungsleistung W einen Übergang, der durch eine Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen gekennzeichnet ist, auf der die Unterstützungsleistung W kontinuierlich auf im Wesentlichen gleichem Niveau beibehalten wird, unberücksichtigt der Beschleunigung des Fahrzeugs oder einem Gangwechsel, der im Getriebe auftritt. Infolgedessen leidet der Turbolader 30 an Überschuss oder Mangel an Leistung. Wenn beispielsweise die Leistung des Turboladers 30 übermäßig groß ist, zeigt der Ladedruck einen Übergang, der durch eine Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen gekennzeichnet ist, gemäß dem der Ladedruck ein Überschwingen verursacht. Dies bedeutet, dass ein großer Betrag an Turboladerleistung nutzlos verschwendet wird. Des Weiteren wird das Fahrgefühl verschlechtert. Wenn im Gegensatz dazu die Leistung des Turboladers 30 unzureichend ist, ist das Fahrzeug nicht in der Lage, ruhig zu beschleunigen. Diesbezüglich kann dieses Ausführungsbeispiel eine optimale Unterstützungssteuerung realisieren, welche die Gangschaltbetätigung des Automatikgetriebes berücksichtigt. Dementsprechend leidet dieses Ausführungsbeispiel nicht an einem Überschuss oder Mangel an Leistung des Turboladers 30. Somit kann dieses Ausführungsbeispiel die Probleme der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Steuerung beheben.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel hat die folgenden ausgezeichneten Wirkungen.
Im Beschleunigungszustand des Fahrzeugs wird die Unterstützungsleistung W des Turboladers 30 entsprechend der Gangschaltbetätigung des Automatikgetriebes berechnet und der Motor 34 wird basierend auf der berechneten Unterstützungsleistung W angetrieben. Somit wird die Unterstützungsleistung W momentan für die Unterstützungssteuerung optimiert.
Dementsprechend ist der Turbolader 30 frei von Überschuss oder Mangel an Leistung. Das Fahrzeug kann ruhig beschleunigen. Kein Überschwingen tritt beim Übergang des Ladedrucks auf. Elektrische Leistung wird effektiv konsumiert ohne unnötig verschwendet zu werden. Das Fahrgefühl wird nicht verschlechtert. Der Kraftstoffverbrauch ist gut.
Des Weiteren wird die Unterstützungsleistung W ansprechend auf jede Gangschaltbetätigung des Automatikgetriebes unter Berücksichtigung der gegenwärtigen Gangschaltposition (d.h. der Getriebeübersetzung) nachgestellt. Die Unterstützungsleistung W wird nach diesem Nachstellbetätigung vermindert. Wenn dementsprechend die Gangschaltbetätigung wiederholt im Beschleunigungszustand des Fahrzeugs ausgeführt wird, wird der Mangel an Leistung, der temporär zur Zeit der Gangschaltbetätigung auftritt, nicht auftreten. Darüber hinaus, selbst wenn die Abgasleistung nach diesem Nachstellbetätigung ansteigt, kann die Unterstützungsleistung W solch einer Erhöhung der Abgasleistung folgen. Folglich kann dieses Ausführungsbeispiel eine bevorzugte Verdichtungseinrichtung (Steueranordnung) bereitstellen, die in der Lage ist, die Probleme an Überschuss oder Mangel an Verdichtungsleistung zu eliminieren.
Am Anfang der Beschleunigung wird die Unterstützungsleistung W nicht vermindert, bis die Haltezeit Th verstrichen ist, so dass die maximale Unterstützungsleistung im Anfangsstadium der Beschleunigung kontinuierlich erzeugt werden kann (d.h. während der Totzeit, die durch das sog. Turboloch verursacht wird), wo der Anstieg der Abgasleistung verzögert ist. Somit kann der Ladedruck schnell ansteigen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt und kann deshalb in der folgenden Art und Weise modifiziert werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Gangschaltbetätigung, die im Automatikgetriebe ausgeführt wird, basierend auf dem Signal erfasst, welches die Gangschaltposition erfasst (d.h. Gangschaltposition PS). Dies kann in der folgenden Art und Weise modifiziert werden. Beispielsweise ist es möglich, die Gangschaltbetätigung des Automatikgetriebes basierend auf der Verbrennungsmotordrehzahl Ne und der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD erfassen. Details dieser Modifikation werden nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm aus 13 erklärt, welches nur einen modifizierten Teil der vorstehend beschriebenen Unterstützungsroutine darstellt, die unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben wurde. Insbesondere wird die Verarbeitung der Schritte S213 bis S221 der 5 und 6 mit der Verarbeitung der Schritte S401 bis S410 aus 13 ersetzt, obwohl die Verarbeitung der Berechnung des Verminderungsbetrags Wr unverändert bleibt (d.h. die Verarbeitung der Schritte S215 bis S220, die in 5 dargestellt sind).
Gemäß dem modifizierten Ausführungsbeispiel, das in 13 dargestellt ist, erfasst die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD in Schritt S401. Dann berechnet die Verbrennungsmotor-ECU 50 eine Getriebeübersetzung Rg in Schritt S402. In diesem Fall berechnet die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Getriebeübersetzung Rg basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit Ne sowie basierend auf einer Differenzialgetriebeübersetzung und einem Raddurchmesser, welche Parameter sind, die jedem Fahrzeug inne wohnen. Danach berechnet in Schritt S403 die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Nachstellbetrag Wa der Unterstützungsleistung. Insbesondere berechnet die Verbrennungsmotor-ECU 50 den Nachstellbetrag Wa basierend auf gegenwärtigen Werten des Übersetzungsverhält nisses Rg und dem Gaspedaländerungsbetrag ΔAP unter Bezugnahme auf die Zuordnung, die in 14 dargestellt ist. Wenn in diesem Fall der Gaspedaländerungsbetrag ΔAP groß ist, oder wenn die Getriebeübersetzung Rg klein ist (d.h. wenn das Getriebeübersetzungsverhältnis klein ist), ist erforderlich, dass der Nachstellbetrag Wa ein großer Wert ist. Danach übersteigt in den Schritten S404 bis S409 die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Berechnungsverarbeitung für den Verminderungsbetrag Wr in der gleichen Art und Weise wie die Verarbeitung der Schritte S215 bis S220 aus 5. Des Weiteren beurteilt in Schritt S410 die Verbrennungsmotor-ECU 50 die Veränderung der Getriebeübersetzung Rg. Insbesondere vergleicht die Verbrennungsmotor-ECU 50 eine gegenwärtige Getriebeübersetzung Rg_i mit einer vorherigen Getriebeübersetzung Rg_i–1. Wenn die Getriebeübersetzung verändert wird (d.h. Rg_i ≠ Rg_i–1, JA in Schritt S410), entscheidet die Verbrennungsmotor-ECU 50, dass eine vorherbestimmte Gangschaltbetätigung durch das Getriebe gemacht wurde. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass ein geeigneter Bereich für die Getriebeübersetzung Rg vorgegeben ist, um das Übereinstimmen im Vergleich zwischen Rg_i und Rg_i–1 zu überprüfen. Gemäß der modifizierten Steuerung, die in 13 dargestellt ist, wird es möglich, die Gangschaltbetätigung nicht nur im AT-Fahrzeug sondern auch im sog. AMT-Fahrzeug (d.h. ein Fahrzeug, in das ein automatisch-manuelles Getriebe installiert ist) zu erfassen.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Unterstützungsleistung ansprechend auf jede Gangschaltbetätigung in einem vorherbestimmten Beschleunigungszustand des Fahrzeugs zurückgesetzt. In diesem Fall ist es möglich, anstatt des Setzens des Nachstellbetrags Wa jedes Mal als ein Absolutwert vom Referenzpunkt 0, einen erhöhten/verringerten Betrag von dem vorhergehenden Nachstellbetrag Wa zu berechnen und dann die Unterstützungsleistung basierend auf diesem erhöhten/verringerten Betrag nachzustellen. Insbesondere, wie in 15 dargestellt, berechnet die Verbrennungsmotor-ECU 50 einen Nachstellbetrag Wa1 am Anfang der Beschleunigung und fügt dann die Leistungsunterstützungswerte ΔW1, ΔW2 und ΔW3 nachfolgend im Ansprechen auf entsprechende Gangschaltbetätigungen zu, die nachfolgend im Getriebe auftreten. Die Verbrennungsmotor-ECU 50 führt das Nachstellen der Unterstützungsleistung durch Addieren der Summe auf die Unterstützungsleistung der vorhergehenden Nachstellbetätigung aus.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird nicht nur der Nachstellbetrag Wa der Unterstützungsleistung, sondern auch der Verminderungsbetrag Wr neu eingestellt, ansprechend auf jede Gangschaltbetätigung des Getriebes, nachdem das Fahrzeug das Beschleunigen beginnt. Dies kann in der folgenden Art und Weise modifiziert werden. Beispielsweise zeigt 16A eine Unterstützungssteuerung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass keine Verminderung nach dem Nachstellen der Unterstützungsleistung ausgeführt wird. 16B zeigt eine Unterstützungssteuerung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Nachstellbetrag Wa auf den gleichen Wert festgesetzt ist (d.h. ein konstanter Wert) obwohl die Verminderung nach dem Nachstellen der Unterstützungsleistung ausgeführt wird. Sowohl in 16A als auch in 16B repräsentiert TA eine Beschleunigungszeitspanne des Fahrzeugs. In 16A repräsentieren t21, t22 und t23 die Zeiten der entsprechenden Gangschaltbetätigungen, die aufeinander folgend im Getriebe ausgeführt werden. Ähnlich repräsentieren in 16B t31, t32 und t33 die Zeiten der jeweiligen Gangschaltbetätigungen, die aufeinander folgend im Getriebe ausgeführt werden. Kurzum im Falle der 16A lässt die Unterstützungssteuerung die Verminderungsverarbeitung für die Unterstützungsleistung weg. Andererseits lässt im Falle der 16B die Unterstützungs steuerung die variable Einstellverarbeitung für den Nachstellbetrag in der Unterstützungssteuerung weg. In jedem Fall wird es möglich, das Problem an Überschuss oder Mangel bei der Verdichtungsleistung zu eliminieren. Des Weiteren ist das Fahrgefühl und der Kraftstoffverbrauch gut.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel stellt die Haltezeit Th ein, wenn das Fahrzeug beginnt zu beschleunigen und vermindert die Unterstützungsleistung W nicht bis die Haltezeit Th verstrichen ist. Jedoch ist es möglich, die Verminderung der Unterstützungsleistung W zu verhindern, bis die erste Gangschaltbetätigung (d.h. Hochschalten) in dem Getriebe durchgeführt wird, nachdem das Fahrzeug die Beschleunigung beginnt.
Des Weiteren ist es möglich, den Ladedruck oder die Turbinendrehzahl des Turboladers 30 beim Prozess des Berechnens des Nachstellbetrags Wa zu verwenden (d.h. Unterstützungsleistungsnachstellbetrag). In diesem Fall hat der Nachstellbetrag Wa einen großen Wert wenn der Ladedruck klein ist und wenn die Turbinendrehzahl niedrig ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Verminderungsbetrag Wr der Unterstützungsleistung W entsprechend einem Schätzparameter eingestellt, welcher eine geschätzte Erhöhung der Abgasleistung repräsentiert. Der Schätzparameter ist nicht auf den vorstehend beschriebenen Veränderungsbetrag ΔPM des Ansaugkrümmerdrucks (siehe 10) begrenzt und kann dementsprechend aus der Gruppe bestehend aus Wellendrehmoment, Ladedruck und Verdichtungseinheit-Drehzahl (d.h. Turbinendrehzahl) ausgewählt werden. In jedem Fall kann die Erhöhung der Abgasleistung unter Verwendung einer dieser Parameter geschätzt werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Haltezeit Th zum Halten des Anfangsbeschleunigungswertes der Unterstützungsleistung W basierend auf der Verbrennungsmotordrehzahl Ne berechnet (siehe 8). Jedoch ist es möglich, die Haltezeit Th basierend auf dem Ansaugkrümmerdruck PM oder basierend auf sowohl der Verbrennungsmotordrehzahl Ne als auch des Ansaugkrümmerdrucks PM zu berechnen.
Die Beschleunigungserfassungseinrichtung ist nicht auf die eine begrenzt, welche einen Veränderungsbetrag des Gaspedalwinkels erfasst. Dementsprechend ist es möglich, jeglichen Beschleunigungszustand basierend auf einem Veränderungsbetrag des Drosselöffnungsgrads zu erfassen. Alternativ ist es möglich, jeglichen Beschleunigungszustand basierend auf sowohl dem Veränderungsbetrag des Gaspedalwinkels als auch des Veränderungsbetrags des Drosselöffnungsgrads zu erfassen.
Die Gangschalterfassungseinrichtung ist nicht auf die begrenzt, welche ein Gangschaltpositionssignal erzeugt. Dementsprechend ist es möglich, eine Gangschaltbetätigung des Getriebes unter Verwendung einer Verbrennungsmotordrehzahl oder ihres Differenzialwertes, eines Differenzialwertes des Gaspedalwinkels oder der Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen. Des Weiteren ist die Gangschalterfassungseinrichtung nicht auf die begrenzt, welche einen Gangwechsel erfasst, der im Automatikgetriebe auftritt (d.h. Mehrganggetriebe). Dementsprechend ist es in einem Fall, in dem ein stufenloses Getriebe in einem Fahrzeug installiert ist möglich, einen vorherbestimmten Betrag der Veränderung des Getriebeübersetzungsverhältnisses, die in diesem stufenlosen Getriebe auftritt, zu erfassen.
Die Bauart der Verdichtungsvorrichtung ist nicht auf den vorherstehend beschriebenen Turbolader begrenzt, bei dem ein Verbrennungsmotor an die Drehwelle angebracht ist. Dementsprechend kann ein Motor-getriebener Verdichter, der als Leistungsunterstützungsvorrichtung dient, in Serie mit einem Verdichter verbunden sein.
Ein Turbolader (30), der als Verdichtungsvorrichtung betrieben wird, ist zwischen einem Ansaugrohr (11) und einem Abgasrohr (24) angeordnet. Der Turbolader (30) ist mit einem Motor (34) ausgestattet. Der Motor (34) hat das Vermögen eine Unterstützungsleistung an den Turbolader (30) abzugeben. Eine Verbrennungsmotor-ECU (50) erfasst einen vorherbestimmten Beschleunigungszustand des Fahrzeugs und erfasst auch eine vorherbestimmte Gangschaltbetätigung, die in einem Getriebe ausgeführt wird. Wenn des Weiteren der vorherbestimmte Beschleunigungszustand erfasst wird, berechnet die Verbrennungsmotor-ECU (50) eine Unterstützungsleistung, die für den Turbolader (30) gemäß der Gangschaltbetätigung des Getriebes unter solch einem Beschleunigungszustand erforderlich ist und steuert den Motor (34) basierend auf der berechneten Unterstützungsleistung.

Claims

Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, mit: einer Verdichtungsvorrichtung (30), welche eine Abgasleistung einer Brennkraftmaschine (10) zum Erhöhen einer Ansaugeffizienz der Brennkraftmaschine (10) verwendet; einer Leistungsunterstützungsvorrichtung (34) zum Hinzufügen einer Unterstützungsleistung auf eine Abgabe des Turboladers (30); einem Getriebe mit einem Gangschaltmechanismus zum Auswählen eines gewünschten Getriebeübersetzungsverhältnisses, um eine Drehabgabe der Brennkraftmaschine (10) an Räder eines Autos zu übertragen; einer Beschleunigungserfassungseinrichtung (50, M2) zum Erfassen eines vorherbestimmten Beschleunigungszustandes des Fahrzeugs; Gangschalterfassungseinrichtung (50, M2) zum Erfassen einer vorherbestimmten Gangschaltbetätigung, die in dem Getriebe ausgeführt wird; und einer Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung (50, M6) zum Berechnen eines Unterstützungsleistungssteuerungswertes (W), der für die Verdichtungsvorrichtung (30) erforderlich ist, basierend auf der vorherbestimmten Gangschaltbetätigung des Getriebes unter dem vorherbestimmten Beschleunigungszustand, wenn der vorherbestimmte Beschleunigungszustand erfasst wird, und Steuern der Leistungsunterstützungsvorrichtung (34) basierend auf dem berechneten Unterstützungsleistungssteuerungswert (W).
Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung (50, M6) einen Unterstützungsleistungsnachstellbetrag (Wa) entsprechend einem gegenwärtigen Getriebeübersetzungsverhältnis jedes Mal berechnet, wenn das Getriebe die vorherbestimmte Gangschaltbetätigung ausführt und den Unterstützungsleistungssteuerungswert (W) basierend auf dem berechneten Unterstützungsleistungsnachstellbetrag (Wa) nachstellt.
Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, wobei die Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung (50, M6) einen Unterstützungsleistungsnachstellbetrag (Wa) erhöht, wenn das Getriebeübersetzungsverhältnis des Getriebes klein ist.
Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Unterstützungsleistungssteuereinrichtung (50, M6) den Unterstützungsleistungssteuerungswert (W) entsprechend dem Verstreichen der Zeit, nachdem der Unterstützungsleistungssteuerungswert (W) basierend auf dem Unterstützungsleistungsnachstellbetrag (Wa) nachgestellt wurde, vermindert.
Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 4, des Weiteren mit einer Verminderungsrateneinstelleinrichtung (50, M5) zum Einstellen einer Verminderungsrate entsprechend einem Schätzparameter, wobei die Verminderungsrate eine Rate des Verminderns des Unterstützungsleistungssteuerungswertes (W) repräsentiert und der Schätzparameter eine geschätzte Erhöhung der Abgasleistung repräsentiert.
Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Unterstützungsleistungssteuerungseinrichtung (50, M6) einen Anfangsbeschleunigungswert des Unterstützungsleistungssteuerungswertes (W) basierend auf dem gegenwärtigen Getriebeübersetzungsverhältnis des Getriebes einstellt, wenn der vorherbestimmte Beschleunigungszustand des Fahrzeugs erfasst wird und den Unterstützungsleistungssteuerungswert (W) auf einem Anfangsbeschleunigungswert für eine vorherbestimmte Zeitspanne beibehält, nachdem eine Unterstützungsleistungssteuerung basierend auf dem Anfangsbeschleunigungswert gestartet wurde.
Verdichtungsvorrichtungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6, wobei zumindest eines aus Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) oder Verbrennungsmotorlast verwendet wird, um eine Verminderungsunterdrückungszeitspanne einzustellen, während der die Verminderung des Anfangsbeschleunigungswertes unterdrückt wird.