DE102005033939A1

DE102005033939A1 - Steuerungsvorrichtung für Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102005033939A1
Application number: DE102005033939A
Authority: DE
Inventors: Daiji Kariya Isobe; Kayoko Kariya Aritoshi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2025-07-21
Also published as: JP2006029279A; DE102005033939B4

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung, die mit einer Kraftmaschine (10) mit einer Aufladungsvorrichtung (30) verbunden ist, setzt eine Einlassluft unter Druck, um eine Effektivität einer Einsaugung zu verbessern. Eine Sollwertberechnungseinrichtung (S110-S113) berechnet eines von einem Solldrehmoment in einer Standardbedingung und einer Sollgröße bzw. Sollmenge (tQa) in der Standardbedingung, die im Voraus eingestellt wird. Eine Luftdichteberechnungseinrichtung (S120-S123) berechnet eine Luftdichte (rho) entsprechend einer vorliegenden Betriebsumgebung. Eine Anforderungswertberechnungseinrichtung (S130-S132) berechnet eine Anforderungsgröße bzw. angeforderte Menge (tV) entsprechend der Luftdichte (rho) und einem des Solldrehmoments in der Standardbedingung und der Sollgröße bzw. Sollmenge (tQa) in der Standardbedingung. Eine Solldruckberechnungseinrichtung (S140-S146) berechnet einen Sollaufladungsdruck (pT) entsprechend der Anforderungsgröße (tV), die unter Verwendung der Anforderungswertberechnungseinrichtung (S130-S132) berechnet wird, und einer Aufladungseigenschaft bzw. Aufladungskennlinie der Aufladungsvorrichtung (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuerungsvorrichtung für eine Kraftmaschine bzw. einen Motor, bei der eine Einlassluft unter Verwendung eines Aufladers bzw. Kompressors, wie bspw. eines Turboladers, aufgeladen bzw. vorverdichtet wird.

Gemäß einer Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Auflader, die in der JP-A-10-103121 offenbart ist, wird eine Menge einer Einlassluft, die in die Kraftmaschine strömt, unter Verwendung einer Beziehung zwischen einem stromaufwärtsseitigen Druck eines Drosselventils und einem stromabwärtsseitigen Druck des Drosselventils gesteuert bzw. geregelt. Hierbei ist in einer Kraftmaschine, die keinen Turbolader umfasst, der stromaufwärtsseitige Druck des Drosselventils der atmosphärische Druck. Bei einer Kraftmaschine mit einem Turbolader wird jedoch der stromaufwärtsseitige Druck eines Drosselventils zu einem Ladedruck, der ständig variiert. Dementsprechend muss ein Ladedruck, d.h. ein stromaufwärtsseitiger Druck des Drosselventils in der Kraftmaschine mit dem Turbolader genau gesteuert bzw. geregelt werden.

Zusätzlich kann ein Fahrzeug bspw. in verschiedenen Umgebungen, wie bspw. einer Umgebung in niedriger Höhe, die sich in einer atmosphärischen Standardbedingung befindet, und einer Umgebung in hoher Höhe, in der ein atmosphärischer Druck niedrig wird, betrieben bzw. gefahren werden. In diesen Situationen kann es, wenn sich die Umgebung um das Fahrzeug ändert, schwierig sein, eine Aufladungsbedingung zu steuern.

In Anbetracht der vorstehend genannten und weiterer Schwierigkeiten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, wobei die Steuerungsvorrichtung in der Lage ist, eine Aufladungsbedingung unter Verwendung eines Aufladers zu steuern bzw. zu regeln, auch wenn sich eine Umgebung um das Fahrzeug ändert.

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 definierten Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt, die eine Aufladungsvorrichtung umfasst, um eine Einlassluft unter Druck zu setzen, um die Effektivität einer Einsaugung in die Verbrennungskraftmaschine zu verbessern. Die Steuerungsvorrichtung umfasst eine Sollwertberechnungseinrichtung, eine Luftdichteberechnungseinrichtung, eine Anforderungswertberechnungseinrichtung und eine Solldruckberechnungseinrichtung.

Die Sollwertberechnungseinrichtung berechnet eines von einem Solldrehmoment in einer Standardbedingung und einer Sollgröße in der Standardbedingung. Die Standardbedingung wird im Voraus eingestellt. Die Luftdichteberechnungseinrichtung berechnet eine Luftdichte entsprechend einer vorhandenen Betriebsumgebung der Verbrennungskraftmaschine. Die Anforderungswertberechnungseinrichtung berechnet eine angeforderte Größe bzw. eine Anforderungsgröße oder -menge entsprechend der Luftdichte sowie einem von dem Drehmoment in der Standardbedingung und der Sollgröße in der Standardbedingung. Die Solldruckberechnungseinrichtung berechnet einen Sollaufladungsdruck entsprechend der Anforderungsgröße, die unter Verwendung der Anforderungswertberechnungseinrichtung berechnet wird, sowie eine Aufladungseigenschaft bzw. Aufladungskennlinie der Aufladungsvorrichtung.

Hierdurch ist die Steuerungsvorrichtung in der Lage, eine Aufladungsbedingung des Aufladers zu steuern bzw. zu regeln, auch wenn sich die vorliegende Betriebsumgebung der Verbrennungskraftmaschine ändert.

Die vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung besser ersichtlich. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung, die ein Kraftmaschinensteuerungssystem mit einem Turbolader gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 ein Flussdiagramm, das eine Hauptroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
3 ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Sollluftmenge tQa gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
4 ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Luftdichte ρ gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
5 ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer angeforderten Luftmenge tV gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
6 ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung eines Sollaufladungsdrucks tP gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
7 ein Flussdiagramm, das eine Routine einer Motorunterstützung des Turboladers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
8 ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Motorunterstützungsgröße Vout gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
9(a) einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Drosselöffnung Ta und einer Beschleunigungseinrichtungsposition AP zeigt, und 9(b) einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Drosselöffnung TA und einer Luftmenge zeigt,
10 ein Zeitablaufdiagramm, das Veränderungen in Parametern bei der Motorunterstützung des Turboladers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
11 ein Flussdiagramm, das eine Routine einer Motorunterstützung des Turboladers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und
12 ein Zeitablaufdiagramm, das Veränderungen in verschiedenen Parametern bei der Motorunterstützung des Turboladers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein Drosselventil 14 in einem Einlassrohr 11 einer Verbrennungskraftmaschine 10 bereitgestellt. Eine Drosselöffnung TA des Drosselventils 14 wird unter Verwendung einer Betätigungseinrichtung, wie bspw. eines Gleichstrommotors, so betätigt, dass eine Menge einer Einlassluft, die in jeweilige Zylinder der Kraftmaschine 10 strömt, dieser entspricht. Die Drosselöffnung TA wird unter Verwendung eines Drosselöffnungssensors 15 erfasst.
Ein stromaufwärtsseitiger Drosseldrucksensor 13 ist bei der Stromaufwärtsseite des Drosselventils 14 bereitgestellt, um einen stromaufwärtsseitigen Drosseldruck zu erfassen, welcher ein Druck ist, der bei der Stromaufwärtsseite des Drosselventils 14 herrscht. Der stromaufwärtsseitige Drosseldruck ist ein Druck (Aufladungsdruck), der durch eine Aufladungsvorrichtung, wie bspw. einen Kompressor, aufgeladen wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Aufladungsvorrichtung ein Turbolader 30. Der Turbolader 30 ist bereitgestellt, um die Effektivität einer Einsaugung in die Kraftmaschine 10 zu verbessern. Ein Zwischenbehälter bzw. Druckausgleichsbehälter 16 ist bei der Stromabwärtsseite des Drosselventils 14 bereitgestellt. Ein Einlassrohrdrucksensor 17 ist bei dem Zwischenbehälter 16 bereitgestellt, um einen Druck (Einlassrohrdruck) Pm in einem Einlassrohr 11 zu erfassen. Der Zwischenbehälter 16 ist mit einem Einlasskrümmer bzw. Einlassverteiler 18 verbunden, durch den die Einlassluft in die jeweiligen Zylinder der Kraftmaschine 10 eingebracht wird. Kraftstoffeinspritzventile 19 sind in der Nähe von Einlassöffnungen der jeweiligen Zylinder in dem Einlasskrümmer 18 bereitgestellt. Die Kraftstoffeinspritzventile 19 werden unter Verwendung von Magnetspulen bzw. Solenoiden betrieben, um einen Kraftstoff einzuspritzen.
Ein Einlassventil 21 ist in der Nähe einer jeweiligen Einlassöffnung angeordnet und ein Auslassventil bzw. Abgasventil 22 ist in der Nähe einer jeweiligen Auslassöffnung in der Kraftmaschine 10 angeordnet. Das Einlassventil 21 wird geöffnet, so dass ein Mischgas, das Luft und Kraftstoff umfasst, in eine Verbrennungskammer 23 eingebracht wird. Das Auslassventil 22 wird geöffnet, so dass ein Abgas, das in der Verbrennungskammer 23 verbrannt wird, zu einem Abgasrohr 24 ausgelassen wird. Die Kraftmaschine 10 umfasst einen Zylinderkopf, bei dem Zündkerzen 25 für jeden Zylinder angebracht sind. Eine Hochspannungselektrizität wird an jede Zündkerze 25 über eine Zündvorrichtung, wie bspw. eine (nicht gezeigte) Zündspule, bei einer vorbestimmten Zeitsteuerung angelegt. Hierdurch erzeugen Elektroden, die bei der Zündkerze 25 so bereitgestellt sind, dass sie einander gegenüberliegen, Zündfunken, so dass das Mischgas, das in die Verbrennungskammer 23 eingebracht ist, entzündet und verbrannt wird.
Die Kraftmaschine 10 weist einen Zylinderblock auf, der mit einem Kurbelwinkelsensor 26 versehen ist, der ein rechteckiges Kurbelwellenwinkelsignal bei einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel, wie bspw. 30°CA ausgibt, wenn sich die Kraftmaschine 10 dreht.
Der Turbolader 30 ist zwischen dem Einlassrohr 11 und dem Abgasrohr 24 bereitgestellt. Der Turbolader 30 umfasst ein Kompressorflügelrad bzw. einen Kompressorverdichter 31 und ein Turbinenrad 32. Das Kompressorflügelrad 31 ist in dem Einlassrohr 11 angeordnet und das Turbinenrad 32 ist in dem Abgasrohr 24 angeordnet. Das Kompressorflügelrad 31 und das Turbinenrad 32 sind über eine Drehwelle 33 verbunden, die mit einem Motor (Hilfsenergieeinheit) 34 verbunden ist, der als eine Hilfsenergiequelle dient. Der Motor 34 ist in der Lage, dem Turbolader 30 eine Hilfsenergie bzw. Hilfsleistung hinzuzufügen. Das Turbinenrad 32 wird durch die Energie des Abgases gedreht, das durch das Abgasrohr 24 strömt. Das Turbinenrad 32 erzeugt eine Drehenergie, die zu dem Kompressorflügelrad 31 über die Drehwelle 33 übertragen wird. Das Kompressorflügelrad 31 setzt die Einlassluft, die durch das Einlassrohr 11 strömt, mit der Drehenergie unter Druck und lädt sie hiermit auf. Wenn die Einlassluft unter Druck gesetzt ist und aufgeladen bzw. vorverdichtet ist, nimmt die Temperatur der Einlassluft zu. Ein Zwischenkühler 37 ist bei der Stromabwärtsseite des Kompressorflügelrads 31 bereitgestellt, um die unter Druck gesetzte Luft zu kühlen.
Dieses Kraftmaschinensteuerungssystem umfasst ferner einen Beschleunigungseinrichtungspositionssensor 43, einen Atmosphärischer-Druck-Sensor 44 und einen Einlasstemperatursensor 45. Der Beschleunigungseinrichtungspositionssensor 43 erfasst eine Position (Beschleunigungseinrichtungsposition AP) eines Beschleunigungspedals, auf das ein Fahrer tritt. Der Atmosphärischer-Druck-Sensor 44 erfasst einen atmosphärischen Druck Patm. Der Einlasstemperatursensor 45 erfasst eine Temperatur (Einlasstemperatur Tha) einer Einlassluft.
Eine ECU (elektronische Steuerungseinheit bzw. Steuerungseinrichtung) 50 ist aus einem Mikrocomputer aufgebaut, der eine CPU, ein ROM, ein RAM und dergleichen umfasst. Verschiedene Programme, die in dem ROM gespeichert sind, werden ausgeführt, so dass verschiedene Steuerungen bzw. Regelungen bei der Kraftmaschine 10 entsprechend einer Kraftmaschinenbetriebsbedingung ausgeführt werden. Das heißt, die ECU 50 gibt verschiedene Erfassungssignale von den vorstehend genannten Sensoren ein und berechnet in Entsprechung hiermit eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Zündzeitsteuerung und dergleichen. Die ECU 50 steuert die Kraftstoffeinspritzventile 19 und die Zündkerzen 25 unter Verwendung der Werte.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine elektronische Drosselsteuerung mit einer drehmomentbasierenden Steuerung ausgeführt. Genauer gesagt wird die Drosselöffnung TA bei einem Sollöffnungsgrad (einer Solldrosselöffnung) des Drosselventils auf der Grundlage eines Drehmoments, das in der Kraftmaschine 10 erzeugt wird, gesteuert bzw. geregelt. Genauer gesagt berechnet die ECU 50 ein angefordertes Drehmoment bzw. Anforderungsdrehmoment entsprechend dem Erfassungssignal des Beschleunigungseinrichtungspositionssensors 43 und berechnet eine Sollluftmenge (Sollmenge bzw. Sollgröße), die dem angeforderten Drehmoment genügt. Die ECU 50 berechnet die Solldrosselöffnung entsprechend der Sollluftmenge, einem Druck bei der Stromaufwärtsseite des Drosselventils 14, einem Druck bei der Stromabwärtsseite des Drosselventils 14 und der Einlasstemperatur Tha. Die ECU 50 betätigt eine Drosselbetätigungseinrichtung, um die Drosselöffnung TA auf die Solldrosselöffnung zu steuern.
Die ECU 50 berechnet einen Sollaufladungsdruck tP entsprechend Parametern, wie bspw. der Beschleunigungseinrichtungsposition AP und einer Drehgeschwindigkeit (Kraftmaschinengeschwindigkeit Ne) der Kraftmaschine 10, um einen Aufladungsdruck (stromaufwärtsseitiger Drosseldruck), der unter Verwendung des Turboladers 30 erzeugt wird, zu steuern bzw. zu regeln. Hierdurch wird ein Leistungsunterstützungsgrad des Turboladers 30 oder dergleichen auf der Grundlage des Sollaufladungsdrucks pP gesteuert. Das heißt, eine Leistungsunterstützungssteuerung oder dergleichen wird bei dem Turbolader 30 ausgeführt. Auch wenn das Fahrzeug bei einem Ort, wie bspw. einer Umgebung in hoher Höhe, in der der atmosphärische Druck niedrig wird, gefahren wird, muss die Kraftmaschinenleistung äquivalent zu der bei einer Umgebung in niedriger Höhe sein. Folglich berechnet die ECU 50 ein Sollkraftmaschinendrehmoment (eine Sollluftmenge), das durch den Fahrer angefordert wird, auf der Grundlage einer atmosphärischen Standardbedingung, bei der bspw.
Patm = 101,3 kPa und Tha = 15°C ist. Eine Luftdichtekorrektur wird in Bezug auf das Sollkraftmaschinendrehmoment (die Sollluftmenge) ausgeführt, so dass der Sollaufladungsdruck tP entsprechend dem Sollkraftmaschinendruck (der Sollluftmenge) berechnet wird.
Nachstehend wird die Berechnung des Sollaufladungsdrucks tP, die durch die ECU 50 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf 2 bis 6 beschrieben. Eine Hauptroutine, die in 2 gezeigt ist, wird durch die ECU 50 bei einer jeweiligen vorbestimmten Zeitdauer, wie bspw. 4 msek, ausgeführt.
Wie es in 2 gezeigt ist, wird in Schritt S110 die Sollluftmenge tQa, die eine Massenluftmenge in der atmosphärischen Standardbedingung ist, entsprechend der Beschleunigungseinrichtungsposition AP, die durch den Fahrer betätigt wird, oder dergleichen berechnet. In Schritt S120 wird eine Luftdichte ρ bei einer Bedingung, bei der das Fahrzeug gefahren wird, berechnet. In Schritt S130 wird eine angeforderte Luftmenge bzw. Anforderungsluftmenge tV berechnet. In Schritt S14 wird der Sollaufladungsdruck tP berechnet. Hierbei ist der Sollaufladungsdruck tP in der vorliegenden Umgebung, wie bspw. eine Umgebung in hoher Höhe, erforderlich, um eine Kraftmaschinenleistung zu erzeugen, die äquivalent zu einer Kraftmaschinenleistung bei der atmosphärischen Standardbedingung ist. Nachstehend sind jeweilige Schritte ausführlich beschrieben.
In 3 ist die Routine gezeigt, die in Schritt S110 in 2 zur Berechnung der Sollluftmenge tQa ausgeführt wird. In Schritt S111 werden die Beschleunigungseinrichtungsposition AP, die durch den Fahrer betätigt wird, und die Kraftmaschinengeschwindigkeit Ne gelesen. In Schritt S112 wird die Menge einer Einlassluft (Massenströmungsmenge g/sek) entsprechend einer Einlassluftmengeneigenschaft bzw. einer Einlassluftmengenkennlinie berechnet, die auf der Beschleunigungseinrichtungsposition AP und der Kraftmaschinengeschwindigkeit Ne beruht. In diese Situation ist die Einlassluftmengeneigenschaft bzw. Einlassluftmengenkennlinie eine Luftmengeneigenschaft bzw. Luftmengenkennlinie bei einer gleichmäßigen Betriebsbedingung. Genauer gesagt wird eingeschätzt, dass die Verbrennungskraftmaschine 10 in der gleichmäßigen Betriebsbedingung ist, wenn die Kraftmaschinengeschwindigkeit Ne der Kraftmaschine 10 in einem vorbestimmten Bereich liegt und der Druck Pm in dem Einlassrohr 11 der Kraftmaschine 10 in einem vorbestimmten Bereich liegt.
Die Einlassluftmengeneigenschaft bzw. Einlassluftmengenkennlinie wird bei einer atmosphärischen Standardbedingung (Standardbedingung), bei der bspw. Patm = 101,3 kPa und Tha = 15°C ist, vorbestimmt. In Schritt S113 wird die berechnete Einlassluftmenge in einem Speicher als die Sollluftmenge tQa gespeichert.
In dieser in 3 gezeigten Verarbeitung kann die Massenströmungsmenge der Einlassluft derart berechnet werden, dass eine ursprüngliche Kraftmaschinenleistung bei der atmosphärischen Standardbedingung erzeugt werden kann, so dass die Absicht des Fahrers wiedergegeben wird. Alternativ hierzu kann die Drosselöffnung TA an Stelle der Beschleunigungseinrichtungsposition AP bei dieser Verarbeitung verwendet werden.
Die Routine, die in Schritt S120 gemäß 2 zur Berechnung der Luftdichte ρ ausgeführt wird, ist in 4 ausführlich gezeigt. In Schritt S121 werden der atmosphärische Druck Patm um das Fahrzeug und die Einlasstemperatur Tha der Fahrumgebung gelesen. In Schritt S122 wird die Luftdichte ρ entsprechend einer Gleichung (1) berechnet, die nachstehend angegeben ist, wobei sie auf dem atmosphärischen Druck Patm und der Einlasstemperatur Tha beruht. ρ [kg/m3] = Patm [kPa]/R × Tha_k [k] (1)
Hierbei stellt R die Gaskonstante (R = 0,287 kJ/kg·k) dar. Tha_k stellt einen kelvinreduzierten Wert der Einlasstemperatur Tha dar. Das heißt, die Einlasstemperatur Tha wird durch Tha_k dargestellt, die in Kelvin (K) angegeben ist. In Schritt S123 wird die berechnete Luftdichte ρ in dem Speicher gespeichert.
Die Routine, die in Schritt S130 gemäß 2 zur Berechnung der Anforderungsluftmenge (Anforderungsmenge) tV ausgeführt wird, ist in 5 ausführlich gezeigt. In Schritt S131 werden die Sollluftmenge tQa, die in der in 3 gezeigten Berechnungsroutine S110 berechnet wird, und die Luftdichte ρ, die in der in 4 gezeigten Berechnungsroutine S120 berechnet wird, gelesen. In Schritt S132 wird die Anforderungsluftmenge tV entsprechend einer Gleichung (2), die nachstehend angegeben ist, berechnet, wobei sie auf der Sollluftmenge tQa und der Luftdichte ρ beruht. tV [m3/sek] = tQa [kg/sek]/ρ [kg/m3] (2)
Die Sollluftmenge tQa wird in Gleichung (2) in die Anforderungsluftmenge tV umgewandelt. Die berechnete Anforderungsluftmenge tV wird in dem Speicher gespeichert.
Die Anforderungsluftmenge tV kann direkt der Aufladungseigenschaft bzw. Aufladungskennlinie des Turboladers 30 entsprechen, wenn die Aufladungseigenschaft bzw. die Aufladungskennlinie des Turboladers 30 durch ein Datenkennfeld bzw. eine Datenabbildung definiert ist, das die Luftmenge bei der Standardbedingung angibt, wobei die Anforderungsluftmenge tV als eine volumetrische Größe berechnet wird.
In 6 ist die Routine gezeigt, die in Schritt S140 gemäß 2 zur Berechnung des Sollaufladungsdrucks tP ausgeführt wird. In Schritt S141 werden die Anforderungsluftmenge tV und der atmosphärische Druck Patm, der bei der vorliegenden Bedingung herrscht, gelesen. In Schritt S142 wird ein Solldruckverhältnis, das ein Verhältnis zwischen einem Druck in dem Einlass des Kompressors, d.h. des Turboladers 30 und einem Druck in dem Auslass des Kompressors ist, auf der Grundlage der Anforderungsluftmenge tV, d.h. der angeforderten volumetrischen Luftgröße bei der vorliegenden Bedingung unter Verwendung eines Kompressoreigenschaftsdatenkennfelds des Turboladers 30 berechnet. Hierbei ist das Kompressoreigenschaftsdatenkennfeld vorzugsweise für eine Kompressorgröße, die im Voraus an die Kraftmaschineneigenschaft bzw. Kraftmaschinenkennlinie angepasst ist, um eine Eigenschaft hoher Effektivität zu sein.
In Schritt S143 wird beurteilt, ob das Druckverhältnis größer als ein vorbestimmter Wert α ist. Der vorbestimmte Wert α ist äquivalent zu einer Grenze bei einer Aufladung, die durch den Turbolader 30 ausgeführt wird. Wenn das Druckverhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert α ist, wird das Druckverhältnis innerhalb des vorbestimmten Werts α in Schritt S144 begrenzt, so dass der Turbolader 30 geschützt werden kann.
In Schritt S145 wird ein Druckverlust ΔP, der zwischen dem Luftfilter und dem Einlass des Kompressors verursacht wird, auf der Grundlage der Anforderungsluftmenge pV als Parameter berechnet. Der Druckverlust ΔP ist grundsätzlich proportional zu der volumetrischen Strömungsmenge bzw. -größe, so dass der Druckverlust ΔP berechnet wird, um ein großer Wert zu sein, wenn die Anforderungsluftmenge tV ansteigt.
In Schritt S146 wird der Sollaufladungsdruck tP entsprechend einer Gleichung (3) berechnet, die nachstehend angegeben ist, um die Kraftmaschinenleistung, die durch den Fahrer angefordert wird, und die Luftmenge, d.h. ein Drehmoment, das der Fahrzeugleistung genügt, zu erzeugen. tP [kPa] = (Patm [kPa] – ΔP [kPa]) × Druckverhältnis (3)
Das heißt, ein Einlassdruck des Kompressors, d.h. des Turboladers 30 wird durch (Patm – ΔP) berechnet und mit dem idealen Druckverhältnis multipliziert, so dass der Auslassdruck des Kompressors berechnet wird. Der berechnete Sollaufladungsdruck tP wird in dem Speicher gespeichert. Somit wird der Sollaufladungsdruck tP als ein Aufladungsdruck berechnet, durch den die angeforderte Luftmenge bei der vorliegenden Bedingung des Turboladers 30 komprimiert werden kann.
Somit kann eine Einlassluft auf den Sollaufladungsdruck tP aufgeladen werden, während die Bedingung des Turboladers 30 zu diesem Zeitpunkt wiedergegeben wird.
Nachstehend ist ein Verfahren zur Berechnung einer Motorunterstützungsgröße Vout auf der Grundlage des Sollaufladungsdrucks tP beschrieben. Der Sollaufladungsdruck tP wird in der vorstehend beschriebenen Art und Weise berechnet. Der Turbolader 30 wird unter Verwendung einer unterstützenden Bewegungskraft des Motors 34 durch die Motorunterstützungsgröße Vout zusätzlich zu der Bewegungskraft des Abgases betrieben.
Wie es in 9(a) gezeigt ist, wird im Allgemeinen eine Veränderung der Luftmenge in Bezug auf die Veränderung der Beschleunigungseinrichtungsposition AP in der Drosseleigenschaft bzw. Drosselkennlinie groß, wenn die Drosselöffnung TA klein ist. Folglich ist die Drosselöffnung TA ausgelegt, in Bezug auf die Beschleunigungseinrichtungsposition AP nicht-linear zu sein, so dass die Luftmenge in Bezug auf die Beschleunigungseinrichtungsposition AP linear gesteuert bzw. geregelt werden kann.
Wie es in 9(b) gezeigt ist, kann, wenn sich das Fahrzeug in einer Umgebung in niedriger Höhe befindet und wenn die Drosselöffnung TA 100% ist, die Einlassluft auf die zugehörige maximale Menge gesteuert werden. Wenn sich jedoch das Fahrzeug zu einer Umgebung in hoher Höhe bewegt, nimmt die Luftdichte ρ ab und die maximale Menge der Einlassluft wird begrenzt. Dementsprechend kann, auch wenn die Drosselöffnung TA auf 100 gesteuert wird, die Luftmenge, wie sie bei einem herkömmlichen Turbosystem erforderlich ist, nicht erhalten werden. Als Ergebnis kann die Kraftmaschinenleistung in einer Umgebung in hoher Höhe bei dem herkömmlichen Turbosystem nicht aufrechterhalten werden.
Folglich wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn das Drosselventil 14 in dem vollständig geöffnetem Zustand ist, d.h., wenn die Drosselöffnung TA größer oder gleich 100 ist, und wenn die angeforderte Luftmenge nicht erreicht werden kann, eine Motorunterstützungssteuerung auf der Grundlage der Motorunterstützungsgröße Vout ausgeführt, die entsprechend dem Sollaufladungsdruck tP berechnet wird. Hierdurch kann die Kraftmaschinenleistung in einer Umgebung in hoher Höhe aufrechterhalten werden.
Eine Routine für eine Motorunterstützung, die in 7 gezeigt ist, wird durch die ECU 50 bei einer jeweiligen vorbestimmten Zeitdauer, wie bspw. 4 msek, ausgeführt. In Schritt S201 werden der Sollaufladungsdruck tP und die Einlasstemperatur Tha gelesen. Hierbei wird der Sollaufladungsdruck tP in der Routine gemäß 2 unter Berücksichtigung der derzeitigen Luftdichte ρ berechnet. In Schritt S202 wird eine Turbinendrehgeschwindigkeit (Turbinengeschwindigkeit), die dem derzeitigen Sollaufladungsdruck tP entspricht, entsprechend vorbestimmten Berechnungstabellen der Turbinengeschwindigkeit für eine jeweilige Einlasstemperatur Tha erhalten. In Schritt S203 wird die berechnete Turbinengeschwindigkeit in dem Speicher als eine Sollturbinengeschwindigkeit tNT gespeichert.
In Schritten S204 bis S206 wird beurteilt, ob eine Motorunterstützung ausgeführt werden kann. Genauer gesagt wird in Schritt S204 auf der Grundlage der Kraftmaschinengeschwindigkeit Ne und des Einlassrohrdrucks Pm beurteilt, ob sich das Fahrzeug in einer gleichmäßigen Betriebsbedingung befindet. In Schritt S205 wird beurteilt, ob eine Abweichung ΔPt (ΔPt = tP – P) zwischen dem Sollaufladungsdruck Tp und einem Ist-Aufladungsdruck P größer ist als ein vorbestimmter Wert β. Der Ist-Aufladungsdruck P ist ein Erfassungswert des stromaufwärtsseitigen Drosseldrucksensors 13. Der vorbestimmte Wert β ist ein Schwellenwert zur Beurteilung, ob eine Motorunterstützung erforderlich ist, der auf der Abweichung ΔPt in dem Aufladungsdruck beruht. In Schritt 206 wird beurteilt, ob sich das Drosselventil 14 in dem vollständig geöffnetem Zustand befindet, der dadurch definiert ist, dass die Drosselöffnung TA größer oder gleich 100 ist.
Wenn zumindest eine negative Bestimmung in den Beurteilungen gemäß den Schritten S204 bis S206 erfolgt, wird die Hauptroutine der Motorunterstützung beendet. Wenn in allen Schritten S204 bis S206 positive Bestimmungen getroffen werden, schreitet die Routine zu Schritt S207 voran, in dem die Motorunterstützungsgröße Vout berechnet wird. In Schritt S208 wird ein Signal, das äquivalent zu der Motorunterstützungsgröße Vout ist, an den Motor 34 ausgegeben, um eine Motorleistung, d.h. eine Bewegungskraft zu erzeugen.
In 8 ist eine Routine zur Berechnung der Motorunterstützungsgröße Vout gezeigt. In Schritt S301 wird eine Ist-Turbinengeschwindigkeit NT des Turboladers 30 gelesen. In Schritt S302 wird eine Abweichung ΔNT (ΔNT = tNT – NT) zwischen der Sollturbinengeschwindigkeit tNT und der Ist-Turbinengeschwindigkeit NT berechnet.
In Schritten S303 bis S311 wird die Motorunterstützungsgröße Vout unter Verwendung eines PID-Regelalgorithmus auf der Grundlage der Abweichung ΔNT in der Turbinengeschwindigkeit berechnet. Genauer gesagt werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Proportionalausdruck VP und ein Differentialausdruck VD für die Motorunterstützungsantriebskraft, d.h. die Bewegungskraft bei jeder Zyklusperiode berechnet, wobei ein Integralausdruck VI für die Motorunterstützungsantriebskraft bspw. alle 5 Zyklusperioden berechnet wird.
Genauer gesagt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Schritt S303 auf der Grundlage eines Zykluszählers i beurteilt, ob die Zyklen der Routine zur Berechnung von Vout eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen, wie bspw. 5 Zyklen, erreichen. Wenn der Zykluszähler i größer als 5 ist, schreitet die Routine zu Schritt S304 voran, in dem ein Integralparameter Vit auf der Grundlage der Abweichung ΔNT in der Turbinengeschwindigkeit berechnet wird. In Schritt S305 wird der Integralparameter Vit, d.h. Vit(i) zu dem vorangegangenen Wert VI(i-1) des Integralausdrucks addiert, um den derzeitigen Wert VI(i), d.h. VI des Integralausdrucks zu berechnen, wobei der derzeitige Wert VI(i) in dem Speicher gespeichert wird. In Schritt S306 wird der Zykluszähler i auf 0 zurückgesetzt.
Wenn der Zykluszähler i in Schritt S303 kleiner oder gleich 5 ist, oder nach einer Berechnung des derzeitigen Werts VI des Integralausdrucks, schreitet die Routine zu Schritt S307 voran, in dem der Proportionalausdruck VP für die Motorunterstützungsantriebskraft auf der Grundlage der Abweichung ΔNT in der Turbinengeschwindigkeit berechnet wird. In Schritt S308 werden eine Abweichung DNT (DNT = ΔNT(i) – ΔNT(i-1)) zwischen dem derzeitigen Wert der Abweichung ΔNT, d.h. ΔNT(i) in der Turbinengeschwindigkeit und dem vorangegangenen Wert der Abweichung ΔNT, d.h. ΔNT(i-1) in der Turbinengeschwindigkeit berechnet. In Schritt S309 wird der Differentialausdruck VD für die Motorunterstützungsantriebskraft auf der Grundlage der Abweichung DNT berechnet. In Schritt S310 wird der Zykluszähler i um 1 erhöht bzw. inkrementiert. In Schritt S311 werden die berechneten Wert des Proportionalausdrucks VP, des Differentialausdrucks VD und der derzeitige Wert VI miteinander addiert, so dass die Summe von VP, VD und VI auf die Motorunterstützungsgröße Vout eingestellt wird. Hierbei ist das Berechnungsverfahren der Motorunterstützungsgröße Vout nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren, das den PID-Algorithmus verwendet, begrenzt, und andere Steuerungs- bzw. Regelverfahren und -Algorithmen können bei dem Berechnungsverfahren von Vout angewendet werden.
Das in 10 gezeigte Zeitablaufdiagramm gibt eine Bedingung an, bei der der Fahrer das Beschleunigungspedal derart betätigt, dass das Drosselventil 14 in die vollständig geöffnete Position geht, so dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit nicht abnimmt, wenn das Fahrzeug von einer Umgebung in niedriger Höhe zu einer Umgebung in hoher Höhe aufsteigt.
Das Fahrzeug beginnt mit dem Aufstieg nach Durchlauf der Zeitsteuerung bzw. des Zeitpunkts t1. In diese Situation tritt der Fahrer auf das Beschleunigungspedal, so dass die Drosselöffnung TA auf den zugehörigen maximalen Wert bei dem vollständig geöffneten Zustand ansteigt. Wenn die Drosselöffnung TA ansteigt, steigt der Sollaufladungsdruck tP an. Daneben steigt ebenso die Sollturbinengeschwindigkeit tNT, die auf der Grundlage des Sollaufladungsdrucks tP berechnet wird, an.
Bei einer Zeitsteuerung bzw. einem Zeitpunkt t2 kommt die Ausgangsleistung in die Sättigung, um in einem gleichmäßigen Zustand zu sein, bei dem die Kraftmaschinengeschwindigkeit Ne und der Einlassrohrdruck Pm stabil werden. In dieser Situation sind die Bedingungen zur Ausführung der Motorunterstützung in den Schritten S204 bis S206 erfüllt. Genauer gesagt befindet sich das Fahrzeug in der gleichmäßigen Betriebsbedingung (S204), die Abweichung ΔPt (ΔPt = tP – P) ist größer als der vorbestimmte Wert (S205) und die Drosselöffnung TA ist größer oder gleich 100 (S206). Folglich beginnt eine Berechnung der Motorunterstützungsgröße Vout und die Motorunterstützung startet auf der Grundlage von Vout nach dem Zeitpunkt t2.
Die Drosselöffnung TA kann nach Durchlauf des Zeitpunkts t2 nicht weiter ansteigen; dennoch steigt das Fahrzeug weiter auf, während die Luftdichte ρ allmählich abnimmt. In dieser Situation nehmen, wenn die Motorunterstützung nicht ausgeführt wird und der Aufladungsdruck beibehalten wird, wie er ist, die Kraftmaschinengeschwindigkeit Ne und die Fahrzeuggeschwindigkeit allmählich ab, wie es durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linien in 10 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Motorunterstützungsgröße Vout entsprechend der Abweichung ΔNT (ΔNT = tNT – NT) in der Turbinengeschwindigkeit nach Durchlauf des Zeitpunkts t2 berechnet, wobei die Aufladung durch den Motor 34 auf der Grundlage der Motorunterstützungsgröße Vout unterstützt wird. Hierdurch nimmt der Aufladungsdruck zu, so dass die Kraftmaschinengeschwindigkeit Ne und die Fahrzeuggeschwindigkeit beibehalten werden können. Somit kann ein Fahrzeugfahrzustand in Einklang mit einer Absicht des Fahrers aufrechterhalten werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Verfahren und Strukturen können die nachstehend genannten Effekte bewirkt werden.
Wenn sich die Umgebung um das Fahrzeug ändert, genauer gesagt, wenn sich der atmosphärische Druck und die Temperatur ändern, ändert sich die Luftdichte ρ. In dieser Situation kann herkömmlicherweise die Aufladungsbedingung nicht richtig gesteuert bzw. geregelt werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch eine Veränderung in der Luftdichte ρ in der Umgebung um das Fahrzeug in dem vorstehend beschriebenen Steuerungsverfahren bzw. Regelverfahren und Steuerungsalgorithmus bzw. Regelalgorithmus berücksichtigt. Hierdurch kann, auch wenn sich die Umgebung um das Fahrzeug ändert, die Aufladungsbedingung gesteuert bzw. geregelt werden, wie es der Fahrer beabsichtigt, und die Aufladungsleistung in einer Umgebung in niedriger Höhe kann auch erzeugt werden, wenn das Fahrzeug in einer Umgebung in hoher Höhe gefahren wird. Des Weiteren kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Veränderung in der Umgebung um das Fahrzeug bei der vorstehend beschriebenen Steuerung bzw. Regelung wiedergegeben werden, so dass eine Einstellarbeit zur Anpassung nicht ausgeführt werden muss, so dass eine Arbeitszeit für die Anpassung verringert werden kann.
Daneben wird die Motorunterstützungsgröße Vout auf der Grundlage des Sollaufladungsdrucks tP berechnet, und die Motorunterstützung wird auf der Grundlage der Motorunterstützungsgröße Vout gemäß diesem Ausführungsbeispiel gesteuert. Hierdurch können ein Drehmoment und eine Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechterhalten werden, auch wenn bspw. das Fahrzeug auf eine Umgebung in hoher Höhe aufsteigt und sich die Umgebung um das Fahrzeug ändert. In diesem Fall kann, auch wenn das Fahrzeug zu einer Umgebung in hoher Höhe aufsteigt, das Fahrzeug in einer geeigneten Bedingung ähnlich zu einem Fahrzeug gefahren werden, das in einer Umgebung in niedriger Höhe gefahren wird.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Bedingungen zur Ausführung der Motorunterstützung all die nachstehend genannten Bedingungen. Diese sind, ob das Fahrzeug in der gleichmäßigen Betriebsbedingung ist (S204), ob die Abweichung ΔPt (ΔPt = tP – P) größer als der vorbestimmte Wert ist (S205) und ob die Drosselöffnung TA größer oder gleich 100 ist (S206). Wenn alle vorstehend genannten Bedingungen erfüllt sind, wird die Aufladung unter Verwendung des Motors 34 unterstützt. Im Gegensatz dazu sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Bedingungen zur Ausführung der Motorunterstützung reduziert und die Aufladung wird unter Verwendung des Motors 34 entsprechend der Abweichung ΔNT (ΔNT = tNT – NT) in der Turbinengeschwindigkeit unterstützt.
Eine Routine für eine Motorunterstützung, die in 11 gezeigt ist, wird durch die ECU 50 bei einer jeweiligen vorbestimmten Zeitdauer, wie bspw. 4 msek, ausgeführt.
In Schritt S401 werden der Sollaufladungsdruck tP und die Einlasstemperatur Tha gelesen. Hierbei wird der Sollaufladungsdruck tP in der in 2 gezeigten Routine unter Berücksichtigung der Luftdichte ρ der derzeitigen Umgebung um das Fahrzeug berechnet. In Schritt S402 wird die Turbinengeschwindigkeit, die dem derzeitigen Sollaufladungsdruck tP entspricht, entsprechend den vorbestimmten Berechnungstabellen der Turbinengeschwindigkeit für eine jeweilige Einlasstemperatur Tha erhalten. Das heißt, die Berechnungstabellen der Turbinengeschwindigkeit werden für jede Einlasstemperatur Tha, wie bspw. 0°C, 10°C und 20°C vorbereitet. In Schritt S403 wird die berechnete Turbinengeschwindigkeit in dem Speicher als die Sollturbinengeschwindigkeit tNT gespeichert.
In Schritt S404 wird die Motorunterstützungsgröße Vout berechnet. Die Berechnung der Motorunterstützungsgröße Vout in Schritt S404 ist äquivalent zu der Berechnung, die vorstehend unter Bezugnahme auf 8 beschrieben ist. In Schritt S405 wird das Signal, das äquivalent zu der Motorunterstützungsgröße Vout ist, an den Motor 34 ausgegeben, um eine Motorleistung, d.h. eine Bewegungskraft zu erzeugen.
In dem in 12 gezeigten Zeitablaufdiagramm ist eine Bedingung angegeben, bei der sich das Fahrzeug von einer Umgebung in niedriger Höhe zu einer Umgebung in hoher Höhe bewegt. In diesem Fall wird die Motorunterstützung ab dem Beginn des Aufsteigens unterschiedlich zu dem in 10 gezeigten Betrieb ausgeführt.
Das Fahrzeug beginnt mit dem Aufstieg nach Durchlauf einer Zeitsteuerung bzw. eines Zeitpunkts t11, wobei der Fahrer auf das Beschleunigungspedal tritt, so dass die Beschleunigungseinrichtungsposition AP zunimmt und die Drosselrichtung TA zunimmt. Wenn die Drosselöffnung TA zunimmt, nimmt ein Solldrehmoment in der Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t11 und einem Zeitpunkt t12 zu. Hierbei wird das Solldrehmoment auf der Grundlage der Beschleunigungseinrichtungsposition AP in Bezug auf einen Standard berechnet, bei dem das Fahrzeug in eine Umgebung in niedriger Höhe gefahren wird.
In dieser Situation nimmt, wenn die Drosselöffnung TA zunimmt, der Sollaufladungsdruck tP entsprechend der Drosselöffnung TA zu. Daneben nimmt ebenso die Sollturbinengeschwindigkeit tNT entsprechend dem Anstieg des Sollaufladungsdrucks tP zu. Die Motorunterstützungsgröße Vout wird entsprechend der Abweichung ΔNT (ΔNT = tNT – NT) in der Turbinengeschwindigkeit berechnet und die Aufladung wird durch den Motor 34 auf der Grundlage der Motorunterstützungsgröße Vout unterstützt. Hierdurch wird ein Drehmoment durch die Motorunterstützung verbessert, so dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit beibehalten werden kann, auch wenn das Fahrzeug auf einen umgrenzten Raum in hoher Höhe aufsteigt und die Luftdichte ρ abnimmt.
In dieser Situation weicht, wie es durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linien in 12 gezeigt ist, wenn die Motorunterstützung nach Durchlauf des Zeitpunkts t11 nicht ausgeführt wird, das Ist-Drehmoment von dem Solldrehmoment ab und die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt allmählich ab, da das Fahrzeug auf eine hohe Höhe aufsteigt und die Luftdichte ρ abnimmt. Im Gegensatz dazu wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Motorunterstützung nach Durchlauf des Zeitpunkts t11 ausgeführt, so dass eine Abnahme des Drehmoments, die auf Grund einer Abnahme der Luftdichte ρ auftritt, kompensiert wird, so dass die Fahrzeugfahrbedingung in Einklang mit der Absicht des Fahrers aufrechterhalten werden kann.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann, auch wenn das Fahrzeug auf eine Umgebung in hoher Höhe aufsteigt, das Fahrzeug in einer geeigneten Bedingung, wie bspw. einer Bedingung, bei der das Fahrzeug in einer Umgebung in niedriger Höhe gefahren wird, ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel gefahren werden. Insbesondere muss gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Fahrer die Beschleunigungseinrichtungsposition nicht übermäßig betätigen, wobei ebenso das Fahrzeug, auch wenn das Fahrzeug in einer Umgebung in hoher Höhe gefahren wird, ähnlich gefahren werden kann, wie wenn das Fahrzeug in einer Umgebung in niedriger Höhe gefahren wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt.
In Schritt S142 der Routine zur Berechnung des Sollaufladungsdrucks tP, die in 6 gezeigt ist, wird das Druckverhältnis, das ein Verhältnis zwischen dem Druck in dem Einlass des Kompressors und dem Druck in dem Auslass des Kompressors ist, auf der Grundlage der Anforderungsluftmenge tV berechnet. In diesem Zustand kann die Einlasstemperatur Tha als Parameter zur Berechnung des Sollaufladungsdrucks tP zusätzlich zu der Anforderungsluftmenge tV verwendet werden. In diesem Fall werden vorzugsweise vorbestimmte Kompressoreigenschaftsdatenkennfelder des Turboladers 30 für jeweilige Einlasstemperaturen Tha vorbereitet. Das heißt, die Eigenschaftsdatenkennfelder des Turboladers 30 können für eine jeweilige Einlasstemperatur Tha vorbereitet werden. Hierdurch kann der Sollaufladungsdruck tP genauer berechnet werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Standardbedingung für die Steuerung bzw. Regelung der Aufladung auf die atmosphärische Standardbedingung eingestellt, wie bspw. Patm = 101,3 kPa und Tha = 15°C. Diese Standardbedingung kann jedoch geändert werden. Selbst wenn beliebige Bedingungen als die Standardbedingung verwendet werden, kann das Fahrzeug für den Fahrer ähnlich betrieben werden, solange die Aufladung auf der Grundlage einer spezifischen Standardbedingung gesteuert bzw. geregelt wird.
Es ist zu verstehen, dass, während die Verarbeitungen der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hier so beschrieben worden sind, dass sie eine spezifische Abfolge von Schritten umfassen, weitere alternative Ausführungsbeispiele, die verschiedene andere Abfolgen dieser Schritte und/oder zusätzliche Schritte umfassen, die hier nicht offenbart sind, innerhalb der Schritte der vorliegenden Erfindung liegen sollen.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen können auf unterschiedliche Weise bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Wie es vorstehend beschrieben ist, setzt eine Steuerungsvorrichtung, die mit einer Kraftmaschine (10) mit einer Aufladungsvorrichtung (30) verbunden ist, eine Einlassluft unter Druck, um eine Effektivität einer Einsaugung zu verbessern. Eine Sollwertberechnungseinrichtung (S110-S113) berechnet eines von einem Solldrehmoment in einer Standardbedingung und einer Sollgröße bzw. Sollmenge (tQa) in der Standardbedingung, die im Voraus eingestellt wird. Eine Luftdichteberechnungseinrichtung (S120-S123) berechnet eine Luftdichte (ρ) entsprechend einer vorliegenden Betriebsumgebung. Eine Anforderungswertberechnungseinrichtung (S130-S132) berechnet eine Anforderungsgröße bzw. angeforderte Menge (tV) entsprechend der Luftdichte (ρ) und einem des Solldrehmoments in der Standardbedingung und der Sollgröße bzw. Sollmenge (tQa) in der Standardbedingung. Eine Solldruckberechnungseinrichtung (S140-S146) berechnet einen Sollaufladungsdruck (pT) entsprechend der Anforderungsgröße (tV), die unter Verwendung der Anforderungswertberechnungseinrichtung (S130-S132) berechnet wird, und einer Aufladungseigenschaft bzw. Aufladungskennlinie der Aufladungsvorrichtung (30).

Claims

Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10), die eine Aufladungsvorrichtung (30) aufweist, um eine Einlassluft unter Druck zu setzen, um eine Effektivität einer Einsaugung in die Verbrennungskraftmaschine (10) zu verbessern, wobei die Steuerungsvorrichtung gekennzeichnet ist durch: eine Sollwertberechnungseinrichtung (S110-S113), die eines von einem Solldrehmoment in einer Standardbedingung und einer Sollgröße (tQa) in der Standardbedingung berechnet, wobei die Standardbedingung im Voraus eingestellt wird, eine Luftdichteberechnungseinrichtung (S120-S123), die eine Luftdichte (ρ) entsprechend einer derzeitigen Betriebsumgebung der Verbrennungskraftmaschine (10) berechnet, eine Anforderungswertberechnungseinrichtung (S130-S132), die eine Anforderungsgröße (tV) entsprechend der Luftdichte (ρ) und eines des Solldrehmoments in der Standardbedingung und der Sollgröße (tQa) in der Standardbedingung berechnet, und eine Solldruckberechnungseinrichtung (S140-S146), die einen Sollaufladungsdruck (tP) entsprechend der Anforderungsgröße (tV), die unter Verwendung der Anforderungswertberechnungseinrichtung (S130-S132) berechnet wird, und einer Aufladungseigenschaft der Aufladungsvorrichtung (30) berechnet.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sollwertberechnungseinrichtung (S110-S113) das eine des Solldrehmoments in der Standardbedingung und der Sollgröße (tQa) in der Standardbedingung entsprechend einer Kraftmaschinengeschwindigkeit (Ne) der Verbrennungskraftmaschine (10) und einer einer Beschleunigungseinrichtungsposition (AP) und eines Drosselöffnungsgrades (TA) berechnet, wobei die Beschleunigungseinrichtungsposition (AP) durch einen Fahrer betätigt wird und der Drosselöffnungsgrad (TA) entsprechend der Beschleunigungseinrichtungsposition (AP) betätigt wird.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anforderungswertberechnungseinrichtung (S130-S132) die Anforderungsgröße (tV) entsprechend der Luftdichte (ρ) und eines des Solldrehmoments in der Standardbedingung und der Sollgröße (tQa) in der Standardbedingung berechnet und die Anforderungsgröße (tV) eine volumetrische Größe in der Standardbedingung ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Solldruckberechnungseinrichtung (S140-S146) den Sollaufladungsdruck (tP) berechnet, auf den die Anforderungsgröße (tV) der Luft in einer vorliegenden Bedingung der Aufladungsvorrichtung (30) aufgeladen werden kann.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verbrennungskraftmaschine (10) eine Hilfsenergieeinheit (34) umfasst, die der Aufladungsvorrichtung (30) eine Hilfsenergie hinzufügt, wobei die Steuerungsvorrichtung gekennzeichnet ist durch: eine Unterstützungsgrößeberechnungseinrichtung (S201-S208, S401-S405), die eine Unterstützungsgröße (Vout) der Hilfsleistungseinheit (34) entsprechend dem Sollaufladungsdruck (tP) berechnet, der durch die Solldruckberechnungseinrichtung (S140-S146) berechnet wird, wobei die Hilfsenergieeinheit (34) entsprechend der Unterstützungsgröße (Vout) betrieben wird.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch: eine Einrichtung (S206), die beurteilt, ob ein Drehmoment durch den Fahrer, der die Beschleunigungseinrichtungsposition (AP) betätigt, vergrößert werden kann, wobei, wenn das Drehmoment durch den Fahrer, der die Beschleunigungseinrichtungsposition (AP) betätigt, nicht vergrößert werden kann, die Hilfsenergieeinheit (34) betrieben wird.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Hilfsenergieeinheit (34) betrieben wird, wenn alle der nachstehenden Bedingungen erfüllt sind: die Verbrennungskraftmaschine (10) befindet sich in einer gleichmäßigen Betriebsbedingung, der Sollaufladungsdruck (tP) und ein Ist-Aufladungsdruck (P) weisen eine Abweichung (ΔPt) zwischen sich auf, wobei die Abweichung (ΔPt) größer als ein vorbestimmter Wert ist, und der Drosselöffnungsgrad (TA) ist größer oder gleich 100.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Verbrennungskraftmaschine (10) sich in einer gleichmäßigen Betriebsbedingung befindet, wenn alle der nachstehend genannten Bedingungen erfüllt sind: eine Kraftmaschinengeschwindigkeit (Ne) der Verbrennungskraftmaschine (10) liegt in einem vorbestimmten Bereich und ein Druck (Pm) in einem Einlassrohr (11) der Verbrennungskraftmaschine (10) liegt in einem vorbestimmten Bereich.