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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für einen
Verbrennungsmotor, der einen Turbolader hat.
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Herkömmlicherweise
ist ein Turbolader an einem Verbrennungsmotor für ein Verbessern einer Effizienz
der Einlassluft vorgesehen, wodurch die Leistung des Verbrennungsmotors
erhöht
wird. Im Speziellen werden ein Zielladedruck und ein maximaler Ladedruck
unter Berücksichtigung
eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors und eines Zustands
eines Getriebes in dem Verbrennungsmotor mit dem Turbolader korrigiert.
Zum Beispiel wird in JP-A-10-37753 eine Einlasslufttemperatur des
Verbrennungsmotors erfasst, so dass ein Standardzielladedruck und
ein maximaler Ladedruck gemäß dem Erfassungswert
der Temperatur korrigiert werden. In JP-A-2000-248953 wird ein Übersetzungsverhältniskorrekturkoeffizient
gemäß einem Übersetzungsverhältnis des
Getriebes eingestellt. Ein Standardzielladedruck, der einem Turbozustand
eines Turboladers entspricht, wird unter Verwendung des Übersetzungsverhältniskorrekturkoeffizienten
korrigiert, um einen Zielladedruck einzustellen.
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Jedoch
werden in den zuvor beschriebenen Operationen ein Zielladedruck
und ein maximaler Ladedruck ungeachtet von Komponenten des Fahrzeugs
eingestellt. Eine Korrektur oder dergleichen bezüglich dem maximalen Ladedruck
wird durchgeführt,
soweit es erforderlich ist. In der Realität hat ein Fahrzeug jedoch eine
Vielzahl von Komponenten, und ein geeigneter maximaler Ladedruck
ist unterschiedlich in Abhängigkeit
von der Konstruktion des Fahrzeugs. Als eine Folge kann in der vorstehenden Operation
der maximale Ladedruck nicht geeignet eingestellt werden. Im Speziellen
ist ein Fahrzeug aus Komponenten, wie ein Verbrennungsmotor, ein Getriebe,
ein Turbolader und dergleichen aufgebaut. Ein optimaler Ladedruck
unterscheidet sich für
die jeweiligen Komponenten. Demzufolge können ein Übermaß und Defizit des Ladedrucks
in einem Fahrzeugsystem auftreten.
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Wenn
eine Vielfalt von Fahrzeugentypen erweitert wird, können sich
Fahrzeugkomponenten wie ein Getriebe und ein Turbolader ändern, ohne
dass der Motor geändert
wird. In diesem Fall, wenn nur ein maximaler Ladedruck eingestellt
ist und eine Korrektur bezüglich
dem einen maximalen Ladedruck durchgeführt wird, kann eine Anpassung
nötig sein aufgrund
einer Modifikation der Fahrzeugkomponenten. Zusätzlich kann auch eine Korrektur
bezüglich einer Änderung
der Umwelt (Umgebungsbedingungen) auch nötig sein. Als eine Folge können Anpassungsarbeiten
erhöht
sein.
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In
Anbetracht des Vorstehenden und anderer Probleme ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ein Steuergerät für einen Verbrennungsmotor zu
produzieren, der einen Turbolader hat, wobei das Steuergerät einen
Ladezustand geeignet einstellen kann.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät für einen
Verbrennungsmotor verwendet. Der Verbrennungsmotor hat einen Turbolader,
der Einlassluft unter Druck setzt. Das Steuergerät steuert einen Ladezustand
des Turboladers gemäß einer
Vielzahl von Ladedruckeinstellwerten. Das Steuergerät hat eine
Einstelleinrichtung und eine Bestimmungseinrichtung. Die Einstelleinrichtung
stellt jeden von der Vielzahl von Ladedruckeinstellwerten für jede von
einer Vielzahl von Fahrzeugkomponenten gemäß einem Betriebszustand ein.
Die Vielzahl von Fahrzeugkomponenten hat wenigstens den Verbrennungsmotor.
Die Bestimmungseinrichtung bestimmt einen endgültigen Ladedruckeinstellwert
gemäß der Vielzahl
von Ladedruckeinstellwerten.
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Alternativ
wird ein Steuergerät
für den
Verbrennungsmotor verwendet. Das Steuergerät hat eine Hauptsteuereinheit,
die ein Ladezustand des Turboladers gemäß einer Vielzahl von Ladedruckeinstellwerten
steuert. Die Hauptsteuereinheit hat eine Ladezustandssteuereinrichtung
und eine Überwachungseinstelleinrichtung.
Die Ladezustandssteuereinrichtung stellt die Vielzahl von Ladedruckeinstellwerten
gemäß einem
Betriebszustand ein. Die Überwachungseinstelleinrichtung
stellt einen Überwachungswert
des Ladedrucks für
jede von einer Vielzahl von Fahrzeugkomponenten ein, die beeinflusst werden,
wenn der Turbolader in einem Ladezustand ist, in dem der Ladedruck
hoch ist. Die Hauptsteuereinheit beschränkt einen Bereich der Vielzahl
von Ladedruckeinstellwerten gemäß dem Überwachungswert
jeweils für
den Betriebszustand.
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In
der vorstehenden Operation können
die Bestimmungseinrichtung und die Überwachungseinstelleinrichtung
geeignet den endgültigen
Ladedruckeinstellwert gemäß den Ladedruckeinstellwerten
bestimmen, sogar wenn z.B. Verläufe
von optimalen Werten der Ladedruckeinstellwerte bezüglich den Betriebszuständen voneinander
verschieden sind für jeweilige
Fahrzeugkomponenten. Deshalb kann verhindert werden, dass ein Problem
wie ein Überschuss
und Defizit des Ladadrucks auftritt. Somit können Fahrzeugkomponenten in
verschiedenen Betriebszuständen
zuverlässig
geschützt
werden.
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Die
vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden offensichtlicher von der folgenden detaillierten Beschreibung,
die mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht ist. In den
Zeichnungen ist:
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1 ein
schematisches Diagramm, das ein Steuergerät für einen Verbrennungsmotor gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Blockdiagramm, das eine Berechungslogik des Steuergeräts gemäß der Ausführungsform
zeigt;
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3 ein
Blockdiagramm, das ein erstes Berechnungselement der Berechnungslogik
des Steuergeräts
gemäß der Ausführungsform
zeigt;
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4 ein
Blockdiagramm, das ein zweites Berechnungselement der Berechnungslogik
des Steuergeräts
gemäß der Ausführungsform
zeigt;
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5 ein
Blockdiagramm, das ein drittes Berechnungselement der Berechnungslogik
des Steuergeräts
gemäß der Ausführungsform
zeigt;
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6 ein
Flussdiagramm, das einen ersten Abschnitt einer Berechnungsroutine
eines maximalen Ladedrucks zeigt; und
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7 ein
Flussdiagramm, das einen zweiten Abschnitt der Berechnungsroutine
des maximalen Ladedrucks zeigt.
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(Ausführungsform)
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Wie
in 1 gezeigt ist, hat ein Verbrennungsmotor 10 ein
Einlassrohr (Einlasspassage) 11 in dem ein Drosselventil 14 vorgesehen
ist. Der Öffnungsgrad
des Drosselventils 14 wird unter Verwendung eines Drosselbetätigungselements 15,
wie ein DC-Motor, betätigt
bzw. verstellt,. Das Drosselbetätigungselement 15 dient
als eine Drosselöffnungssteuereinrichtung.
Das Drosselventil 14 dient als eine Einlassluftsteuereinrichtung.
Das Drosselbetätigungselement 15 beherbergt
einen Sensor für
ein Erfassen eines Öffnungsgrads
(Drosselöffnung)
des Drosselventils 14. Ein Ladedrucksensor 12 und
ein Einlasstemperatursensor 13 sind stromaufwärts des
Drosselventils 14 vorgesehen. Der Ladedrucksensor 12 erfasst
einen Druck stromaufwärts
des Drosselventils 14. D.h. der Ladedrucksensor 12 erfasst
Ladedruck eines Turboladers (Ladevorrichtung) 30. Der Einlasstemperatursensor 13 erfasst
eine Temperatur von Einlassluft stromaufwärts des Drosselventils 14.
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Ein
Ausgleichsbehälter 16 ist
stromaufwärts des
Drosselventils 14 vorgesehen. Der Ausgleichsbehälter 16 hat
einen Einlassdrucksensor 17 für ein Erfassen eines Drucks
(Einlassdrucks) von Einlassluft stromabwärts des Drosselventils 14.
Der Ausgleichsbehälter 16 ist
mit einem Einlassverteiler 18 verbunden für ein Einleiten
von Luft in jeweilige Zylinder des Verbrennungsmotors 10.
Kraftstoffventile 19 sind jeweils in der Umgebung der Einlassanschlüsse der
Zylinder in dem Einlassverteiler 18 vorgesehen. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 19 wird
unter Verwendung eines Solenoids für ein Einspritzen von Kraftstoff
in die entsprechenden Einlassanschlüsse betätigt.
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Jeder
Einlassanschluss des Verbrennungsmotors 10 hat ein Einlassventil 21.
Jeder Auslassanschluss des Verbrennungsmotors 10 hat ein
Auslassventil 22. Ein Gasgemisch von Luft und Kraftstoff
wird in eine Verbrennungskammer 23 durch Öffnen des Einlassventils 21 eingeleitet.
Nach einem Verbrennen des Gasgemischs wird Abgas zu dem Auslassrohr 24 durch Öffnen des
Auslassventils 22 ausgelassen. Eine Zündkerze 25 ist an
einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 10 vorgesehen.
Hochspannung wird zu der Zündkerze 25 über eine
Zündungsvorrichtung
bei einer vorbestimmten Zündzeitabstimmung
aufgebracht. Die Zündvorrichtung
besteht aus einer Zündspule
(nicht dargestellt) und dergleichen. Gegenüberliegende Elektroden der
Zündkerze 25 funken
durch Aufbringen der Hochspannung, so dass ein Gasgemisch, das in
die Verbrennungskammer 23 eingeleitet wird, gezündet und
verbrannt wird.
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Der
Verbrennungsmotor 10 hat einen Zylinderblock, an dem ein
Wassertemperatursensor 26 und ein Kurbelwinkelsensor 27 vorgesehen
sind. Der Wassertemperatursensor 26 erfasst eine Temperatur (Wassertemperatur)
von Kühlwasser
des Verbrennungsmotors 10. Wenn sich der Verbrennungsmotor 10 dreht, überträgt der Kurbelwinkelsensor 27 ein rechteckiges
Kurbelwinkelsignal bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel, wie 30°CA (Kurbelwinkel).
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Der
Turbolader 30 ist zwischen dem Einlassrohr 11 und
dem Auslassrohr 24 vorgesehen. Der Turbolader 30 dient
als eine Aufladungseinrichtung. Der Turbolader 30 hat ein
Verdichterrad 31 und ein Turbinenrad 32. Das Verdichterrad 31 ist
in dem Einlassrohr 11 vorgesehen. Das Turbinenrad 32 ist
in dem Auslassrohr 24 vorgesehen. Das Verdichterrad 31 ist
mit dem Turbinenrad über
eine Rotationswelle 33 verbunden. Der stromaufwärtige und
der stromabwärtige
Bereich des Turbinenrads 32 in der Auslasspassage 24 sind
durch eine Ungehungspassage 36 verbunden. Die Umgehungspassage 36 hat
ein Druckregelventil (Waste-Gate-Ventil WGV) 37.
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Das
Turbinenrad 32 wird in dem Turbolader 30 durch
Abgas gedreht, das durch das Auslassrohr 24 strömt. Die
Rotationskraft des Turbinenrads 32 wird über die
Rotationswelle 33 auf das Verdichterrad 31 übertragen.
Somit setzt das Verdichterrad 31 Einlassluft unter Druck,
d.h. es komprimiert Einlassluft, die durch das Einlassrohr 11 strömt, so dass
der Turbolader 30 Einlassluft auflädt. In diesem Zustand wird eine übermäßige Aufladung
durch Öffnen
des Druckregelventils 37 beschränkt bzw. verhindert.
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Luft,
die durch den Turbolader 30 aufgeladen wurde, wird unter
Verwendung eines Zwischenkühlers 38 gekühlt, und
anschließend
wird die Luft zu dem stromabwärtigen
Bereich des Zwischenkühlers 38 eingeleitet.
Einlassluft wird in dem Zwischenkühler 38 gekühlt, so
dass eine Ladeeffizienz verbessert ist.
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Ein
Luftmengenmesser 41 und ein Einlasstemperatursensor 42 sind
stromaufwärts
des Turboladers 30 für
ein Erfassen einer Strömungsmenge (Einlassluftmenge)
von Einlassluft und einer Temperatur von Einlassluft stromaufwärts des
Turboladers 30 vorgesehen. Des Weiteren ist in diesem Steuersystem
ein Beschleunigungselementpositionssensor 43 für ein Erfassen
einer Beschleunigungselementposition vorgesehen, die durch einen
Fahrer betätigt bzw.
eingestellt wird, und ein Atmosphärendrucksensor 44 ist
für ein
Erfassen eines Atmosphärendrucks vorgesehen.
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Eine
Motor-ECU (Hauptsteuereinheit, Ladezustandssteuereinrichtung) 50 ist
aus einem Mikrocomputer aufgebaut, der eine CPU, einen ROM, einen
RAM, und dergleichen hat. Die Motor-ECU 50 führt verschiedene
Steuerprogramme aus, die in dem ROM gespeichert sind, so dass die
Motor-ECU 50 verschiedene Steuerungen des Verbrennungsmotors 10 gemäß einem
Betriebszustand (Motorbetriebszustand) des Verbrennungsmotors 10 in
geeigneter Weise durchführt.
Im Speziellen gibt die Motor-ECU 50 verschiedene Erfassungssignale
von den verschiedenen Sensoren ein. Die Motor-ECU 50 berechnet
eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Zündzeitabstimmung, und dergleichen
gemäß den verschiedenen
Erfassungssignalen, die regelmäßig in die
Motor-ECU 50 eingegeben werden, so dass die Motor-ECU 50 die
Kraftstoffeinspritzventile 19, die Zündkerzen 25, und dergleichen
steuert.
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Das
Fahrzeug hat ein automatisches Getriebe 60, das z.B. hydraulisch
betrieben wird. Das automatische Getriebe 60 hat einen
Drehmomentwandler 61 und einen Getriebeteil 62.
Der Drehmomentwandler 61 führt eine Kupplungsbetätigung und
eine Drehmomentwandlung durch. Der Getriebeteil 62 ist
aus einer Vielzahl von Getriebezügen
für ein
Durchführen eines
Gangwechsels aufgebaut. Der Verbrennungsmotor 10 erzeugt
eine Antriebskraft, die zu dem Getriebeteil 62 über den
Drehmomentwandler 61 übertragen
wird. Anschließend
wird die Antriebskraft über den
Getriebeteil 62 bei einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis übertragen,
so dass die Antriebskraft zu einer Antriebswelle 63 ausgegeben
wird.
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Der
Getriebeteil 62 hat ein hydraulisches Schaltventil 64,
das ein Hydraulikventil hat. Eine Getriebe-ECU 70 steuert
das Hydraulikventil des Schaltventils 64, um eine Verstell-
bzw. Schaltposition gemäß einem
momentanen Betriebszustand (Fahrzeugbetriebszustand) des Fahrzeugs
und dergleichen auszuwählen,
wodurch ein Gangwechsel in geeigneter Weise durchgeführt wird.
Das Automatisches Getriebe 60 hat verschiedene Sensoren,
wie einen Turbinensensor 65, einen Hydrauliktemperatursensor 66,
und einen Geschwindigkeitssensor 67. Der Turbinensensor 65 erfasst
eine Rotation einer Turbine des Drehmomentwandlers 61.
D.h. der Turbinensensor 65 erfasst eine Rotationsgeschwindigkeit
(Turbinenrotationsgeschwindigkeit), die zu dem Getriebeteil 62 eingegeben
wird. Der Hydrauliktemperatursensor 66 erfasst eine Temperatur
(Getriebeöltemperatur)
von Betriebsöl
des hydraulischen Schaltventils 64. Der Geschwindigkeitssensor 67 erfasst
eine Geschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeugs gemäß einer
Drehung der Antriebswelle 63.
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Erfassungssignale
der verschiedenen Sensoren werden zu der Getriebe-ECU 70 eingegeben.
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Die
Motor-ECU 50 ist mit der Getriebe-ECU 70 verbunden,
um miteinander kommunizieren können.
Im Speziellen kann Information von einer von der Motor-ECU 50 und
der Getriebe-ECU 70 zu der jeweils anderen über eine
vorbestimmte Kommunikationseinrichtung, wie ein Netzwerksystem in
dem Fahrzeug (nicht dargestellt), übertragen werden. Im Speziellen überträgt die Motor-ECU 50 Information bezüglich einer
Rotationsgeschwindigkeit (Motorrotationsgeschwindigkeit) des Verbrennungsmotors,
einer Last und dergleichen. Die Getriebe-ECU 70 überträgt Information
bezüglich
der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Getriebeöltemperatur, und dergleichen.
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Ein
Ladezustand des Turboladers 30 wird gemäß dem Motorbetriebszustand
und dergleichen in geeigneter Weise eingestellt. Ein oberer Grenzwert (Maximalladedruck)
ist für
den Ladedruck eingestellt, um zu verhindern, dass sich der Ladedruck übermäßig erhöht. In dieser
Ausführungsform
wird ein Maximalladedruck P1, P2 und P3 für Fahrzeugkomponenten wie den
Verbrennungsmotor 10, den Turbolader 30, und das
automatisches Getriebe 60 eingestellt. Die Maximalladedrücke P1,
P2 und P3 sind Ladedrücke,
die für
Fahrzeugkomponenten zulässig
sind. Ein endgültiger
Maximalladedruck (endgültiger
Ladedruckeinstellwert, Überwachungswert)
Pmax wird auf Basis der Maximalladedrücke P1, P2 und P3 bestimmt.
Jedes von dem Verbrennungsmotor 10, dem Turbolader 30 und
dem automatisches Getriebe 60 entspricht einer Fahrzeugkomponente,
die beeinflusst wird, wenn der Ladezustand des Turboladers in einem
Hoch-Ladedruckzustand
ist. D.h., wenn ein Betriebszustand der Fahrzeugkomponente geändert wird,
hängt der
Betriebszustand der Fahrzeugkomponente mit dem Ladezustand zusammen.
Die Fahrzeugkomponente ist eine ladezustandsbezogene Komponente.
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Wie
in 2 gezeigt ist, sind erste, zweite und dritte Ladedruckberechnungselemente
M11 bis M13 als Berechnungsblöcke
für eine
Berechnung des Maximalladedrucks vorgesehen. Das erste Ladedruckberechnungselement
(erstes Berechnungselement) M11 stellt den Maximalladedruck P1 für den Verbrennungsmotor 10 ein.
Das zweite Ladedruckberechnungselement (zweites Berechnungselement) M12
stellt den Maximalladedruck P2 für
den Turbolader 30 ein. Das dritte Ladedruckberechnungselement (drittes
Berechnungselement) M13 stellt den Maximalladedruck P3 für das automatische
Getriebe 60 ein. Ein endgültiges Vergleichselement M14
vergleicht die Werte der Maximalladedrücke P1, P2, P3 miteinander,
so dass das endgültige
Vergleichselement M14 den kleinsten Wert der Maximalladedrücke P1,
P2, P3 als den endgültigen
Maximalladedruck Pmax bestimmt. Das erste, zweite und dritte Ladedruckberechnungselement
M11 bis M13 dient jeweils als eine Einstelleinrichtung. Das endgültige Vergleichselement
M14 dient als eine Bestimmungseinrichtung und eine Überwachungseinstelleinrichtung.
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Wie
in 3 gezeigt ist, berechnet ein erstes Berechnungselement
M11 einen Standard-Maximalladedruck für den Verbrennungsmotor 10 unter
Verwendung der Motordrehzahl (REV.) als einen Basisparameter. Des
Weiteren berechnet das erste Berechnungselement M11 einen Korrekturkoeffizienten (Wassertemperaturkoeffizient)
der Wassertemperatur, einen Korrekturkoeffizienten (Einlasstemperaturkoeffizient)
der Einlasstemperatur und einen Korrekturkoeffizienten (Atmosphärendruckkoeffizient)
des Atmosphärendrucks,
unter Verwendung der Wassertemperatur, der Einlasstemperatur und
des Atmosphärendrucks
als Korrekturparameter. Zusätzlich
berechnet das erste Berechnungselement M11 einen Korrekturkoeffizienten
(KCS-Koeffizient),
der einem Steuerumfang einer Zündzeitabstimmungssteuerung für ein Beschränken von
Motorklopfen in einem Klopfsteuersystem entspricht. Das erste Berechnungselement
M11 multipliziert den Standard-Maximalladedruck
für den
Verbrennungsmotor 10 mit diesen Korrekturkoeffizienten,
um den Maximalladedruck P1 für
den Verbrennungsmotor 10 zu berechnen. Das erste Berechnungselement
M11 kann eine Temperatur (Schmieröltemperatur) des Schmieröls des Verbrennungsmotors 10 als
einen Korrekturparameter verwenden, anstelle der Wassertemperatur.
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Die
jeweiligen Kennfelddaten, die in 3 gezeigt
sind, für
ein Berechnen des Wassertemperaturkoeffizienten, des Einlasstemperaturkoeffizienten und
des Atmosphärendruckkoeffizienten
werden durch Anpassung (Adaptation) eingestellt (Anpassungsarbeit).
Im Speziellen wird, wenn die Wassertemperatur in einer vorbestimmten
niedrigen Region oder in einer vorbestimmten hohen Region ist, der Wassertemperaturkoeffizient
klein eingestellt. Wenn die Einlasstemperatur in einer vorbestimmten
niedrigen Region oder in einer vorbestimmten hohen Region ist, wird
der Einlasstemperaturkoeffizient klein eingestellt. Wenn der Atmosphärendruck
gleich oder geringer als ein Standarddruck (101,3 kPA) ist, wird
der Atmosphärendruckkoeffizient
klein eingestellt.
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Wie
in 4 gezeigt ist, berechnet das zweite Berechnungselement
M12 den Standard-Maximalladedruck für den Turbolader 30 unter
Verwendung einer Menge (Einlassluftmenge) von Einlassluft als einen
Basisparameter. Des Weiteren berechnet das zweite Berechnungselement
M12 einen weiteren Atmosphärendruckkoeffizienten,
einen weiteren Einlasstemperaturkoeffizienten und einen weiteren
Wassertemperaturkoeffizienten unter Verwendung des Atmosphärendrucks,
der Einlasstemperatur und der Wassertemperatur als Korrekturparameter.
Das zweite Berechnungselement M12 multipliziert den Standard-Maximalladedruck
für den
Turbolader 30 mit diesen Korrekturkoeffizienten, um den
Maximalladedruck P2 für
den Turbolader 30 zu berechnen.
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Die
jeweiligen Kennfelddaten, die in 4 gezeigt
sind, für
ein Berechnen des Atmosphärendruckskoeffizienten,
des Einlasstemperaturkoeffizienten und des Wassertemperaturkoeffizienten
werden durch Anpassung eingestellt.
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Im
Speziellen wird in dieser Anpassung (Anpassungsarbeit) der vorstehende
Koeffizient, der dem Korrekturparameter entspricht, von den Kennfelddaten
(Datenkennfeld) gefunden.
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Genauer
gesagt wird, wenn der Atmosphärendruck
gleich oder geringer als der Standarddruck (101,3 kPA) ist, der
Atmosphärendruckkoeffizient klein
eingestellt. Wenn die Einlasstemperatur in einer vorbestimmten hohen
Region ist, wird der Einlasstemperaturkoeffizient klein eingestellt.
Wenn die Wassertemperatur in einer vorbestimmten niedrigen Region
oder in einer vorbestimmten hohen Region ist, wird der Wassertemperaturkoeffizient
klein eingestellt. Das zweite Berechnungselement M12 kann die Schmieröltemperatur
als einen Korrekturparameter verwenden, anstelle der Wassertemperatur.
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In 3, 4 berechnen
die Berechnungselemente die Korrekturkoeffizienten unter Verwendung
derselben Korrekturparameter, die die Wassertemperatur, die Einlasstemperatur
und der Atmosphärendruck
sind. In der Realität
werden jedoch die Anpassungen für
die jeweiligen Korrekturparameter individuell durchgeführt. D.h.
die Anpassungen der jeweiligen Korrekturparameter werden individuell für den Verbrennungsmotor 10 und
für den
Turbolader 30 durchgeführt,
so dass die Kennfelddaten voneinander verschieden sind.
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Wie
in 5 gezeigt ist, berechnet das dritte Berechnungselement
M13 einen Standard-Maximalladedruck für das automatische Getriebe 60 unter Verwendung
der Motordrehzahl (REV.) und der Fahrzeuggeschwindigkeit als Basisparameter.
Des Weiteren berechnet das dritte Berechnungselement M13 einen Korrekturkoeffizienten
(Öltemperaturkoeffizient)
der Getriebeöltemperatur
unter Verwendung der Getriebeöltemperatur
als einen Korrekturparameter. Das dritte Berechnungselement M13
multipliziert den Standard-Maximalladedruck für das automatische Getriebe 60 mit
dem Öltemperaturkoeffizienten,
um den Maximalladedruck P3 für
das automatische Getriebe 60 zu berechnen. Das dritte Berechnungselement
M13 kann zusätzlich
die Schaltposition des Getriebes (automatisches Getriebe 60)
als einen Basisparameter verwenden. Das dritte Berechnungselement
M13 kann die Turbinenrotationsgeschwindigkeit als einen Basisparameter
verwenden, anstelle der Motordrehzahl. D.h., das dritte Berechnungselement
M13 kann die Schaltposition und die Turbinenrotationsgeschwindigkeit
für eine
Berechnung des Standard-Maximalladedrucks für das automatische Getriebe 60 als
Basisparameter verwenden.
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Die
Kennfelddaten, die in 5 gezeigt sind, für ein Berechnen
des Öltemperaturkoeffizienten werden
durch Anpassung eingestellt. In dieser Anpassungsarbeit wird der Öltemperaturkoeffizient,
der der Getriebeöltemperatur
entspricht, von den Kennfelddaten gefunden. Im Speziellen wird,
wenn die Getriebeöltemperatur
in einer vorbestimmten niedrigen Region oder in einer vorbestimmten
hohen Region ist, der Öltemperaturkoeffizient
klein eingestellt.
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Die
Motor-ECU 50 führt
bei regelmäßigen Intervallen
die Routine aus, die in 6 und 7 gezeigt
ist. Schritte S101 bis S106 führen
einen Prozess aus, der den Maximalladedruck für den Verbrennungsmotor 10 einstellt.
Schritte S107 bis S111 führen
einen Prozess aus, der den Maximalladedruck für den Turbolader 30 einstellt.
Schritte S112 bis S114 führen
einen Prozess aus der den Maximalladedruck für das automatische Getriebe 60 einstellt.
Schritte S115 bis S120 führen
einen Prozess aus, der den endgültigen
Ladedruck Pmax bestimmt.
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In
Schritt S101 berechnet die Motor-ECU 50 den Standard-Maximalladedruck
für den
Verbrennungsmotor 10 gemäß der Motordrehzahl (REV.).
In Schritten S102 bis S105 berechnet die Motor-ECU 50 den
Wassertemperaturkoeffizienten, den Einlasstemperaturkoeffizienten,
den Atmosphärendruckkoeffizienten
und den KCS-Koeffizienten gemäß der Wassertemperatur,
der Einlasstemperatur, dem Atmosphärendruck und dem Steuerumfang
in dem Klopfsteuersystem für
ein Beschränken
bzw. Verhindern von Motorklopfen. In Schritt S106 berechnet die
Motor-ECU 50 den Maximalladedruck P1 für den Verbrennungsmotor 10 gemäß dem Standard-Maximalladedruck
für den
Verbrennungsmotor 10 und diesen Korrekturkoeffizienten.
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In
Schritt S107 berechnet die Motor-ECU 50 den Standard-Maximalladedruck
für den
Turbolader 30 gemäß der Einlassluftmenge.
In Schritten S108 bis S110 berechnet die Motor-ECU 50 den
Atmosphärendruckkoeffizienten,
den Einlasstemperaturkoeffizienten und den Wassertemperaturkoeffizienten. In
Schritt S111 berechnet die Motor-ECU 50 den Maximalladedruck
P2 für
den Turbolader 30 gemäß dem Standard-Maximalladedruck
für den
Turbolader 30 und diesen Korrekturkoeffizienten.
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In
Schritt S112 berechnet die Motor-ECU 50 den Standard-Maximalladedruck
für das
automatische Getriebe 60 gemäß der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
In Schritt S113 berechnet die Motor-ECU 50 den Öltemperaturkoeffizienten
gemäß der Getriebeöltemperatur.
In Schritt S114 berechnet die Motor-ECU 50 den Maximalladedruck
P3 für
das automatische Getriebe 60 gemäß dem Standard-Maximalladedruck
für das
automatische Getriebe 60 und dem Öltemperaturkoeffizienten.
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Anschließend vergleicht
die Motor-ECU 50 in Schritten S115 bis S117 die Werte der
Maximalladedrücke
P1, P2 und P3. In Schritten S118 bis S120, wenn der Maximalladedruck
P1 für
den Motor 10 der geringste von diesen drei Werten der Maximalladedrücke P1,
P2 und P3 ist, bestimmt die Motor-ECU 50 den Maximalladedruck
P1 als den endgültigen Maximalladedruck
Pmax. Wenn der Maximalladedruck P2 für den Turbolader 30 der
geringste von diesen drei Werten ist, bestimmt die ECU 50 den
Maximalladedruck P2 als den endgültigen
Maximalladedruck Pmax. Wenn der Maximalladedruck P3 für das automatische
Getriebe 60 der geringste von diesen drei Werten ist, bestimmt
die ECU den Maximalladedruck P3 als den endgültigen Maximalladedruck Pmax.
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Wenn
die Motor-ECU 50 den endgültigen Maximalladedruck Pmax
bestimmt, führt
die ECU 50 einen Obergrenzwertüberwachungsprozess bezüglich dem
Ladedruck unter Verwendung des endgültigen Maximalladedrucks Pmax
durch. Wenn der Ladedruck, wie ein Erfassungssignal des Ladedruckssensors 12,
den endgültigen
Maximalladedruck Pmax erreicht, öffnet
die Motor-ECU 50 im Speziellen das Ladedruckregelventil 37,
um zu verhindern, dass der Ladedruck weiter ansteigt, so dass die
Motor-ECU 50 den oberen Grenzwert des Ladedrucks unter
Verwendung des endgültigen
Maximalladedrucks Pmax überwacht.
Daneben verringert die Motor-ECU 50 z.B. eine Menge von
Kraftstoffeinspritzung und verringert die Drosselöffnung in
dem Obergrenzwertüberwachungsprozess
in geeigneter Weise.
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Als
nächstes
werden Effekte dieser Ausführungsform
beschrieben.
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In
dieser Ausführungsform
bestimmt die Motor-ECU 50 die Maximalladedrücke (Ladedruckeinstellwerte)
P1 bis P3 jeweils für
eine Vielzahl von Fahrzeugkomponenten, die wenigstens den Verbrennungsmotor 10 haben.
Die Motor-ECU 50 bestimmt den endgültigen Maximalladedruck Pmax
gemäß diesen
Maximalladedrücken
P1 bis P3. In dieser Operation kann die Motor-ECU 50 den
Maximalladedruck (endgültiger
Wert) Pmax auf Basis der Maximalladedrücke P1 bis P3 in geeigneter
Weise einstellen, sogar wenn z.B. Verläufe von optimalen Werten der
Maximalladedrücke
bezüglich
den Betriebszuständen
oder dergleichen für
jeweilige Fahrzeugkomponenten voneinander verschieden sind. Deshalb kann
verhindert werden bzw. beschränkt
werden, dass ein Problem, wie ein Überschuss und ein Defizit des
Ladedrucks, in dem Fahrzeugsystem auftritt. Somit können Fahrzeugkomponenten
zuverlässig
in verschiedenen Betriebszuständen
geschützt
werden.
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Wenn
des Weiteren eine Vielzahl von Fahrzeugtypen erweitert wird, können die
Fahrzeugkomponenten, wie das Getriebe und der Turbolader, modifiziert
werden, während
der Verbrennungsmotor im Wesentlichen nicht modifiziert wird. Sogar
in diesem Fall kann z.B. eine Anpassung oder dergleichen nur für die modifizierten
Fahrzeugkomponenten durchgeführt
werden, um den Maximalladedruck oder dergleichen einzustellen. Somit
kann eine Arbeitszeit für Anpassung
oder dergleichen reduziert werden. Als eine Folge kann der Maximalladedruck
in geeigneter Weise eingestellt werden, und eine Erhöhung solch einer
Anpassungsarbeit, wenn die Fahrzeugkomponente modifiziert werden,
kann in dem Fall beschränkt
werden, wo eine Vielfalt von Fahrzeugtypen erweitert wird.
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In
der vorstehenden Ausführungsform
wird der minimale Wert der Vielzahl von Maximalladedrücken P1
bis P3 als der endgültige
Maximalladedruck Pmax bestimmt, so dass der Ladedruck zu einer noch
sicheren Seite (noch sicherer) beschränkt werden kann. Somit kann
ein übermäßiges Erhöhen des Ladedrucks
zuverlässig
beschränkt
bzw. verhindert werden.
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Die
Parameter und die Kennfelddaten (Anpassungsdaten), die den Parametern
entsprechen, werden jeweils für
die Vielzahl von Fahrzeugkomponenten bestimmt. Die Maximalladedrücke P1 bis
P3 sind jeweils für
jede Fahrzeugkomponente auf Basis der Anpassungsdaten eingestellt,
die unter Verwendung der Parameter und der Kennfelddaten erhalten werden.
Deshalb kann die Motor-ECU 50 den Ladedruck in Übereinstimmung
mit einem tatsächlichen Betriebszustand
und dergleichen steuern. Wenn die Motor-ECU 50 jeden Maximalladedruck
P1 bis P3 einstellt, werden verschiedene Korrekturen auf Basis der
Korrekturparameter durchgeführt,
die für
jede Fahrzeugkomponente bestimmt werden. Deshalb kann die Motor-ECU 50 Korrekturen
unabhängig
für jede
Fahrzeugkomponente durchführen.
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Die
Parameter und die Kennfelddaten werden jeweils für die Vielzahl von Fahrzeugkomponenten
bestimmt, so dass eine Arbeitszeit für Anpassung verringert werden
kann, wenn die Fahrzeugkomponenten teilweise modifiziert werden,
und eine Anpassungsarbeit wird nur für die Parameter und die Kennfelddaten
der modifizierten Fahrzeugkomponente durchgeführt.
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Ein Überwachungswert
für ein
Schützen
des Turboladers 30 und ein Überwachungswert für ein Schützen des
automatischen Getriebes 60 kann sich in Abhängigkeit
des Betriebszustands ändern.
Deshalb kann einer dieser zwei Überwachungswerte
größer sein
als der andere von diesen zwei Überwachungswerten
und umgekehrt. Wenn der Überwachungswert
nur für
das automatische Getriebe 60 eingestellt ist, kann demzufolge
eine Haltbarkeit des Turboladers in einem bestimmten Betriebszustand beeinflusst
werden, sogar wenn das automatische Getriebe 60 geschützt ist.
In der vorstehenden Ausführungsform
kann die Motor-ECU 50 jedoch die Ladedruckeinstellwerte
gemäß den Überwachungswerten
der Fahrzeugkomponenten für
jeweilige Betriebszustände
in geeigneter Weise einstellen. Deshalb können die Fahrzeugkomponenten
ungeachtet der Betriebzustände
geschützt
werden.
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Die
Bestimmung des endgültigen
Maximaldrucks Pmax kann verschiedenartig geändert werden. Z.B. kann die
Motor-ECU 50 einen Zwischenwert, der zwischen dem größten Wert
der Maximalladedrücke
P1 bis P3 und dem kleinsten Wert der Maximalladedrücke P1 bis
P3 ist, als den endgültigen Maximalladedruck
Pmax bestimmen. Alternativ kann die Motor-ECU einen Durchschnittswert
der Maximalladedrücke
P1 bis P3 als den endgültigen
Maximalladedruck Pmax bestimmen. Die Motor-ECU 50 kann
einen Durchschnittswert von zwei kleineren Werten der drei Maximalladedrücke P1 bis
P3 als den endgültigen
Maximalladedruck Pmax bestimmen. Diese zwei Werte der drei Maximalladedrücke P1 bis
P3 sind kleiner als der andere größte Wert der drei Maximalladedrücke P1 bis
P3.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann die Motor-ECU 50 einen
Zwischenwert zwischen dem größten Wert
und dem kleinsten Wert der Vielzahl von Maximalladedrücken P1
bis P3 als den endgültigen
Maximalladedruck Pmax bestimmen. In dieser Berechnung kann die Motor-ECU 50 den
Maximalladedruck (endgültiger
Wert) in geeigneter Weise einstellen, während sie die Vielzahl von Maximalladedrücken im
Gleichgewicht hält
und ein übermäßiges Erhöhen des
Ladedrucks beschränkt:
Im Speziellen ist diese Berechnung effektiv, wenn ein Zielwert (Zielladedruck)
des Ladedrucks als der Ladedruckeinstellwert eingestellt ist, wie
nachstehend beschrieben ist. Wenn die Motor-ECU 50 den
Zwischenwert zwischen dem größten Wert
und den kleinsten Wert der Vielzahl von Maximalladedrücken als
den endgültigen
Maximalladedruck Pmax bestimmt, kann die Anzahl der Werte der Vielzahl
von Maximalladedrücken zwei
sein. Im Gegensatz hierzu bestimmt die Motor-ECU 50 in
der vorstehenden Ausführungsform den
kleinsten Wert von der Vielzahl der Maximalladedrücke P1 bis
P3 als den endgültigen
Maximalladedruck Pmax. In dieser Berechnung kann ein übermäßiges Erhöhen des
Ladedrucks zuverlässig
beschränkt
werden.
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Wenn
die Anzahl der Vielzahl von Maximalladedrücken größer als drei ist, kann die
Motor-ECU 50 den Mittelwert der Vielzahl von Maximalladedrücken als
den endgültigen
Maximalladedruck Pmax bestimmen. Wenn die Anzahl der Vielzahl von
Maximalladedrücken
größer als
drei ist, kann die Motor-ECU 50 alternativ einen Durchschnittswert
der Vielzahl von Maximalladedrücken
als den endgültigen
Maximalladedruck Pmax bestimmen.
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In
der vorstehenden Ausführungsform
stellt die Motor-ECU 50 den Maximalladedruck jeweils für den Verbrennungsmotor 10,
den Turbolader 30 und das automatische Getriebe 60 ein.
Alternativ kann die Motor-ECU
den Maximalladedruck nur für
den Verbrennungsmotor 10 und den Turbolader 30 einstellen.
Ansonsten kann die Motor-ECU 50 den Maximalladedruck nur
für den
Verbrennungsmotor 10 und das automatische Getriebe 60 einstellen.
Die ECU 50 kann den Maximalladedruck für eine andere Fahrzeugkomponente
einstellen, zusätzlich
zu dem Verbrennungsmotor 10, dem Turbolader 30 und
dem automatischen Getriebe 60. Kurz gesagt ist es ausreichend,
dass die Motor-ECU 50 den Maximalladedruck jeweils für eine Vielzahl
von Fahrzeugkomponenten einstellen kann, die wenigstens den Verbrennungsmotor 10 haben.
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In
der vorstehenden Ausführungsform
wird der Maximalladedruck als der Ladedruckeinstellwert für jeweilige
Fahrzeugkomponenten eingestellt. Der Zielladedruck kann als der
Ladedruckeinstellwert für jeweilige
Fahrzeugkomponenten eingestellt werden, anstelle des Maximalladedrucks.
Sogar in diesem Fall kann die Motor-ECU 50 den Zielladedruck
für jeweilige
Fahrzeugkomponenten durch Durchführen von
Korrekturen für
jeweilige Fahrzeugkomponenten einstellen, so dass die Motor-ECU 50 den
endgültigen
Zielladedruck von der Vielzahl von Werten der Zielladedrücke bestimmen
kann, in gleicher Weise wie in der vorstehenden Ausführungsform.
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Ein
Verfahren zum Bestimmen des endgültigen
Zielladedrucks kann von den vorstehenden Verfahren ausgewählt werden.
Wenn die Motor-ECU 50 den Zielladedruck als den Ladedruckeinstellwert
bestimmt, ist es effektiv, dass die Motor-ECU 50 einen Zwischenwert
zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der Zielladedrücke, die
für den Verbrennungsmotor 10,
den Turbolader 30 und das automatische Getriebe 60 individuell
eingestellt werden, als den endgültigen
Zielladedruck bestimmt.
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Die
Struktur des Turboladers ist nicht auf die begrenzt, die in der
vorstehenden Ausführungsform beschrieben
ist. Eine Ladevorrichtung, die eine mechanische Struktur für ein unter
Druck setzen von Einlassluft hat, d.h. für ein Aufladen von Einlassluft, kann
z.B. in dem Einlasssystem verwendet werden. D.h. ein Lader bzw.
Auflader kann als eine Ladevorrichtung verwendet werden.
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Die
vorstehenden Operationen, Prozesse und dergleichen sind nicht darauf
beschränkt,
durch eine bestimmte ECU, wie die Motor-ECU 50, ausgeführt zu werden.
Eine andere ECU, eine arithmetische Vorrichtung oder dergleichen
kann die Prozesse, die Operationen und dergleichen in geeigneter Weise
steuern.
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Es
sollte zu erkennen sein, dass während
die Prozesse der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung hier mit einer bestimmten Reihenfolge
von Schritten beschrieben wurde, es beabsichtigt ist, dass weitere
alternative Ausführungsformen
mit verschiedenen anderen Reihenfolgen von diesen Schritten und/oder
zusätzlichen
Schritten, die hier nicht offenbart sind, innerhalb den Schritten
der vorliegenden Erfindung sind.
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Verschiedene
Modifikationen und Änderungen
können
verschiedenartig an den vorstehenden Ausführungsformen gemacht werden,
ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Ein
Steuergerät
wird für
einen Verbrennungsmotor (10) verwendet, der einen Turbolader (30)
für ein
unter Druck setzen von Einlassluft hat. Das Steuergerät steuert
einen Ladezustand des Turboladers (30) gemäß Ladedruckeinstellwerten
(P1, P2, P3). Das Steuergerät
hat eine Einstelleinrichtung (M11, M12, M13) und eine Bestimmungseinrichtung (M14).
Die Einstelleinrichtung (M11, M12, M13) stellt jeden von den Ladedruckeinstelleinstellwerten
(P1, P2, P3) für
jede von Fahrzeugkomponenten (10, 30, 60)
gemäß einem
Betriebszustand ein. Die Fahrzeugkomponenten (10, 30, 60)
haben wenigstens den Verbrennungsmotor (10). Die Bestimmungseinrichtung
(M14) bestimmt einen endgültigen
Ladedruckeinstellwert (Pmax) gemäß der Vielzahl
von Ladedruckeinstellwerten (P1, P2, P3).