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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, der einen Turbolader hat.
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Unlängst ist ein Verbrennungsmotor, welcher einen Turbolader hat, mit einem elektrischen Motor (Unterstützungsmotor) zum Unterstützen des Turboladers vorgesehen, um die Ansprechbarkeit eines Ladedrucks in einem Übergangszustand zu verbessern. Die
JP 2001-193 514 A offenbart, dass eine Solldrehzahl des Turboladers zum Beschränken einer Verzögerung eines aktuellen Ladedrucks zum Ansprechen auf eine Änderung eines Sollladedrucks bei dem Übergangszustand verbessert wird. Dann wird ein elektrischer Stromwert zu dem Unterstützungsmotor gemäß der Sollumdrehungssteuerung gesteuert, so dass das Leistungsvermögen zum Ansprechen die Änderung des Sollladedrucks bei dem Übergangszustand verbessert wird.
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Jedoch hängt das technische Verfahren, das in der
JP 2001-193 514 A offenbart ist, von einem Antrieb des Unterstützungsmotors zum Verbessern des Leistungsvermögens zum Ansprechen auf die Änderung des Sollladedrucks bei dem Übergangszustand ab. Daher ist es nachteilig, dass eine unangemessen hohe Last auf eine Leistungsquelle (Batterie) wegen eines erhöhten Leistungsverbrauchs, der durch den Unterstützungsmotor bei dem Übergangszustand verbraucht wird, auferlegt wird. Somit offenbart die
JP 2001-193 514 A eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem elektrisch angetriebenen Turbolader, wobei ein Soll-Ladedruck durch eine abgestimmte Steuerung der Drosselklappenöffnung und der Leistungszufuhr für den Unterstützungsmotor des Turboladers erreicht wird.
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Die
DE 602 25 842 T2 offenbart ein System zum Steuern eines elektrisch unterstützten Turboladers in einem Verbrennungsmotor, wobei im Zuge einer Ladedrucksteuerung der Unterstützungsmotor des Turboladers so angesteuert wird, dass der Zielladedruck mittels einer elektrisch gedämpften Steuerung möglichst schnell erreicht wird. Hierbei kann sich bei einem Beschleunigungszustand als Übergangszustand das Merkmal ergeben, dass das Steuersystem die Leistungszufuhr zu dem Unterstützungsmotor des Turboladers derart steuert, dass der Unterstützungsmotor die Unterstützungskraft zum Antreiben des Turboladers derart bereitstellt, dass ein vorliegender Wert des Ladedrucks vorübergehend kleiner als der Ursprungssollwert des Ladedrucks wird, der bei dem Übergangszustand bestimmt wird.
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Ferner ist aus der
DE 100 16 858 A1 eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader bekannt, welche ebenfalls eine Ladedrucksteuerung mit einem ähnlichen Übergangszustandsteuerbetrieb aufweist.
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Die vorliegende Erfindung behandelt die obigen Nachteile. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, der einen Unterstützungsmotor hat, der eine Unterstützungskraft zum Antreiben des Turboladers bereitstellt, so dass das System den Leistungsverbrauch des Unterstützungsmotors zum Ansprechen auf die Änderung des Sollladedrucks bei dem Übergangszustand reduziert genauso wie das Leistungsvermögen zum Ansprechen auf die Änderung des Sollladedrucks bei dem Übergangszustand aufrechterhält.
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Zum Erreichen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, welche einen Turbolader, ein Drosselventil, ein Drosselstellglied und einen Unterstützungsmotor hat. Der Turbolader hat eine Abgasturbine, die in einem Abgasdurchgang des Verbrennungsmotors angeordnet ist, und hat einen Kompressor, der in einem Ansaugdurchgang des Verbrennungsmotors angeordnet ist, wobei die Abgasturbine den Kompressor zum Laden der Ansaugluft antreibt. Das Drosselventil ist in dem Ansaugdurchgang zum Einstellen einer Ansaugluftmenge angeordnet. Das Drosselstellglied treibt das Drosselventil an. Der Unterstützungsmotor stellt eine Unterstützungskraft zum Antreiben des Turboladers bereit. Die Steuervorrichtung legt einen Ursprungssollwert eines Ladeniveaus und einen Sollwert eines Drosselöffnungsgrads des Drosselventils derart fest, dass eine notwendige Ansaugluftmenge, welche basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors bestimmt wird, erreicht wird. Hier ist das Ladeniveau ein Element aus dem Ladedruck des Turboladers und einer Drehzahl der Abgasturbine. Die Steuervorrichtung steuert das Drosselstellglied und den Unterstützungsmotor. Bei einem Übergangszustand, bei dem der Ursprungssollwert des Ladeniveaus erhöht wird, steuert die Steuervorrichtung das Drosselstellglied und den Unterstützungsmotor. Bei dem Übergangszustand führt die Steuervorrichtung einen Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb aus, bei dem die Steuervorrichtung das Drosselstellglied derart steuert, dass das Drosselstellglied das Drosselventil so steuert, dass es einen vorliegenden Wert des Drosselöffnungsgrads des Drosselventils größer als den Sollwert des Drosselöffnungsgrads des Drosselventils, der bei dem Übergangszustand bestimmt wird, macht. Ebenso steuert die Steuervorrichtung bei dem Übergangszustand die Leistungszufuhr zu dem Unterstützungsmotor derart, dass der Unterstützungsmotor die Unterstützungskraft zum Antreiben des Turboladers so bereitstellt, dass ein vorliegender Wert des Ladeniveaus kleiner als der Ursprungssollwert des Ladeniveaus, der bei dem Übergangszustand bestimmt wird, wird.
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Die Erfindung, zusammen mit deren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen, wird besser aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen verstanden, wovon:
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1 eine schematische Abbildung eines Motorsteuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein Blockdiagramm ist, das eine Steuerfunktion einer Motorsteuereinheit (ECU) zeigt;
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3 ein Zeitablaufdiagramm ist, das ein Steuerbeispiel bei einem Übergangszustand zeigt;
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4 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozessfluss einer Hauptprozedur zeigt;
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5 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozessfluss einer Solldrosselöffnungsgradberechnungsprozedur zeigt;
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6 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozessfluss einer Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveauberechnungsprozedur zeigt;
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7 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozessfluss einer Berechnungsprozedur für einen Öffnungsgrad eines Ladedruckregelventils (WGV) zeigt;
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8 eine schematische Abbildung ist, die eine Abtastabbildung zum Berechnen eines Sollansaugrohrdrucks (Ansaugluftdruck bei einer stromabwärtigen Seite eines Drosselventils) basierend auf einer Sollansaugluftmenge und einer Motordrehzahl Ne zeigt;
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9 eine schematische Abbildung ist, die eine Abtastabbildung zum Berechnen eines Sollladedrucks (Sollansaugluftdruck bei einer stromaufwärtigen Seite des Drosselventils) basierend auf der Sollansaugluftmenge und der Motordrehzahl Ne zeigt;
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10 eine schematische Abbildung ist, die eine Abtastabbildung zum Berechnen eines Unterstützungsladedrucks gemäß der Sollansaugluftmenge zeigt;
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11 eine schematische Abbildung ist, die eine Abtastabbildung zum Berechnen einer Solldrehzahl einer Abgasturbine gemäß dem Unterstützungssollladedruck zeigt;
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12 eine schematische Abbildung ist, die eine Abtastabbildung zum Berechnen einer geschätzten Drehzahl der Abgasturbine basierend auf der Ansaugluftmenge (gemessener Wert) und einer WGV-Öffnung (Einschaltdauer/Duty) unter der Annahme zeigt, dass ein Unterstützungsmotor ausgeschaltet ist; und
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13 eine schematische Abbildung ist, die eine Abtastabbildung zum Berechnen eines Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveaus (Stromzuführbetrag zu dem Unterstützungsmotor) basierend auf einer Differenz zwischen der Solldrehzahl der Abgasturbine und der geschätzten Drehzahl der Abgasturbine zeigt.
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(Ausführungsbeispiel)
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Ein Ausführungsbeispiel wird beschrieben.
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Zuerst wird ein schematischer Aufbau eines Motorsteuersystems unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Ein Luftfilter 13 ist an dem am meisten stromaufwärts gelegenen Seitenteil eines Ansaugrohrs (Ansaugdurchgang) 12 eines Motors 11 angeordnet, welcher als ein Verbrennungsmotor dient. An einer stromabwärtigen Seite des Luftfilters 13 ist ein Luftmengenmesser 14 angeordnet. Bei einer stromabwärtigen Seite des Luftmengenmessers 14 sind ein Kompressor 27 und ein Zwischenkühler 31 angeordnet. Der Kompressor 27 ist ein Teil eines Turboladers 25 und wird durch eine Abgasturbine 26 angetrieben. Der Turbolader 25 wird später beschrieben. Der Zwischenkühler 31 kühlt die Ansaugluft, welche durch den Kompressor 27 komprimiert wird. Bei einer stromabwärtigen Seite des Zwischenkühlers 31 sind ein Drosselventil 15, dessen Öffnungsgrad durch ein Drosselstellglied 40 (beispielsweise einen Motor) eingestellt wird, und ein Drosselöffnungsgradsensor 16, der einen Drosselöffnungsgrad erfasst, angeordnet. Bei einer stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 15 sind ein Ladedrucksensor 39, der einen aktuellen Ladedruck (Ansaugluftdruck bei der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 15) erfasst, und ein Ansauglufttemperatursensor 44, der eine Ansauglufttemperatur bei der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 15 erfasst, angeordnet.
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Bei einer stromabwärtigen Seite des Drosselventils 15 ist ein Ausgleichsbehälter 17, welcher einen Ansaugrohrdrucksensor 18, der einen Ansaugrohrdruck (Ansaugluftdruck bei der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 15) erfasst, angeordnet. Der Ausgleichsbehälter 17 ist mit einem Ansaugkrümmer 19 zum Einführen von Luft zu jedem Zylinder des Motors 11 verbunden. Nahe eines Ansaugkanals des Ansaugkrümmers 19 für jeden Zylinder ist ein entsprechendes Kraftstoffeinspritzventil 20 zum Einspritzen von Kraftstoff befestigt. Ebenso ist eine Zündkerze 21 für jeden Zylinder an einem Zylinderkopf des Motors 11 derart befestigt, dass die Zündkerze 21 das Luft/Kraftstoffgemisch in jedem Zylinder durch Verwendung der Funkenentladung zündet.
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Andererseits ist in einem Abgasrohr (Abgasdurchgang) 22 des Motors 11 ein Luft/Kraftstoffverhältnissensor 24 zum Erfassen eines Luft/Kraftstoffverhältnisses des Abgases angeordnet. Bei einer stromabwärtigen Seite des Luft/Kraftstoffverhältnissensors 24 ist ein Katalysator 23 (beispielsweise ein Dreiwegekatalysator) zum Reinigen des Abgases angeordnet.
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Der Motor 11 hat den Turbolader 25, der eine Abgasturbine 26 hat. Der Turbolader 25 hat die Abgasturbine 26 und den Kompressor 27. Die Abgasturbine 26 ist an einer stromaufwärtigen Seite des Luft/Kraftstoffverhältnissensors 24 in dem Abgasrohr 22 angeordnet. Der Kompressor 27 ist zwischen dem Luftmengenmesser 14 und dem Drosselventil 15 in dem Ansaugrohr 12 angeordnet. Die Abgasturbine 26 ist mit dem Kompressor 27 durch eine Turbinenwelle 41 derart verbunden, dass der Turbolader 25 die Ansaugluft durch Antreiben des Kompressors 27 überlädt, nämlich durch Verwendung der Antriebsleistung der Abgasturbine 26, die durch eine kinetische Energie des Abgases angetrieben wird. Ebenso ist ein Rotor 43 eines Unterstützungsmotors 42 mit der Turbinenwelle 41 des Turboladers 25 derart in Eingriff, dass der Antrieb des Turboladers 25 durch eine Drehkraft des Unterstützungsmotors 42 unterstützt wird.
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Ebenso ist an der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 15 in dem Ansaugrohr 12 ein Ansaugumgehungsdurchgang 28 zum Umgehen des Kompressors 27 angeordnet, der eine Verbindung zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite des Kompressors 27 herstellt. In der Mitte des Ansaugumgehungsdurchgangs 28 ist ein Luftumgehungsventil (ABV) 29 zum Öffnen und Schließen des Ansaugumgehungsdurchgangs 28 angeordnet. Das Öffnen und Schließen des ABV 29 wird durch eine Steuerung eines ABV-Vakuumschaltventils 30 gesteuert.
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Ein Abgasumgehungsdurchgang 32 ist in dem Abgasrohr 22 zum Umgehen der Abgasturbine 26 angeordnet und stellt eine Verbindung zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite der Abgasturbine 26 her. In der Mitte des Abgasumgehungsdurchgangs 32 ist ein Ladedruckregelventil (WGV) 33 zum Öffnen und Schließen des Abgasumgehungsdurchgangs 32 angeordnet. Ein WGV-Vakuumschaltventil 34 wird zum Steuern eines Membranstellglieds 35 gesteuert, um dadurch einen Öffnungsgrad des WGV 35 zu steuern.
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Ebenso sind ein Kühlmitteltemperatursensor 36 zum Erfassen einer Kühlmitteltemperatur und ein Kurbelwinkelsensor 37 an einem Zylinderblock des Motors 11 befestigt. Der Kurbelwinkelsensor 37 gibt Impulssignale jedes Mal aus, wenn eine Kurbelwelle des Motors um einen vorbestimmten Kurbelwinkel dreht. Ein Kurbelwinkel und eine Motordrehzahl werden basierend auf dem Ausgangssignal von dem Kurbelwinkelsensor 37 erfasst.
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Bei dem am meisten stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Ansaugrohrs 12 ist ein Ansaugtemperatursensor 45 zum Erfassen einer Temperatur der Ansaugluft (Ansaugtemperatur) angeordnet. Das vorliegende System hat einen Gaspedalspositionssensor 46 zum Erfassen eines Steuerbetrags des Niederdrückens eines Gaspedals durch einen Fahrer (oder zum Erfassen einer Gaspedalposition) und hat ebenso einen Atmosphärendrucksensor 47 zum Erfassen eines Atmosphärendrucks.
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Ausgaben von verschiedenen Sensoren werden zu einer Motorsteuereinheit (ECU) 38 eingegeben. Die ECU 38 ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer gebildet und führt verschiedene Motorsteuerprozeduren aus, welche in einem ROM (oder einem Speichermedium) gespeichert sind, um beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzquantität und eine Zündzeit zu steuern.
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Die ECU 38 dient als eine Steuereinrichtung zum Steuern des Drosselstellglieds 40 und des Unterstützungsmotors 42 durch ein Steuerverfahren, das in 2 gezeigt ist, so dass die ECU 38 einen Sollwert eines Ladeniveaus (beispielsweise einen Sollladedruck, einen Solldrosselöffnungsgrad) zum Erreichen einer notwendigen Ansaugluftmenge (eine Sollansaugluftmenge) basierend auf einem Motorbetriebszustand (beispielsweise der Gaspedalposition) bestimmt. Bei einem Übergangszustand, bei dem der Sollladedruck (Sollansaugluftmenge) erhöht wird, wird der Unterstützungsmotor 42 zum Erhöhen des Ladedrucks angetrieben. Ebenso wird zur gleichen Zeit ein Übergangszustanddrosselöffnungsgradsteuerbetrieb derart ausgeführt, dass ein Betriebswert (ein vorliegender Wert) eines Drosselöffnungsgrads des Drosselventils 15 größer als ein Normalzustandssollwert des Drosselöffnungsgrads des Drosselventils 15 (ein Sollwert des Drosselöffnungsgrads des Drosselventils 15) wird. Dann wird die Leistungszufuhr zu dem Unterstützungsmotor 42 derart gesteuert, dass der Unterstützungsmotor 42 ein Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau (ein Unterstützungsniveau des Unterstützungsmotors 42 zum Erhöhen des Ladedrucks) um einen Betrag verringert, welcher einem Anstieg des Ladedrucks wegen des Übergangszustandsdrosselöffnungsgradssteuerbetriebs entspricht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel wird mit anderen Worten bei dem Übergangszustand, bei dem der Sollladedruck (Sollansaugluftmenge) erhöht wird, der Übergangszustanddrosselöffnungsgradsteuerbetrieb derart ausgeführt, dass der Drosselöffnungsgrad größer als der bei einem normalen Zustand wird, um die Ansaugluftmenge zu erhöhen. Daher wird das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau des Unterstützungsmotors 42 wegen der Erhöhung der Ansaugluftmenge verringert, verglichen mit einer herkömmlichen Technik. Deshalb wird der Leistungsverbrauch des Unterstützungsmotors 42 bei dem Übergangszustand um den Betrag verringert, der der Erhöhung der Ansaugluftmenge entspricht, der durch den Übergangszustanddrosselöffnungsgradsteuerbetrieb ermöglicht wird, wobei ein Ansprechverhalten des Ladedrucks sichergestellt wird.
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Die ECU 38 führt jede Funktion, die in 2 gezeigt ist, durch eine entsprechende Prozedur, die in den 4 bis 7 gezeigt ist, aus. Ein Betrieb jeder Prozedur wird beschrieben.
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Eine Hauptprozedur wird beschrieben. Die Hauptprozedur, die in 4 gezeigt ist, wird regelmäßig in vorbestimmten Intervallen während eines Motorbetriebs ausgeführt. Wenn die Prozedur ausgeführt wird, wird ein Sollmoment basierend auf einem vorliegenden Betriebszustand (beispielsweise der Gaspedalposition) durch Verwendung einer Abbildung bei Schritt 101 berechnet. Dann wird die Sollansaugluftmenge zum Erreichen des Sollmoments durch Verwendung einer Abbildung bei Schritt 102 berechnet. Dann wird bei Schritt 103 eine Solldrosselöffnungsgradberechnungsprozedur in 5, die später beschrieben wird, zum Berechnen eines Solldrosselöffnungsgrads (eines Sollwerts der Drosselöffnung) zum Erreichen der Sollansaugluftmenge ausgeführt.
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Bei Schritt 104 wird eine Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveauberechnungsprozedur in 6, die später beschrieben wird, zum Berechnen eines Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveaus des Antriebs des Unterstützungsmotors 42 ausgeführt. Bei Schritt 105 wird eine WGV-Öffnungsberechnungsprozedur in 7, die später beschrieben wird, zum Berechnen einer WGV-Öffnung (Einschaltdauer/Duty) gemäß einem WGV-Sollladedruck ausgeführt.
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Die Drosselöffnungsgradberechnungsprozedur wird beschrieben. Die Solldrosselöffnungsgradberechnungsprozedur, die in 5 gezeigt ist, ist eine Unterprozedur, welche bei Schritt 103 der Hauptprozedur in 4 ausgeführt wird, und dient als eine Sollfestlegeeinrichtung. Wenn die vorliegende Prozedur bei Schritt 201 ausgeführt wird, wird ein Sollansaugrohrdruck (der Ansaugluftdruck stromabwärts des Drosselventils 15) basierend auf einer vorliegenden Sollansaugluftmenge und einer vorliegenden Motordrehzahl Ne durch Verwendung einer Abbildung, die in 8 gezeigt ist, berechnet. Wie in 8 gezeigt ist, werden Kennlinien in der Abbildung wahlweise entsprechend einem Anstieg der Motordrehzahl Ne, der durch eine Richtung eines Pfeils angegeben wird, verwendet.
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Dann wird bei Schritt 202 ein Sollladedruck (ein Sollansaugluftdruck an der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 15) basierend auf einer vorliegenden Sollansaugluftmenge und einer vorliegenden Motordrehzahl Ne durch Verwendung einer Abbildung, die in 9 gezeigt ist, berechnet. Wie in 9 gezeigt ist, werden Kennlinien in der Abbildung wahlweise entsprechend einem Anstieg der Motordrehzahl Ne, der durch eine Richtung eines Pfeils angegeben ist, verwendet. Bei Schritt 203 wird der Sollwert des Drosselöffnungsgrads wie folgt berechnet. Bei dem Übergangszustand, bei dem der Sollladedruck (die Sollansaugluftmenge) erhöht wird, wird der Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb derart ausgeführt, dass der Betriebswert des Drosselöffnungsgrads zum größer werden als der Normalzustandssollwert des Drosselöffnungsgrads, welcher der Sollansaugluftmenge zu der Zeit entspricht, betätigt. Um den Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb auszuführen, wird zuerst der Sollwert des Drosselöffnungsgrads als ein Übergangszustandssollwert des Drosselöffnungsgrads festgelegt, welcher größer als der Normalzustandssollwert des Drosselöffnungsgrads ist, der durch eine Gleichung 1 berechnet wird, die später beschrieben wird. Dann wird basierend auf einem Anstieg eines aktuellen Ladedrucks der Sollwert des Drosselöffnungsgrads von dem Übergangszustandsollwert des Drosselöffnungsgrads zu dem Normalzustandssollwert des Drosselöffnungsgrads verringert, welcher auf der Sollansaugluftmenge zu der Zeit basiert. Der Normalzustandssollwert des Drosselöffnungsgrads wird basierend auf dem aktuellen Ladedruck (Ansaugluftdruck bei der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 15), der durch den Ladedrucksensor 39 erfasst wird, dem Sollansaugrohrdruck, einer Ansauglufttemperatur bei der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 15, die durch den Ansaugtemperatursensor 44 erfasst wird, und der Sollansaugluftmenge durch Verwendung der folgenden Gleichung berechnet.
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Jedoch kann bei der vorliegenden Erfindung eine Ansauglufttemperatur an einer stromaufwärtigen Seite des Kompressors
27 alternativ verwendet werden, anstelle der Ansauglufttemperatur an der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils
15. Ebenso kann eine Ansauglufttemperatur in dem Ausgleichsbehälter
17 alternativ verwendet werden, anstelle in des Falls, bei dem ein Sensor zum Erfassen einer Ansauglufttemperatur in dem Ausgleichsbehälter
17 vorgesehen ist. Gleichung 1
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Hier können die vorbestimmten Werte alternativ gemäß den Erhöhungsniveaus des Sollladedrucks vorbereitet werden, um den Übergangszustandssollwert des Drosselöffnungsgrads anstelle der Verwendung der Gleichung 1 zu berechnen. Dann kann der Solldrosselöffnungsgrad von dem vorbestimmten Wert zu dem Normalzustandssollwert des Drosselöffnungsgrads verringert werden.
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Die Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveauberechnungsprozedur wird beschrieben. Die Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveauberechnungsprozedur in 6 ist eine Unterprozedur, welche bei Schritt 104 der Hauptprozedur in 4 ausgeführt wird. Wenn die vorliegende Prozedur bei Schritt 301 ausgeführt wird, wird ein Unterstützungssollladedruck basierend auf einer vorliegenden Sollansaugluftmenge durch Verwendung einer Abbildung, die in 10 gezeigt ist, berechnet. Hier ist der Unterstützungssollladedruck der Sollladedruck, basierend auf dem der Unterstützungsmotor 42 in dem Übergangszustand gesteuert wird. Die Abbildung in 10 wird zum Berechnen eines minimalen Ladedrucks verwendet, der als der Unterstützungssollladedruck dient, so dass die Sollansaugluftmenge bei dem Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb erreicht wird. Wenn die Sollansaugluftmenge innerhalb eines Bereichs, in welchem die Sollansaugluftmenge lediglich durch Ausführen des Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetriebs erreicht wird, bestimmt wird, wird der Unterstützungssollladedruck um einen Atmosphärendruck festgelegt. Wenn die Sollansaugluftmenge innerhalb eines Bereichs bestimmt wird, in dem die Sollansaugluftmenge nicht lediglich durch Ausführen des Übergangszustandsdrosselöffnungsgradssteuerbetriebs erreicht wird, wird der Unterstützungssollladedruck (das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau des Unterstützungsmotors 42 zum Erhöhen des Ladedrucks) gemäß dem Sollladedruck erhöht. Der Unterstützungssollladedruck wird derart bestimmt, dass er um einen Betrag, welcher dem Anstieg der Ansaugluftmenge entspricht, die durch den Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb erhöht wird, von dem Sollladedruck, der zum Erreichen der Sollansaugluftmenge in einen Normalzustand erforderlich ist, verringert wird.
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Bei Schritt 302 wird die Solldrehzahl der Abgasturbine 26 unter Verwendung einer Abbildung in 11 gemäß einem vorliegenden Unterstützungssollladedruck berechnet. Bei Schritt 303 wird eine geschätzte Drehzahl der Abgasturbine 26 unter Verwendung einer Abbildung in 12 basierend auf einer vorliegenden Ansaugluftmenge (gemessener Wert) und der WGV-Öffnung (Einschaltdauer/Duty) berechnet. Hier ist die geschätzte Drehzahl der Abgasturbine 26 (ein vorliegender Wert des Ladeniveaus) eine Drehzahl der Abgasturbine 26 unter der Annahme, dass der Unterstützungsmotor 42 angehalten ist. Wie in 12 gezeigt ist, sind verschiedene Abbildungen gemäß einer Änderung des WGV-Öffnungsgrads (Einschaltdauer/Duty) vorbereitet. Dann wird bei Schritt 304 ein Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau des Unterstützungsmotors 42 (Leistungszufuhrbetrag zu dem Unterstützungsmotor 42) unter Verwendung der Abbildung in 13 basierend auf einem Unterschied zwischen der Solldrehzahl der Abgasturbine 26 und der geschätzten Drehzahl der Abgasturbine 26 berechnet.
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Bei Schritt 305 wird ein oberer Grenzschutzwert für das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau basierend auf zumindest einem Element aus dem Leistungsverbrauch von allen elektrischen Lasten eines Fahrzeugs und einer Batteriespannung einer Leistungsquelle des Fahrzeugs berechnet. Bei Schritt 306 wird das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau mit einem Schutzbetrieb unter Verwendung des oberen Grenzschutzwerts zum Berechnen eines endgültigen Werts des Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveaus verarbeitet. Mit anderen Worten wird der berechnete Wert für das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau der endgültige Wert des Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveaus, wenn ein berechneter Wert für das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau, das bei Schritt 304 berechnet wird, gleich oder kleiner als der obere Grenzschutzwert ist. Wenn der berechnete Wert für das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau, der bei Schritt 304 berechnet wird, größer als der obere Grenzschutzwert ist, wird der obere Grenzschutzwert der endgültige Wert des Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveaus.
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Die WGV-Öffnungsberechnungsprozedur wird beschrieben. Die WGV-Öffnungsberechnungsprozedur, die in 7 gezeigt ist, ist eine Unterprozedur, die bei Schritt 105 der Hauptprozedur, die in 4 gezeigt ist, ausgeführt wird. Wenn die vorliegende Prozedur ausgeführt wird, wird ein WGV-Sollladedruck basierend auf der aktuellen Sollansaugluftmenge und der vorliegenden Motordrehzahl Ne unter Verwendung einer Abbildung, die in 9 gezeigt ist, bei Schritt 401 berechnet. Bei Schritt 402 wird die WGV-Öffnung (Einschaltdauer/Duty) unter Verwendung einer Abbildung basierend auf dem WGV-Sollladedruck und einem aktuellen Ladedruck berechnet, der durch den Ladedrucksensor 39 erfasst wird.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bei dem Übergangszustand, bei dem der Sollladedruck (Sollansaugluftmenge) erhöht wird, der Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb derart ausgeführt, dass der Betriebswert des Drosselöffnungsgrads größer als der Normalzustandssollwert des Drosselöffnungsgrads wird, welcher der Sollansaugluftmenge zu der Zeit des Übergangszustands entspricht. Dann wird der Unterstützungssollladedruck niedriger als der Sollladedruck festgelegt, welcher der Sollansaugluftmenge zu der Zeit entspricht. Hier wird der Unterstützungssollladedruck um den Betrag verringert, welcher dem Anstieg der Ansaugluftmenge entspricht, die durch den Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb erhöht wird. Daher wird der Leistungsverbrauch des Unterstützungsmotors 42 in dem Übergangszustand um einen Betrag verringert, welcher dem Anstieg der Ansaugluftmenge entspricht, die durch den Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb erhöht wird, wobei die Ansprechbarkeit auf die Änderung des Sollladedrucks gewährleistet wird. Deshalb wird der Leistungsverbrauch des Unterstützungsmotors 42 verringert, wobei zur gleichen Zeit die Ansprechbarkeit auf die Änderung des Ladedrucks verbessert wird.
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Ebenso wird bei dem Übergangszustand, bei dem der Sollladedruck erhöht wird, eine Auswirkung zum Erhöhen der Ansaugluftmenge durch Ausführen des Übergangszustandsdrosselöffnungsgradssteuerbetriebs maximiert, nämlich durch Maximieren des Drosselöffnungsgrads. Deshalb wird der Leistungsverbrauch des Unterstützungsmotors 42 minimiert.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Unterstützungssollladedruck derart bestimmt, dass er um einen Betrag, welcher dem Anstieg der Ansaugluftmenge entspricht, die durch den Übergangszustandsöffnungsgradsteuerbetrieb erhöht wird, von dem Sollladedruck verringert wird, der zum Erreichen der Sollansaugluftmenge bei dem Normalzustand erforderlich ist. Dann wird das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau des Unterstützungsmotors 42 (der Leistungszufuhrbetrag zu dem Unterstützungsmotor 42) basierend auf dem Unterstützungssollladedruck bestimmt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen oben beschriebenen Details begrenzt. Zum Beispiel kann bei dem Übergangszustand, bei dem der Sollladedruck erhöht wird, ein Basiswert für den Leistungszufuhrbetrag zu dem Unterstützungsmotor 42 (das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau) alternativ basierend auf dem Sollladedruck bestimmt werden, der zum Erreichen der Sollansaugluftmenge in dem Normalzustand erforderlich ist, unabhängig von dem Anstieg der Ansaugluftmenge, die durch den Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb erhöht wird. Dann wird der Basiswert derart korrigiert, dass er zu einem endgültigen Wert des Leistungszufuhrbetrags zu dem Unterstützungsmotor 42 (das Ladedruckerhöhungsunterstützungsniveau) basierend auf dem Anstieg der Ansaugluftmenge wegen dem Übergangszustandsdrosselöffnungsgradsteuerbetrieb verringert wird.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Sollladedruck zum Erreichen der Sollansaugluftmenge bestimmt. Jedoch kann die Solldrehzahl der Abgasturbine 26 alternativ anstelle des Sollladedrucks bestimmt werden.
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Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen unterlaufen leicht jenen, die mit der Technik bewandert sind. Die Erfindung ist deshalb im breiteren Sinne nicht auf die bestimmten Details, die maßgebliche Vorrichtung und veranschaulichten Beispiele, die gezeigt und beschrieben wurden, begrenzt.
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Eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors (11) legt Sollwerte eines Ladeniveaus eines Turboladers (25) und einen Drosselöffnungsgrad eines Drosselventils (15) zum Erreichen einer notwendigen Ansaugluftmenge fest. Bei einem Übergangszustand, bei dem der Sollwert des Ladeniveaus erhöht wird, steuert die Steuervorrichtung das Drosselstellglied (40) derart, dass ein vorliegender Wert des Drosselöffnungsgrads den Sollwert überschreitet, der bei dem Übergangszustand bestimmt wird. Die Steuervorrichtung steuert ebenso die Leistungszufuhr zu dem Unterstützungsmotor (42) derart, dass ein vorliegender Wert des Ladeniveaus kleiner als der Sollwert wird, der bei dem Übergangszustand bestimmt wird.
