DE102005056675A1

DE102005056675A1 - Drosselsteuerelement für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader

Info

Publication number: DE102005056675A1
Application number: DE102005056675A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kariya Sagisaka; Kuniaki Kariya Ueda; Hideaki Kariya Ichihara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2006-06-22
Also published as: JP2006152894A

Abstract

Bei einer Zeit einer Beschleunigung, nachdem eine schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt worden ist, in der eine Drosselposition schrittweise erhöht wird, wird der Öffnungsgrad des Drosselventils (15), der durch eine Drosselposition repräsentiert wird, stark erhöht. Bei einer Zeit einer Verzögerung, nachdem eine schrittweise Drosselschließsteuerung ausgeführt worden ist, in der die Drosselposition schrittweise verringert wird, wird die Drosselposition stark verringert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Drosselsteuerelement für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader. Der Turbolader hat einen Kompressor, der stromaufwärts eines Drosselventils angeordnet ist, um Einlassluft in die Zylinder des Verbrennungsmotors aufzuladen bzw. vorzuverdichten.

JP-06-39917B2 zeigt ein Drosselsteuerelement für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader, in dem ein Drosselventil bei einer vorbestimmten Position für eine voreingestellte Zeitspanne gehalten wird, und dann vollständig geöffnet wird, so dass ein Druckunterschied zwischen einem stromabwärtigen Bereich des Drosselventils und einem Atmosphärendruck stromaufwärts eines Kompressors des Turboladers einen Anstieg der Kompressorgeschwindigkeit beschleunigt, um eine Turboverzögerung bei dem Zeitpunkt einer Beschleunigung zu verringern.

JP-2003-97298A zeigt ein Drosselsteuerelement, in dem die Drosselposition bei einer Position gehalten wird, die größer als ein vorbestimmter Wert ist, so dass ein Pumpstoß- bzw. Verdichtergeräusch beschränkt wird durch ein Beschränken eines starken Anstiegs des Turboladedrucks.

In den vorstehenden Drosselsteuerelementen wird jedoch die Drosselposition bei einer vorbestimmten Position zu der Zeit einer Beschleunigung und einer Verzögerung gehalten, so dass sich die Einlassluftströmungsrate in dieser Zeitspanne kaum ändert. Nachdem diese Zeitspanne vergangen ist, wird die Einlassluftströmungsrate stufenweise stark erhöht. Somit können eine sanfte Beschleunigung und Verzögerung kaum erhalten werden, was das Fahrverhalten verschlechtert.

Wie durch gestrichelte Linien in 2 und 3 gezeigt ist, wenn die Drosselposition stark erhöht oder verringert wird, wird der Turboladedruck zeitweilig sehr steil bzw. stark erhöht oder verringert, so dass eine Einlassluftströmungsrate, die durch einen Luftmengenmesser erfasst wird, relativ zu der tatsächlichen Einlassluftströmungsrate schwankt und das Luft-Kraftstoffverhältnis von dem Zielluftkraftstoffverhältnis abweicht, so dass die Emission erhöht wird.

Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Sachverhalte gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Drosselsteuerelement für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader vorzusehen, das die Abgasemission verringern kann, wobei ein Fahrverhalten zu der Zeit einer Beschleunigung und einer Verzögerung beibehalten wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Drosselsteuerelement für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader eine Beschleunigungsdrosselsteuereinrichtung für ein Ausführen einer schrittweisen Drosselöffnungssteuerung, in der eine Drosselposition, die einen Öffnungsgrad des Drosselventils repräsentiert, schrittweise bei einem frühen Zeitpunkt einer Beschleunigung erhöht wird. Der Turbolader hat einen Kompressor, der stromaufwärts eines Drosselventils in einem Einlassrohr für ein Aufladen einer Einlassluft angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Drosselsteuerelement eine Verzögerungsdrosselsteuereinrichtung für ein Ausführen einer schrittweisen Drosselschließsteuerung, in der eine Drosselposition bei einem frühen Zeitpunkt einer Verzögerung schrittweise verringert wird.

Das 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 denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und in denen:

1 eine schematische Ansicht eines Motorsteuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
2 ein Zeitdiagramm ist, das eine Drosselsteuerung für eine Beschleunigung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Zeitdiagramm ist, das eine Drosselsteuerung für eine Verzögerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das ein Bestimmungsprogramm für ein Ausführen der Beschleunigungsdrosselsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ein Flussdiagramm, das ein Berechnungsprogramm für eine geforderte Drosselposition für eine Beschleunigung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, das ein Berechnungsprogramm für einen geforderten schrittweisen Drosselöffnungsumfang gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ein Flussdiagramm ist, das ein Bestimmungsprogramm für ein Ausführen der Verzögerungsdrosselsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ein Flussdiagramm ist, das ein Berechnungsprogramm für eine geforderte Drosselposition für eine Verzögerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ein Flussdiagramm ist, das ein Berechnungsprogramm für einen geforderten schrittweisen Drosselschließumfang gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
10 ein Flussdiagramm ist, das ein Bestimmungsprogramm für ein Ausführen der Beschleunigungsdrosselsteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
11 ein Flussdiagramm ist, das ein Bestimmungsprogramm für ein Ausführen der Verzögerungsdrosselsteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt; und
12 ein Graph für ein Erklären eines Pumpstoßbereichs ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform ist mit Bezug auf 1 bis 9 beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht eines Motorsteuersystems. Ein Luftreinigungselement 13 ist stromaufwärts von einem Einlassrohr 12 eines Verbrennungsmotors 11 angeordnet. Ein Luftmengenmesser 14, der eine Einlassluftströmungsrate erfasst, ist stromabwärts von dem Luftreinigungselement 13 angeordnet. Ein Kompressor 27 eines Turboladers 25 und ein Zwischenkühler 31 für ein Kühlen von komprimierter Einlassluft sind stromabwärts von dem Luftmengenmesser 14 angeordnet. Ein Drucksensor 39 für ein Erfassen von aufgeladenem Druck (Turboladedruck), ein Drosselventil 15, das durch einen nicht gezeigten Elektromotor angetrieben wird, und ein Drosselpositionssensor 16 sind stromabwärts von dem Zwischenkühler 31 angeordnet. Der Drosselpositionssensor 16 erfasst eine Drosselposition, die einen Öffnungsgrad des Drosselventils 15 repräsentiert.
Ein Ausgleichsbehälter 17, der einen Einlassluftdrucksensor 18 hat, ist stromabwärts von dem Drosselventil 15 vorgesehen. Der Einlassluftdrucksensor 18 erfasst einen Einlassluftdruck. Ein Einlassverteiler 19 ist mit dem Ausgleichsbehälter 17 verbunden. Ein Kraftstoffeinspritzelement 20 ist an dem Einlassverteiler 19 bei einer Umgebung von einem Einlassluftanschluss angeordnet. Eine Zündkerze 21 ist an einem Zylinderkopf des Motors 11 entsprechend jedem Zylinder angeordnet, um ein Luftkraftstoffgemisch in jedem Zylinder zu zünden. Die Zündkerze erzeugt Funken, um ein Luft-Kraftstoffgemisch in dem Zylinder zu zünden.
Ein Auslassrohr 22 des Motors 11 ist mit einem ersten Dreiwegekatalysator 23 und einem zweiten Dreiwegekatalysator 24 versehen, die CO, HC und NOx in dem Abgas reinigen bzw. aufbereiten. Ein erster Abgassensor 40 (ein Luft-Kraftstoffverhältnissensor, ein Sauerstoffsensor), der stromaufwärts von dem Dreiwegekatalysator 25 angeordnet ist, erfasst ein Luftkraftstoffverhältnis des Abgases oder ob das Abgas fett/mager ist. Ein zweiter Abgassensor 41 ist zwischen dem ersten Katalysator 23 und dem zweiten Katalysator 24 angeordnet.
Der Verbrennungsmotor 11, der nachstehend als Motor 11 bezeichnet ist, ist mit einem Turbolader 25 versehen. Der Turbolader 25 hat eine Turbine 26 stromaufwärts von dem ersten Abgassensor 40 und einen Kompressor 27 zwischen dem Luftmengemesser 14 und dem Drosselventil 15. Die Turbine 26 und der Kompressor 27 sind miteinander verbunden. Die Turbine 26, die durch kinetische Energie des Abgases angetrieben wird, treibt den Kompressor 27 an, um die Einlassluft vorzuverdichten.
Das Einlassrohr 12 ist mit einer Einlassumgehungspassage 28 versehen, die den Kompressor 27 umgeht. Ein Luftumgehungsventil 29 ist in der Einlassumgehungspassage 28 vorgesehen, um die Einlassumgehungspassage 28 zu öffnen/schließen. Das Luftumgehungsventil 29 wird nachstehend als das ABV 29 bezeichnet. Das ABV-Unterdruck-Schaltventil 30 steuert den Betrieb des ABV 29.
Das Auslassrohr 22 ist mit einer Auslassumgehungspassage 32 versehen, die die Turbine 26 umgeht. Ein Druckregelventil bzw. Waste-Gate-Ventil 33 ist in der Auslassumgehungspassage 32 vorgesehen, um die Auslassumgehungspassage 32 zu öffnen/schließen. Das Druckregelventil 33 wird nachstehend als das WGV 33 bezeichnet. Das WGV-Unterdruck-Schaltventil 34 steuert den Betrieb des WGV 33.
Ein Kühlmitteltemperatursensor 36, der eine Kühlmitteltemperatur erfasst, und ein Kurbelwinkelsensor 37, der ein Impulssignal für jeden vorbestimmten Kurbelwinkel einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 11 ausgibt, sind an einem Zylinderblock des Motors 11 vorgesehen. Der Kurbelwinkel und eine Motordrehzahl werden auf Basis des Ausgabesignals des Kurbelwinkelsensors 37 erfasst.
Die Ausgaben von den vorstehenden Sensoren werden in eine elektronische Steuereinheit 38 eingegeben, die nachstehend als eine ECU bezeichnet wird. Die ECU 38 hat einen Mikrocomputer, der ein Motorsteuerprogramm ausführt, das in einem ROM (Nur-Lesespeicher) gespeichert ist, um die Position des Drosselventils 15 in solch einer Weise zu steuern, dass eine tatsächliche Drosselposition mit einer geforderten Drosselposition übereinstimmt, und um eine Kraftstoffeinspritzmenge von einem Kraftstoffeinspritzelement 21 und eine Zündzeitabstimmung der Zündkerze 22 auf Basis eines Motorbetriebszustands zu steuern.
Die ECU 38 führt Beschleunigungsdrosselsteuerprogramme aus, die in 4 bis 6 gezeigt sind, um als eine Beschleunigungsdrosselsteuereinrichtung zu funktionieren. Wie in einem Zeitdiagramm in 2 gezeigt ist, in einem Fall, bei dem das Fahrzeug beschleunigt wird, wird die geforderte Drosselposition TArq schrittweise erhöht, um die tatsächliche Drosselposition TA für eine vorbestimmte Zeitspanne schrittweise zu erhöhen. Dieser Prozess wird nachstehend als schrittweise Drosselöffnungssteuerung bezeichnet. Dann wird die geforderte Drosselposition TArq steil erhöht, um die tatsächliche Drosselposition TA stark zu erhöhen. Dadurch wird die Einlassluftströmungsrate (folglich ein Drehmoment) sanft erhöht, um eine sanfte Beschleunigung zu erhalten, und eine zeitweilige steile Erhöhung des Turboladedrucks BP wird beschränkt, um die Steuerbarkeit eines Luft-Kraftstoffverhältnisses während der Beschleunigungszeitspanne zu verbessern.
Die ECU 38 führt Verzögerungsdrosselsteuerprogramme aus, die in 7 bis 9 gezeigt sind, um als eine Verzögerungsdrosselsteuereinrichtung zu funktionieren. Wie in einem Zeitdiagramm in 3 gezeigt ist, in einem Fall, bei dem das Fahrzeug verzögert wird, wird die geforderte Drosselposition TRrq schrittweise verringert, um die tatsächliche Drosselposition TA für eine vorbestimmte Zeitspanne schrittweise zu verringern. Dieser Prozess wird nachstehend als eine schrittweise Drosselschließsteuerung bezeichnet. Dann wird die geforderte Drosselposition TArq steil verringert, um die tatsächliche Drosselposition TA stark zu verringern. Dadurch wird die Einlassluftströmungsrate (folglich ein Drehmoment) sanft verringert, um eine sanfte Verzögerung zu erhalten, und eine temporäre steile Erhöhung des Turboladedrucks BP wird beschränkt, um die Steuerbarkeit eines Luft-Kraftstoffverhältnisses während der Verzögerungszeitspanne zu verbessern.
Die Prozesse der Beschleunigungsdrosselsteuerprogramme und der Verzögerungsdrosselsteuerprogramme werden nachstehend beschrieben.
[Bestimmung der Ausführung der schrittweisen Beschleunigungsdrosselöffnungssteuerung]
Ein Bestimmungsprogramm für ein Ausführen der Beschleunigungsdrosselsteuerung, die in 4 gezeigt ist, wird bei jeder vorbestimmten Zeitspanne ausgeführt, während die ECU 38 an ist. In Schritt 101 wird bestimmt, ob eine schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung eingeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt 101 Nein ist, wird in Schritten 102 bis 104 bestimmt, ob es in einer Beschleunigungszeitspanne ist, in der die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt wird, gemäß der Frage, ob die folgenden drei Bedingungen erfüllt sind.

(i) Eine Beschleunigungselementposition AP ist größer als der vorherige Wert APP in einer Öffnungsrichtung (Schritt 102).
(ii) Ein vorheriger Wert TArq(i-1) einer geforderten Drosselposition ist kleiner als ein vorbestimmter Wert T0, der nahe zu einer vollständig geschlossenen Position ist (Schritt 103).
(iii) Ein vorheriger Wert BP(i-1) des Turboladedrucks ist höher als ein vorbestimmter Druck BP0, der ein wenig höher ist als der Atmosphärendruck (Schritt 104).

Wenn all die vorstehenden Bedingungen (i) bis (iii) erfüllt sind, bestimmt der Computer, dass es in der Beschleunigungsperiode ist, in der die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt wird. Wenn wenigstens eine der vorstehenden Bedingungen (i) bis (iii) nicht erfüllt ist, bestimmt der Computer, dass es nicht in der Beschleunigungszeitspanne ist, um das Programm mit der Markierung auf Aus zu beenden.
Wenn der Computer bestimmt, dass es in der Beschleunigungszeitspanne ist, in der die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt wird, geht die Prozedur weiter zu Schritt 105, in dem die schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung eingeschaltet wird, und ein Zähler eines Steuerzählelements wird zurückgestellt. Das Steuerzählelement zählt eine Betriebszeitspanne, in der die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt wird.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 106, in dem das Steuerzählelement hoch zählt. In Schritt 107 wird bestimmt, ob der Zähler Cn einen vorbestimmten Wert C0 übersteigt. Der vorbestimmte Wert C0 wird in solch einer Weise ermittelt, um einer Zeitspanne zu entsprechen, die für den Einlassdruck P stromabwärts des Drosselventils ausreichend ist, um mit dem Turboladedruck BP zwischen dem Kompressor 27 und dem Drosselventil 15 übereinzustimmen, wenn die schrittweise Drosselöffnungssteuerung gestartet wird.
Wenn die Antwort in Schritt 107 Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 108, in dem die schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung ausgeschaltet wird. Die schrittweise Drosselöffnungssteuerung wird ausgeführt, wenn die Markierung an ist.
[Berechnung einer geforderten Drosselposition für eine Beschleunigung]
Ein Berechnungsprogramm für eine geforderte Drosselposition für eine Beschleunigung, das in 5 gezeigt ist, wird für jede vorbestimmte Zeitspanne ausgeführt, wenn die ECU 38 an ist. In Schritt 201 wird bestimmt, ob die schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung eingeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt 201 Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 202, in dem ein Berechnungsprogramm für einen schrittweisen geforderten Drosselöffnungsumfang, das in 6 gezeigt ist, ausgeführt wird, um einen schrittweisen geforderten Beschleunigungsdrosselöffnungsumfang ΔTArq zu berechnen.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 203, in dem ein aktueller Wert TArq(i) der geforderten Drosselposition berechnet wird durch Addieren des schrittweisen geforderten Beschleungigungsdrosselöffnungsumfangs ΔTArq zu dem vorhergehenden Wert TArq(i-1) der geforderten Drosselposition. TArq(i) = TArq(i-1) + ΔTArq
Dadurch wird die tatsächliche Drosselposition TA schrittweise erhöht durch eine schrittweise Erhöhung der geforderten Drosselposition TArq.
Wenn die Antwort in Schritt 201 Nein ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 204, in dem die geforderte Drosselposition TArq gemäß der Position eines Beschleunigungselements berechnet wird. Nachdem die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt worden ist, wird die geforderte Drosselposition TArq steil erhöht, um die tatsächliche Drosselposition stark zu erhöhen.
[Berechnung eines schrittweisen Erhöhungsumfangs einer geforderten Drosselposition für eine Beschleunigung]
Ein Berechnungsprogramm für einen schrittweisen Erhöhungsumfang der geforderten Drosselposition für eine Beschleunigung, das in 6 gezeigt ist, ist eine Subroutine, die in Schritt 202 in 5 ausgeführt wird. In Schritt 301 wird der Turboladedruck BP ausgelesen, der durch den Turboladedrucksensor 39 erfasst wird. In Schritt 302 wird die tatsächliche Drosselposition TA ausgelesen, die durch den Drosselpositionssensor 16 erfasst wird.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 303, in dem ein schrittweiser Erhöhungsumfang einer geforderten Drosselposition ΔTA für eine Beschleunigung auf Basis eines Kennfelds gemäß dem Turboladedruck BP und der tatsächlichen Drosselposition TA berechnet wird. Das Kennfeld von ΔTA ist in solch einer Weise eingerichtet, dass eine Erhöhungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Drosselposition TA um ein oberes Limit herum ist, um einen rapiden Abfall des Turboladedrucks BP zu beschränken.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 304, in der bestimmt wird, ob die schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung eingeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt 304 Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 305, in dem der schrittweise Erhöhungsumfang einer geforderten Drosselposition ΔTA(i) für eine Beschleunigung, der in dem RAM gespeichert ist, auf den aktuellen Wert ΔTA aktualisiert wird. ΔTA(i) = ΔTA
Wenn die Antwort in Schritt 304 Nein ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 306, in dem der schrittweise Erhöhungsumfang der geforderten Drosselposition ΔTA(i) für eine Beschleunigung, der in einem RAM gespeichert ist, als der vorherige Wert ΔTA(i-1) gehalten wird. ΔTA(i) = ΔTA(i-1)
[Bestimmung der Ausführung der schrittweisen Verzögerungsdrosselschließsteuerung]
Ein Bestimmungsprogramm der Ausführung der Verzögerungsdrosselsteuerung, das in 7 gezeigt ist, wird bei jeder vorbestimmten Zeitspanne ausgeführt, während die ECU 38 an ist. In Schritt 104 wird bestimmt, ob eine schrittweise Drosselschließsteuerungsausführungsmarkierung eingeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt 401 Nein ist, wird in Schritten 402 bis 404 bestimmt, ob es in einer Verzögerungszeitspanne ist, in der die schrittweise Drosselschließsteuerung ausgeführt wird, gemäß der Frage, ob die folgenden drei Bedingungen erfüllt sind.

(i) Eine Beschleunigungselementposition AP ist kleiner als der vorherige Wert AP1 in einer Öffnungsrichtung (Schritt 402).
(ii) Ein vorheriger Wert TArq(i-1) einer geforderten Drosselposition ist größer als ein vorbestimmter Wert T1, der nahe einer vollständig geöffneten Position ist (Schritt 403).
(iii) Ein vorheriger Wert BP(i-1) des Turboladedrucks ist höher als ein vorbestimmter Druck BP1, der ein weniger höher als der Atmosphärendruck ist (Schritt 404).

Wenn all die vorstehenden Bedingungen (i) – (iii) erfüllt sind, bestimmt der Computer, dass es in der Beschleunigungszeitspanne ist, in der die schrittweise Drosselschließsteuerung ausgeführt wird. Wenn wenigstens eine der vorstehenden Bedingungen (i) – (iii) nicht erfüllt ist, bestimmt der Computer, dass es nicht in der Verzögerungszeitspanne ist, um das Programm mit der Markierung auf Aus zu beenden.
Wenn der Computer bestimmt, dass es in der Verzögerungszeitspanne ist, in der die schrittweise Drosselschließsteuerung ausgeführt wird, geht die Prozedur weiter zu Schritt 405, in dem die schrittweise Drosselschließsteuerungsausführungsmarkierung eingeschaltet wird, und ein Zähler eines Steuerzählelements wird zurückgestellt. Das Steuerzählelement zählt eine Betriebszeitspanne, in der die schrittweise Drosselschließsteuerung ausgeführt wird.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 406, in dem der Zähler hoch zählt. In Schritt 407 wird bestimmt, ob der Zähler Cn einen vorbestimmten Wert C1 übersteigt. Der vorbestimmte Wert C1 wird in solch einer Weise ermittelt, um einer Zeitspanne zu entsprechen, die für den Turboladedruck BP ausreichend ist, um niedriger zu werden als ein Wert vor einer Verzögerung, wenn die schrittweise Drosselöffnungssteuerung gestartet wird.
Wenn in Schritt 407 die Antwort Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 408, in dem die schrittweise Drosselschließsteuerungsausführungsmarkierung ausgeschaltet wird. Die schrittweise Drosselschließsteuerung wird ausgeführt, wenn die Markierung an ist.
[Berechnung der geforderten Drosselposition für eine Verzögerung]
Ein Berechnungsprogramm für eine geforderte Drosselposition für eine Verzögerung, das in 8 gezeigt ist, wird zu jeder vorbestimmten Zeitspanne ausgeführt, wenn die ECU 38 eingeschaltet ist. In Schritt 501 wird bestimmt, ob die schrittweise Drosselschließsteuerungsausführungsmarkierung eingeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt 501 Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 502, in dem ein Berechnungsprogramm für einen schrittweisen Verringerungsumfang der geforderten Drosselposition für eine Verzögerung, das in 9 gezeigt ist, ausgeführt wird, um einen schrittweisen Verringerungsumfang der geforderten Drosselposition ΔTArq für eine Verzögerung zu berechnen.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 503, in dem ein aktueller Wert TArq(i) der geforderten Drosselposition berechnet wird durch Abziehen des schrittweisen geforderten Verzögerungsdrosselschließumfangs ΔTArq von dem vorherigen Wert TArq(i-1) der geforderten Drosselposition. TArq(i) = TArq(i-1) – ΔTArq
Dadurch wird die tatsächliche Drosselposition TA schrittweise verringert durch ein schrittweises Verringern der geforderten Drosselposition TArq.
Wenn die Antwort in Schritt 501 Nein ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 504, in dem die geforderte Drosselposition TArq auf Basis der Beschleunigungselementposition berechnet wird. Dadurch wird die geforderte Drosselposition TArq stark verringert, nachdem die schrittweise Drosselschließsteuerung ausgeführt worden ist, so dass die tatsächliche Drosselposition TA stark verringert wird.
[Berechnung eines schrittweisen Verringerungsumfangs der geforderten Drosselposition für eine Verzögerung]
Ein Berechnungsprogramm für einen schrittweisen Verringerungsumfang der geforderten Drosselposition für eine Verzögerung, das in 9 gezeigt ist, ist eine Subroutine, die in Schritt 502 in 5 ausgeführt wird. In Schritt 601 wird der Turboladedruck BP ausgelesen, der durch den Turboladedrucksensor 39 erfasst wird. In Schritt 602 wird die tatsächliche Drosselposition TA ausgelesen, die durch den Drosselpositionssensor 16 erfasst wird.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 603, in dem ein schrittweiser Verringerungsumfang der geforderten Drosselposition ΔTA für eine Verzögerung auf Basis eines Kennfelds gemäß dem Turboladedruck BP und der tatsächlichen Drosselposition TA berechnet wird. Das Kennfeld von ΔTA ist in solch einer Weise eingerichtet, dass eine Verringerungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Drosselposition TA um einen oberen Grenzwert herum ist, um einen schnellen Anstieg des Turboladedrucks BP zu beschränken.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 604, in dem bestimmt wird, ob die schrittweise Drosselschließsteuerungsausführungsmarkierung eingeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt 604 Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 605, in dem der schrittweise Verringerungsumfang der geforderten Drosselposition ΔTA(i) für eine Verzögerung, der in dem RAM gespeichert ist, auf den aktuellen Wert ΔTA aktualisiert wird. ΔTA(i) = ΔTA
Wenn die Antwort in Schritt 604 Nein ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 606, in dem der schrittweise Verringerungsumfang der geforderten Drosselposition ΔTA(i) für eine Verzögerung, der in dem RAM gespeichert ist, als der vorherige Wert ΔTA(i-1) gehalten wird. ΔTA(i) = ΔTA(i-1)
Gemäß der ersten Ausführungsform, in einem Fall, bei dem das Fahrzeug beschleunigt wird, wird die geforderte Drosselposition TArq schrittweise erhöht, um die tatsächliche Drosselposition TA für eine vorbestimmte Zeitspanne schrittweise zu erhöhen, das heißt, die schrittweise Drosselöffnungssteuerung wird ausgeführt. Dann wird die geforderte Drosselposition TArq steil erhöht, um die tatsächliche Drosselposition TA stark zu erhöhen. Dadurch wird die Einlassluftströmungsrate (folglich ein Drehmoment) sanft erhöht, und nicht stufenweise, um eine sanfte Beschleunigung zu erhalten, und ein zeitweiser steiler Anstieg des Turboladedrucks BP wird beschränkt, um die Steuerbarkeit eines Luft-Kraftstoffverhältnisses zu verbessern und die Emission während der Beschleunigungszeitspanne zu verringern.
Daneben wird, wie in einem Zeitdiagramm in 3 gezeigt ist, in einem Fall, bei dem das Fahrzeug verzögert wird, die geforderte Drosselposition TArq schrittweise verringert, um die tatsächliche Drosselposition TA für eine vorbestimmte Zeitspanne schrittweise zu verringern. Dann wird die geforderte Drosselposition TArq steil verringert, um die tatsächliche Drosselposition stark zu verringern. Dadurch wird die Einlassluftströmungsrate (folglich ein Drehmoment) sanft verringert, um eine sanfte Verzögerung zu erhalten, und eine zeitweilige steile Erhöhung des Turboladedrucks wird beschränkt, um die Steuerbarkeit eines Luft-Kraftstoffverhältnisses zu verbessern und die Emission während der Verzögerungszeitspanne zu reduzieren. Des weiteren beschränkt die schrittweise Drosselschließsteuerung eine steile Erhöhung des Turboladedrucks BP bevor das ABV 29 und das WGV 33 geöffnet werden, so dass die Anzahl der Operationen des ABV 29 und des WGV 33 verringert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben ist, weil die steile Erhöhung und Abnahme des Turboladedrucks BP beschränkt ist, ist eine Abweichung des geschätzten Werts der Einlassluftströmung gemäß dieser Ausführungsform beschränkt, um die Genauigkeit der Schätzung zu verbessern. Und die geforderte Drosselposition ist relativ stabil, so dass die Drehmomentänderung auch beschränkt wird.
Die Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Drosselposition TA kann nahe dem oberen Limit eingestellt werden, in dem die steile Erhöhung und Abnahme des Turboladedrucks BP beschränkt werden, so dass die Beschleunigungsantwort und die Verzögerungsantwort bei einem geeigneten Wert aufrecht erhalten werden können.
(Zweite Ausführungsform)
Mit Bezug auf 10 bis 12 ist nachstehend eine zweite Ausführungsform beschrieben. In der zweiten Ausführungsform wird die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt, bis die tatsächliche Drosselposition TA höher bzw. größer wird als ein vorbestimmter Wert bei der Zeit der Beschleunigung, durch Ausführen eines Programms, das in 10 gezeigt ist, und die schrittweise Drosselschließsteuerung wird ausgeführt, bis die tatsächliche Drosselposition TA niedriger ist als ein vorbestimmter Wert bei der Zeit einer Verzögerung, durch Ausführen eines Programms, das in 11 gezeigt ist.
10 zeigt ein Bestimmungsprogramm für ein Ausführen der schrittweisen Beschleunigungsdrosselöffnungssteuerung, und 11 zeigt ein Bestimmungsprogramm für ein Ausführen der schrittweisen Verzögerungsdrosselschließsteuerung.
Wenn bestimmt ist, dass eine schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung in Schritt 101 in 10 eingeschaltet ist, wird bestimmt, ob es in einer Beschleunigungsperiode ist, in der die schrittweise Drosselöffnungssteuerung in Schritten 102 bis 104 ausgeführt wird. Wenn bestimmt ist, dass es in der Beschleunigungsperiode ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 105a, um die schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung einzuschalten.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 107a, in dem bestimmt wird, ob die tatsächliche Drosselposition größer ist als ein vorbestimmter Wert TA2, der eine Drosselposition ist, in der der Einlassluftdruck P mit dem Turboladedruck BP übereinstimmt. Nachdem der Einlassluftdruck P gleich dem Turboladedruck BP geworden ist, nimmt der Turbolacedruck nicht steil ab, sogar dann nicht, wenn die Drosselposition stark erhöht wird.
Wenn die Antwort in Schritt 107a Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 108, in dem die schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung ausgeschaltet wird, wobei die schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung an ist, um die schrittweise Drosselöffnungssteuerung auszuführen, bis die tatsächliche Drosselposition TA höher ist als der vorbestimmte Wert bei der Zeit einer Beschleunigung.
Wenn bestimmt ist, dass eine schrittweise Drosselschließsteuerungsausführungsmarkierung in Schritt 401 in 11 eingeschaltet ist, wird bestimmt, ob es in einer Verzögerungsperiode ist, in der die schrittweise Drosselschließsteuerung in Schritten 402 bis 404 ausgeführt wird. Wenn es bestimmt ist, dass es in der Verzögerungsperiode ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 405a, um die schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung einzuschalten.
Dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 407a, in dem bestimmt wird, ob die tatsächliche Drosselposition TA kleiner ist als ein vorbestimmter Wert TA3, der eine Drosselposition ist, in der der Turboladedruck BP kleiner ist als ein vorhergehender Wert vor einer Verzögerung. Nachdem der Turboladedruck BP der Wert vor der Verzögerung geworden ist, erhöht sich der Turboladedruck BP nicht steil, sogar dann nicht, wenn die Drosselposition stark verringert wird.
Wenn die Antwort in Schritt 407a Ja ist, geht die Prozedur weiter zu Schritt 408, in dem die schrittweise Drosselschließsteuerungsausführungsmarkierung ausgeschaltet wird, wobei die schrittweise Drosselöffnungssteuerungsausführungsmarkierung an ist, um die schrittweise Drosselschließsteuerung auszuführen, bis die tatsächliche Drosselposition TA geringer ist als der vorbestimmte Wert bei der Zeit einer Verzögerung.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt, bis die tatsächliche Drosselposition TA größer ist als der vorbestimmte Wert, in dem der Einlassluftdruck P mit dem Turboladedruck BP übereinstimmt. Somit wurde die schrittweise Drosselöffnungssteuerung fortlaufend ausgeführt, sogar wenn die tatsächliche Drosselposition TA bei der Zeit einer Beschleunigung stark erhöht wurde. Daneben kann die schrittweise Drosselöffnungssteuerung bis zu einer Zeit ausgeführt werden, in der der Einlassluftdruck P, der durch den Einlassluftdrucksensor 18 erfasst wird, mit dem Turboladedruck BP übereinstimmt, der durch den Turboladedrucksensor 39 erfasst wird, bei der Zeit einer Beschleunigung.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird die schrittweise Drosselschließsteuerung ausgeführt, bis die tatsächliche Drosselposition TA kleiner ist als der vorbestimmte Wert, in dem der Turboladedruck BP kleiner wird als der vorherige Wert. Somit ist die schrittweise Drosselschließsteuerung fortlaufend ausgeführt worden, sogar wenn die tatsächliche Drosselposition TA bei der Zeit einer Verzögerung stark verringert worden ist. Daneben kann die schrittweise Drosselschließsteuerung bis zu einer Zeit ausgeführt werden, in der der Turboladedruck BP, der durch den Turboladedrucksensor erfasst wird, kleiner wird als der vorherige Wert davon.
Wenn die Drosselposition stark erhöht wird bei der Zeit einer Verzögerung, kann ein Pumpstoß- bzw. Verdichtungsgeräusch bei einem Pumpstoßbereich erzeugt werden, wie in 12 gezeigt ist. Die Drosselposition, in der die schrittweise Drosselschließsteuerung beendet wird, kann so festgelegt sein, dass sie außerhalb des Pumpstoßbereichs ist, so dass das Pumpstoßgeräusch beschränkt bzw. verhindert werden kann. In 12 repräsentiert Pd einen Druck stromabwärts von dem Kompressor, und Pu repräsentiert einen Druck stromaufwärts von dem Kompressor.
In der ersten und zweiten Ausführungsform, während der schrittweisen Drosselschließsteuerung oder der schrittweisen Drosselöffnungssteuerung, wird der geforderte schrittweise Drosseländerungsumfang ΔTA gemäß dem Turboladedruck und der tatsächlichen Drosselposition TA berechnet, um die Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Drosselposition TA zu ermitteln. Alternativ kann die Änderungsgeschwindigkeit der Drosselposition auf Basis wenigstens eines von dem Turboladedruck BP, dem Einlassluftdruck P, der geforderten Drosselposition TArq, der tatsächlichen Drosselposition TA und der Einlassluftströmungsrate vor oder während der schrittweisen Drosselöffnungssteuerung oder der schrittweisen Drosselschließsteuerung ermittelt werden.
Bei einer Zeit einer Beschleunigung, nachdem eine schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt worden ist, in der eine Drosselposition schrittweise erhöht wird, wird der Öffnungsgrad des Drosselventils (15), der durch eine Drosselposition repräsentiert wird, stark erhöht. Bei einer Zeit einer Verzögerung, nachdem eine schrittweise Drosselschließsteuerung ausgeführt worden ist, in der die Drosselposition schrittweise verringert wird, wird die Drosselposition stark verringert.

Claims

Drosselsteuerelement für einen Verbrennungsmotor (11) mit einem Turbolader (25), der einen Kompressor (27) hat, der stromaufwärts von einem Drosselventil (15) in einem Einlassrohr (12) für ein Aufladen einer Einlassluft angeordnet ist, wobei das Drosselsteuerelement folgende Elemente hat: eine Beschleunigungsdrosselsteuereinrichtung (38) für ein Ausführen einer schrittweisen Drosselöffnungssteuerung, in der eine Drosselposition, die einen Öffnungsgrad des Drosselventils (15) repräsentiert, bei einem frühen Zeitpunkt einer Beschleunigung schrittweise erhöht wird.
Drosselsteuerelement gemäß Anspruch 1, wobei die Beschleunigungsdrosselsteuereinrichtung (38) eine Erhöhungsgeschwindigkeit der Drosselposition auf Basis von wenigstens einem von einem Fahrzustand vor der schrittweisen Drosselöffnungssteuerung, einem Turboladedruck zwischen dem Kompressor (27) und dem Drosselventil (15), der Drosselposition und einer Einlassluftströmungsrate ermittelt, wenn die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt wird.
Drosselsteuerelement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschleunigungsdrosselsteuereinrichtung (38) die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausführt, bis die Drosselposition größer wird als eine vorbestimmte Position, bei einer Zeit einer Beschleunigung.
Drosselsteuerelement gemäß Anspruch 3, wobei die vorbestimmte Position eine Drosselposition ist, in der der Einlassluftdruck stromabwärts des Drosselventils (15) mit einem Turboladedruck zwischen dem Kompressor (27) und dem Drosselventil (15) übereinstimmt.
Drosselsteuerelement für einen Verbrennungsmotor (11) mit einem Turbolader (25), der einen Kompressor (27) hat, der stromaufwärts von einem Drosselventil (15) in einem Einlassrohr (12) für ein Aufladen einer Einlassluft angeordnet ist, wobei das Drosselsteuerelement folgende Elemente hat: eine Verzögerungsdrosselsteuereinrichtung (38) für ein Ausführen einer schrittweisen Drosselschließsteuerung, in der eine Drosselposition, die einen Öffnungsgrad des Drosselventils (15) repräsentiert, bei einem frühen Zeitpunkt einer Verzögerung schrittweise verringert wird.
Drosselsteuerelement gemäß Anspruch 5, wobei die Verzögerungsdrosselsteuereinrichtung (38) eine Verringerungsgeschwindigkeit der Drosselposition auf Basis von wenigstens einem von einem Fahrzustand vor der schrittweisen Drosselschließsteuerung, einem Turboladedruck zwischen dem Kompressor (27) und dem Drosselventil (15), der Drosselposition und einer Einlassluftströmungsrate ermittelt, wenn die schrittweise Drosselöffnungssteuerung ausgeführt wird.
Drosselsteuerelement gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Verzögerungsdrosselsteuereinrichtung (38) die schrittweise Drosselschließsteuerung ausführt, bis die Drosselposition geringer wird als eine vorbestimmte Position bei einer Zeit einer Verzögerung.
Drosselsteuerelement gemäß Anspruch 7, wobei die vorbestimmte Position eine Drosselposition ist, in der ein Turboladedruck zwischen dem Kompressor (27) und dem Drosselventil (15) kleiner ist als ein Turboladedruck bevor einer Verzögerung.
Drosselsteuerelement gemäß Anspruch 7, wobei die vorbestimmte Position eine Drosselposition ist, die außerhalb eines Pumpstoßbereichs ist, in dem ein Pumpstoß erzeugt wird.