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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für einen
Verbrennungsmotor, der eine Ladevorrichtung hat.
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Herkömmlicherweise
ist eine Ladevorrichtung wie ein Turbolader stromaufwärts von
einem Drosselventil in einem Einlasssystem eines Verbrennungsmotors
vorgesehen. In einem Betrieb des Motors ändert sich ein Ladedruck in
einem Übergangszustand.
In diesem Übergangszustand
kann sich eine Einlassluftmenge nicht schnell ändern aufgrund einer Verzögerung einer
Ladedruckantwort (Ladedruckansprechverhalten). Demzufolge kann in
diesem Übergangszustand
ein Drehmoment eine Schwankung verursachen. Gemäß JP-A-2001-152915 und JP-A-2001-82197
wird ein Zielladedruck korrigiert unter Berücksichtigung der Verzögerung des
tatsächlichen
Ladedrucks bezüglich
einem Zielladedruck für
ein Verbessern der Übergangszustandsantwort.
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Eine
Einlassluftmenge, die durch das Drosselventil hindurch geht, ändert sich
in Abhängigkeit einer
Beziehung zwischen einem Druck (Ladedruck) stromaufwärts von
dem Drosselventil und einem Druck (Einlassdruck) stromabwärts von
dem Drosselventil in dem Verbrennungsmotor, der die Ladevorrichtung
hat. Demzufolge wird ein Zielöffnungsgrad
(Zieldrosselöffnung)
von dem Drosselventil entsprechend einem Druckverhältnis festgelegt,
das durch Teilen des Zielladedrucks durch den Ladedruck berechnet
wird, so dass die Einlassluftmenge gemäß der Zieldrosselöffnung gesteuert
wird.
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In
der herkömmlichen
Struktur tritt jedoch folgendes Problem in einem Übergangsbetrieb
des Fahrzeugs auf. Wenn das Fahrzeug z. B. beschleunigt, wird der
Zielladedruck gemäß der momentanen Gaspedalposition
und dergleichen berechnet, und der Ladedruck wird auf Basis des
Zielladedrucks gesteuert. In diesem Fall ändert sich der tatsächliche Ladedruck,
um der Zielladedruck zu werden, und der tatsächliche Ladedruck kann den
Zielladedruck überschreiten.
Wenn die Drosselöffnung
auf Basis des tatsächlichen
Ladedrucks gesteuert wird, schwankt deshalb die Drosselöffnung,
und als eine Folge kann die Einlassluftmenge nicht genau gesteuert
werden.
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In
Anbetracht des voranstehenden und anderen Problemen, ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Steuergerät für einen Verbrennungsmotor zu
produzieren, wobei das Steuergerät zuverlässig einen Öffnungsgrad
einer Drosselvorrichtung für
ein genaues Steuern einer Einlassluftmenge steuern kann.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät für einen
Verbrennungsmotor verwendet. Der Verbrennungsmotor hat ein Drosselventil
und eine Ladeeinrichtung. Das Drosselventil ist in einem Einlasssystem
des Verbrennungsmotors vorgesehen. Das Drosselventil steuert eine Einlassluftmenge.
Die Ladeeinrichtung ist stromaufwärts von dem Drosselventil vorgesehen.
Die Ladeeinrichtung setzt Einlassluft unter Druck. Das Steuergerät hat eine
Steuereinrichtung, die einen Zielladedruck einstellt. Die Steuereinrichtung
steuert einen Ladedruck gemäß dem Zielladedruck.
Die Steuereinrichtung steuert einen Öffnungsgrad des Drosselventils
unter Verwendung eines Ladedrucks und eines Einlassdrucks als Parameter.
Der Ladedruck ist Druck stromaufwärts von dem Drosselventil.
Der Einlassdruck ist Druck stromabwärts von dem Drosselventil.
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Die
Steuereinrichtung hat eine Übergangsbewertungseinrichtung
und eine Parameterschalteinrichtung. Die Übergangsbewertungseinrichtung
bewertet ob ein vorliegender Zustand in einem vorbestimmten Übergangszustand
ist. Die Parameterschalteinrichtung verwendet eines von einem tatsächlichen
Ladedruck und Ladedruckdaten als einen Steuerparameter des Öffnungsgrads
des Drosselventils, wenn die Übergangsbewertungseinrichtung bestimmt,
dass der vorliegende Zustand in dem vorbestimmten Übergangszustand
ist. Die Ladedruckdaten beziehen den tatsächlichen Ladedruck ein. Die Parameterschalteinrichtung
verwendet den Zielladedruck als den Steuerparameter des Öffnungsgrads des
Drosselventils, wenn die Übergangsbewertungseinrichtung
bestimmt, dass der vorliegende Zustand außerhalb des vorbestimmten Übergangszustands ist.
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Alternativ
hat die Steuereinrichtung eine Abweichungsbewertungseinrichtung
und eine Parameterschalteinrichtung. Die Abweichungsbewertungseinrichtung
bewertet, ob eine Druckabweichung gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert
ist. Die Druckabweichung ist eine Abweichung des Zielladedrucks
von einem tatsächlichen
Ladedruck. Die Parameterschalteinrichtung verwendet eines von dem
tatsächlichen
Ladedruck und Ladedruckdaten als einen Steuerparameter des Öffnungsgrads
des Drosselventils, wenn die Abweichungsbewertungseinrichtung bestimmt,
dass die Druckabweichung gleich oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert
ist. Die Ladedruckdaten beziehen den tatsächlichen Ladedruck ein. Die
Parameterschalteinrichtung verwendet den Zielladedruck als den Steuerparameter
des Öffnungsgrads
des Drosselventils, wenn die Abweichungsbewertungseinrichtung bestimmt,
dass die Druckabweichung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert
ist.
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Alternativ
hat die Steuereinrichtung eine Ladedruckbewertungseinrichtung und
eine Parameterschalteinrichtung. Die Ladedruckbewertungseinrichtung
bewertet, ob ein tatsächlicher
Ladedruck größer ist
als der Zielladedruck. Die Parameterschalteinrichtung verwendet
den Zielladedruck als einen Steuerparameter des Öffnungsgrads des Drosselventils, wenn
die Ladedruckbewertungseinrichtung bestimmt, dass der tatsächliche
Ladedruck gleich oder größer als
der Zielladedruck ist. Die Parameterschalteinrichtung verwendet
eines von dem tatsächlichen Ladedruck
und Ladedruckdaten als den Steuerparameter des Öffnungsgrads des Drosselventils,
wenn die Ladedruckbewertungseinrichtung bestimmt, dass der tatsächliche
Ladedruck geringer ist als der Zielladedruck. Die Ladedruckdaten
beziehen den tatsächlichen
Ladedruck ein.
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Ein
Steuerverfahren wird für
einen Verbrennungsmotor verwendet, der ein Drosselventil und eine
Ladeeinrichtung hat. Das Steuerverfahren hat die folgenden Prozesse.
Ein Ladedruck wird gemäß einem
Zielladedruck gesteuert, wobei die Ladeinrichtung verwendet wird.
Ein Öffnungsgrad
des Drosselventils wird gesteuert, wobei ein tatsächlicher
Ladedruck und ein Einlassdruck als Parameter verwendet werden, um
eine Einlassluftmenge einzustellen.
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Das
Steuerverfahren hat desweiteren die folgenden Prozesse. Es wird
bewertet, ob ein vorliegender Zustand in einem vorbestimmten Übergangszustand
ist. Ein Steuerparameter des Öffnungsgrads des
Drosselventils wird von dem Zielladedruck zu einem von dem tatsächlichen
Ladedruck und Ladedruckdaten geschalten, wenn der vorliegende Zustand
in dem vorbestimmten Übergangszustand
ist. Die Ladedruckdaten werden durch Einbeziehen des tatsächlichen
Ladedrucks berechnet. Der Steuerparameter des Öffnungsgrads des Drosselventils
wird von dem einen von dem tatsächlichen
Ladedruck und den Ladedruckdaten zu dem Zielladedruck geschaltet,
wenn der vorliegende Zustand außerhalb
von dem vorbestimmten Übergangszustand
ist.
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Alternativ
hat das Steuerverfahren desweiteren die folgenden Prozesse. Es wird
bewertet, ob eine Druckabweichung gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert
ist. Die Druckabweichung ist eine Abweichung des Zielladedrucks
von einem tatsächlichen
Ladedruck. Ein Steuerparameter des Öffnungsgrads des Drosselventils
wird von dem Zielladedruck zu einem von einem tatsächlichen
Ladedruck und Ladedruckdaten geschaltet, wenn die Druckabweichung
gleich oder größer als
der vorbestimmte Schwellenwert ist. Die Ladedruckdaten werden durch
Einbeziehen des tatsächlichen
Ladedrucks berechnet. Der Steuerparameter des Öffnungsgrads des Drosselventils
wird von dem einen von dem tatsächlichen
Ladedruck und den Ladedruckdaten zu dem Zielladedruck geschaltet,
wenn die Druckabweichung geringer ist als der vorbestimmte Schwellenwert.
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Alternativ
hat das Steuerverfahren die folgenden Prozesse. Es wird bewertet,
ob ein tatsächlicher
Ladedruck größer ist
als der Zielladedruck. Ein Steuerparameter des Öffnungsgrads des Drosselventils
wird von einem von einem tatsächlichen
Ladedruck und Ladedruckdaten zu dem Zielladedruck geschaltet, wenn
der tatsächliche
Ladedruck gleich oder größer als
der Zielladedruck ist. Die Ladedruckdaten werden durch Einbeziehen
des tatsächlichen Ladedrucks
berechnet. Der Steuerparameter des Öffnungsgrads des Drosselventils
wird von dem Zielladedruck zu dem einen von dem tatsächlichen
Ladedruck und den Ladedruckdaten geschaltet, wenn der tatsächliche
Ladedruck niedriger ist als der Zielladedruck.
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Somit
kann ein Schwanken des Öffnungsgrads
des Drosselventils beschränkt
werden, nach einer Änderung
von dem Übergangszustand
zu dem Zustand, der außerhalb
des Überganszustands
ist.
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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 den Zeichnungen ist:
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1 ein
schematisches Diagramm, das ein Steuergerät für einen Verbrennungsmotor gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Blockdiagramm, das eine Berechnungslogik des Steuergeräts gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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3 ein
Graph, der eine Beziehung zwischen einer Zieleinlassmenge, einem
Zieleinlassdruck und einem Zielladedruck gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt;
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4 ein
Graph, der eine Beziehung zwischen einer Einlassmenge und einem
Gewichtungskoeffizienten A gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm, das eine Berechnungsroutine der Zieldrosselöffnung gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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6 ein
Flussdiagramm, das eine Berechnungsroutine des Gewichtungskoeffizienten
A gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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7 ein
Zeitablaufdiagramm, das Steuerungen zeigt, wenn ein Fahrzeug beschleunigt,
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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8 ein
Flussdiagramm, das eine Berechnungsroutine des Gewichtungskoeffizienten
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ein
Zeitablaufdiagramm ist, das Steuerungen zeigt, wenn das Fahrzeug
beschleunigt, gemäß der zweiten
Ausführungsform;
und
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10 ein
Flussdiagramm, das eine Berechnungsroutine des Gewichtungskoeffizienten
A gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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(Erste 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 durch Verwendung eines Drosselbetätigungselements 15,
wie ein Gleichstrommotor, bewirkt bzw. verstellt. Das Drosselbetätigungselement 15 dient
als eine Drosselöffnungssteuereinrichtung.
Das Drosselventil 14 dient als eine Einlassluftsteuereinrichtung.
Das Drosselventil 14 und das Drosselbetätigungselement 15 bilden
eine elektronische Drosselvorrichtung. 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
von dem Drosselventil 14. D. h. der Ladedrucksensor 12 erfasst
einen Ladedruck einer Ladevorrichtung. Der Einlasstemperatursensor 13 erfasst eine
Temperatur einer Einlassluft stromaufwärts von dem Drosselventil 14.
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Ein
Ausgleichsbehälter 16 ist
stromabwärts von
dem Drosselventil 14 vorgesehen. Der Ausgleichsbehälter 16 hat
einen Einlassdrucksensor 17 für ein Erfassen von Druck (Einlassdruck)
einer Einlassluft stromabwärts
von dem Drosselventil 14. Der Ausgleichsbehälter 16 ist
mit einem Einlassverteiler 18 für ein Einleiten von Luft in jeweilige
Zylinder des Verbrennungsmotors 10 verbunden. Kraftstoffeinspritzventile 19 sind
jeweils in der Umgebung von Einlassanschlüssen von Zylindern in dem Einlassverteiler 18 vorgesehen.
Jedes Kraftstoffeinspritzventil 19 wird unter Verwendung
eines Solenoids bzw. Magneten betrieben für ein Einspritzen von Kraftstoff
in den jeweiligen Einlassanschluss.
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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.
Abgas wird nach einem Verbrennen des Gasgemisches zu dem Auslassrohr 24 durch Öffnen des
Auslassventils 22 ausgelassen. Eine Zündkerze 25 ist an
einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 10 vorgesehen.
Hochspannung wird auf die Zündkerze 25 über eine
Zündungsvorrichtung
bei einer vorbestimmten Zündzeitabstimmung
aufgebracht. Die Zündvorrichtung
ist aus einer Zündspule
(nicht dargestellt) und dergleichen aufgebaut. 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 Kurbelwellensensor 27 vorgesehen
sind. Der Wassertemperatursensor 26 erfasst eine Temperatur von
Kühlwasser
des Verbrennungsmotors 10. Wenn sich der Motor 10 dreht, überträgt der Kurbelwellensensor 27 ein
rechteckiges Kurbelwinkelsignal bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel,
wie 30° Ca
(Kurbelwinkel).
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Ein
Turbolader 30 ist zwischen dem Einlassrohr 11 und
dem Auslassrohr 24 vorgesehen. Der Turbolader 30 dient
als eine Ladeeinrichtung. 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 32 über
eine Rotationswelle 33 verbunden. Eine Umgehungspassage 34 ist
zwischen dem stromaufwärtigen
Bereich des Verdichterrads 31 in dem Einlassrohr 11 und
dem stromabwärtigen
Bereich des Verdichterdrahts 31 in dem Einlassrohr 11 vorgesehen.
Ein Luftumgehungsventil (ABV) 35 ist in der Umgehungspassage 34 vorgesehen.
Der stromaufwärtige
und stromabwärtige
Bereich des Turbinenrads 32 in dem Auslassrohr 24 sind
durch eine Umgehungspassage 36 verbunden. Die Umgehungspassage 36 hat
ein Ladedruckregelventil (Waste-Gate-Ventil WGV) 37.
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Das
Turbinenrad wird in dem Turbolader 30 durch Abgas gedreht,
das durch das Auslassrohr 24 strömt. Die Drehkraft des Turbinenrads 32 wird
zu dem Verdichterrad 31 über die Rotationswelle 33 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 (vorverdichtet). In diesem
Zustand wird das Luftumgehungsventil 35 geöffnet, so
dass ein Ladedruck stromabwärts
von dem Turbolader 30 zu dem stromaufwärtigen Bereich des Turboladers 30 so
hin entlüftet
bzw. freigesetzt wird, dass eine übermäßige Aufladung beschränkt wird. Zusätzlich wird
eine übermäßige Aufladung
durch Öffnung
des Ladedruckregelventils 37 beschränkt.
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Das
Ladedruckregelventil 37 dient als eine Ladezustandsänderungseinrichtung,
die einen Aufladezustand regeln kann. Als nächstes wird ein Beispiel des
Aufbaus des Ladedruckregelventils 37 beschrieben. Das Ladedruckregelventil 37 hat
ein Betätigungselement,
das aus einem beweglichen Abschnitt und einem Druckregelventil aufgebaut
ist. Der bewegliche Abschnitt wird unter Verwendung einer Membran
betätigt.
Das Druckregelventil ist z. B. ein Unterdruckschaltventil. Das Druckregelventil
regelt Druck in einer Druckkammer, die durch die Membran geteilt
ist. Druck, d.h. Ladedruck, in dem Einlassrohr stromabwärts eines
Verdichterrads 31 wird in die Druckkammer übertragen.
Eine ECU 50 führt
eine Einschaltdauersteuerung (Betriebssteuerung) des Druckregelventils
durch, so dass die ECU 50 einen Druck regelt, der in der
Druckkammer aufgebracht wird. Die ECU 50 steuert das Ladedruckregelventil 37 in
dieser Weise, so dass die ECU 50 den Aufladezustand regelt.
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Wenn
eine relative Einschaltdauer der Einschaltdauersteuerung gering
ist, schließt
das Druckregelventil, so dass Druck in dem Einlassrohr direkt in die
Druckkammer aufgebracht wird. Deshalb wird das Ladedruckregelventil 37 gemäß dem Ladedruck betätigt. Wenn
sich der Ladedruck erhöht,
steigt im speziellen ein Druck in dem Einlassrohr an, und ein Druck
in der Druckkammer erhöht
sich. Folglich wird das Ladedruckregelventil 37 in seiner Öffnungsrichtung
betätigt,
wodurch eine Turbinenleistung abnimmt. Die Turbinenleistung nimmt
ab, so dass eine Verdichterleistung abnimmt, so dass ein Ladedruck abnimmt.
Im Gegensatz hierzu, wenn eine relative Einschaltdauer der Steuerung
groß wird, öffnet das Druckregelventil,
so dass Druck, der in die Druckkammer aufgebracht wird, abnimmt.
Deshalb erhöht sich
ein Druck in der Druckkammer nicht, sogar wenn sich der Ladedruck
erhöht,
und sich ein Druck in dem Einlassrohr erhöht. Demzufolge wird das Ladedruckregelventil 37 in
seiner geschlossenen Stellung aufrecht erhalten. Sogar wenn der
Ladedruck ansteigt, wird die Turbinenleistung deshalb aufrecht erhalten, so
dass der Ladedruck aufrecht erhalten wird oder zunehmend erhöht wird.
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Luft,
die durch den Turbolader 30 aufgeladen wird, wird unter
Verwendung eines Ladeluftkühlers 38 gekühlt und
anschließend
wird die Luft in den stromabwärtigen
Bereich von dem Ladeluftkühler 38 eingeleitet.
Einlassluft wird in dem Ladeluftkühler 38 gekühlt, so
dass eine Ladewirksamkeit verbessert wird.
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Ein
Luftmengenmesser 41 und ein Einlasstemperatursensor 42 sind
stromaufwärts
von dem Turbolader 30 für
ein Erfassen einer Strömungsmenge
(Einlassmenge) von Einlassluft und einer Temperatur von Einlassluft
stromaufwärts
von dem Turbolader 30 vorgesehen. Desweiteren ist in diesem
Steuersystem ein Beschleunigungselementpositionssensor 43 vorgesehen
für ein
Erfassen der Position eines Beschleunigungselements z.B. Gaspedal),
das durch einen Fahrer betätigt
wird, und ein Atmosphärendrucksensor 44 ist
für ein
Erfassen eines Atmosphärendrucks
vorgesehen.
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Die
ECU 50 ist aus einem Mikrocomputer aufgebaut, der eine
CPU hat, einen ROM, einen RAM und dergleichen. Die ECU 50 führt verschiedene Steuerprogramme
aus, die in dem ROM gespeichert sind, so dass die ECU 50 verschiedene
Steuerungen des Motors 10 gemäß einem Betriebszustand des Motors 10 in
geeigneter Weise durchführt.
Im Speziellen gibt die ECU verschiedene Erfassungssignale von den
verschieden Sensoren ein. Die ECU 50 berechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge,
eine Zündzeitabstimmung,
und dergleichen gemäß den verschiedenen
Erfassungssignalen, die regelmäßig in die ECU 50 eingegeben
werden, so dass die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzventile 19,
die Zündkerzen 25 und dergleichen
steuert.
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Die
ECU 50 führt
eine Einlassluftsteuerung durch, in der die ECU 50 einen
Zielöffnungsgrad (Zieldrosselöffnung)
des Drosselventils 14 gemäß den verschiedenen Erfassungssignalen
berechnet, und die ECU 50 betätigt das Drosselbetätigungselement 15 auf
Basis der Zieldrosselöffnung,
so dass die ECU 50 die Einlassmenge steuert. Im Speziellen
berechnet die ECU 50 eine Zielmenge (Zieleinlassmenge)
von Einlassluft gemäß der Beschleunigungselementposition
und dergleichen, und die ECU berechnet die Zieldrosselöffnung gemäß der Zieleinlassmenge
als einen Parameter. Somit steuert die ECU 50 die Drosselöffnung auf
Basis der Zieldrosselöffnung.
Die ECU 50 berechnet einen Zielöffnungsgrad (Ziel-WGV-Öffnung)
des Ladedruckregelventils 37 gemäß einer Abweichung zwischen
einem Zielladedruck und einem tatsächlichen Ladedruck gleichzeitig
mit der Steuerung (Drosselöffnungssteuerung)
der Drosselöffnung.
Die ECU 50 berechnet den Zielladedruck auf Basis eines
Zieldrucks (Zieleinlassdruck) von Einlassluft. Die ECU 50 führt eine
WGV-Öffnungssteuerung
so durch, dass die ECU 50 den Öffnungsgrad (WGV-Öffnung)
des Ladedruckregelventils 37 auf Basis der Ziel-WGV-Öffnung regelt.
Der Verbrennungsmotor 10 kann ein Drehmoment (Anforderungsmoment)
produzieren, das durch den Fahrer angefordert wird, durch Durchführen der
Drosselöffnungssteuerung
und der WGV-Öffnungssteuerung.
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Als
nächstes
wird ein Steuervorgang der ECU 50 beschrieben. Die ECU 50 berechnet
die Zieldrosselöffnung
unter Verwendung der Logik, die in 2 gezeigt
ist. Die ECU 50 berechnet die Zieldrosselöffnung auf
Basis der folgenden Formel, d. h. einer fundamentalen Gleichung
(1) für
ein Berechnen einer Menge (Drosseldurchlassmenge Ga) von Einlassluft,
die durch das Drosselventil 14 hindurch geht. Ga = f (Thr) × Pb/√T × f (Pm/Pb) (1)
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In
der Formel (1) bezeichnet Thr die Drosselöffnung, Pb den drosselaufwärtigen Druck
(Druck stromaufwärts
der Drossel), Pm den drosselabwärtigen
Druck (Druck stromabwärts
der Drossel) und T bezeichnet eine Temperatur von Einlassluft (Einlasstemperatur).
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In
der folgenden Beschreibung werden die Terme in der Formel (1) wie
folgt beschrieben. Die Drosseldurchlassmenge Ga wird als eine Zieleinlassmenge
beschrieben. Die Drosselöffnung
Thr wird als die Zieldrosselöffnung
beschrieben. Der drosselaufwärtige
Druck Pb wird als der tatsächliche
Ladedruck beschrieben. Der drosselabwärtige Druck Pm wird als der
Zieleinlassdruck beschrieben. Die Einlasstemperatur T wird als eine
Temperatur (drosselaufwärtige
Temperatur) stromaufwärts
des Drosselventils 14 beschrieben. Die ECU 50 berechnet
die Zieldrosselöffnung
auf Basis der Zieleinlassmenge, einer Zwischeneinlassmenge, des
Zieleinlassdrucks, der drosselaufwärtigen Temperatur und dergleichen.
Die Zwischeneinlassmenge entspricht Ladedruckdaten, die durch Einbeziehen
des tatsächlichen
Ladedrucks berechnet werden. D. h. die Ladedruckdaten geben den
tatsächlichen
Ladedruck wieder.
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In
der Routine, die in 2 gezeigt ist, berechnet ein
Zieleinlassmengenberechnungselement 51 die Zieleinlassmenge
unter Verwendung der Drehzahl (Motordrehzahl, REV.) des Verbrennungsmotors 10 und
des Anforderungsmoments als Parameter. Die ECU 50 berechnet
das Anforderungsmoment gemäß der Motordrehzahl,
der Beschleunigungselementposition und dergleichen.
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Ein
Zwischenladedruckberechnungselement (Zwischenberechnungselement) 52 berechnet
eine Ladedruckabweichung, die eine Abweichung des Zielladedrucks
von dem tatsächlichen
Ladedruck ist. Der Ladedrucksensor 12 (1)
erfasst den tatsächlichen
Ladedruck. Die ECU 50 berechnet den Zielladedruck gemäß der momentanen
Zieleinlassmenge und der momentanen Motordrehzahl, wobei z. B. die Beziehung
verwendet wird, die in 3 gezeigt ist. Das Zwischenberechnungselement 52 hat
ein Gewichtungskoeffizientenberechnungselement (Gewichtungsberechnungselement) 52a,
das einen Gewichtungswert berechnet, wobei ein Betriebszustand (Motorbetriebszustand)
des Verbrennungsmotors 10 als ein Parameter verwendet wird.
Im Speziellen berechnet das Gewichtungsberechnungselement 52a den
Gewichtungswert gemäß der Motorlast,
die mit der Einlassmenge in Beziehung steht, und der Motordrehzahl
(REV.), wobei z.B. die Beziehung verwendet wird, die in 4 gezeigt
ist. In der Beziehung, die in 4 gezeigt
ist, wenn die Einlassmenge gering wird, stellt das Gewichtungsberechnungselement 52a den
Gewichtungswert groß ein,
und wenn die Einlassmenge groß wird,
stellt das Gewichtungsberechnungselement 52a den Gewichtungswert
klein ein. Der maximale Wert des Gewichtungskoeffizienten A ist
1,0. Eine Verzögerung
der Einlassdruckantwort (drosselabwärtiger Druck) wird verursacht
durch das Volumen (Einlassvolumen) des Einlasssystems des Verbrennungsmotors 10 und
einer Verzögerung der
Antwort einer Steuerung (Steuerantwort) der elektronischen Drosselvorrichtung,
die das Drosselventil 14 verwendet. Das Einlasssystem des
Verbrennungsmotors 10 hat wenigstens ein Bauteil von der Einlasspassage
(Einlassrohr) 11 und dem Ausgleichsbehälter 16. Die Charakteristik,
die in 4 gezeigt ist, ist vorzugsweise eingestellt durch
Einbeziehen des Einlassvolumens und der Steuerantwort des Drosselventils 14 in
der elektronischen Drosselvorrichtung. Wenn das Gewichtungsberechnungselement 52a den
Gewichtungswert berechnet, kann die ECU 50 bewerten, ob
das Luftumgehungsventil 35 öffnet. In diesem Zustand, wenn
das Luftumgehungsventil 35 öffnet, kann die ECU 50 den
Gewichtungskoeffizienten zu 0 festlegen bzw. einstellen.
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Das
Zwischenberechnungselement 52 hat ein Koeffizientenschaltelement 52b,
das den Gewichtungskoeffizienten A zu einem von dem Gewichtungswert,
der unter Verwendung des Gewichtungsberechnungselements 52a in Übereinstimmung
mit dem Verbrennungsmotorbetriebszustand berechnet wird, und einem
vorbestimmten festen Wert wie 1,0 einstellt. Das Koeffizientenschaltelement 52b schaltet
zwischen dem Gewichtungswert und dem festem Wert gemäß der Beschleunigungselementposition und
der Ladedruckabweichung um.
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Das
Zwischenberechnungselement 52 berechnet die Ladedruckabweichung
durch Subtrahieren des tatsächlichen
Ladedrucks von dem Zielladedruck. Das Zwischenberechnungselement 52 addiert den
tatsächlichen
Ladedruck zu dem Produkt aus der Ladedruckabweichung und dem Gewichtungskoeffizienten
A, so dass die ECU 50 einen Zwischenzielladedruck berechnet.
Hier bestimmt das Zwischenberechnungselement 52 einen Grad,
wie der Zwischenzielladedruck ist, an der Seite des Zielladedrucks, oder
an der Seite des tatsächlichen
Ladedrucks, gemäß dem Gewichtungskoeffizienten
A. Wenn der Gewichtungskoeffizient A 1,0 ist, ist der Zwischenzielladedruck
gleich dem Zielladedruck. Das Zwischenberechnungselement 52 überwacht
den Zwischenzielladedruck an seiner oberen Grenze und an seiner
unteren Grenze. Im Speziellen stellt das Zwischenberechnungselement 52 einen
von dem tatsächlichen Ladedruck
und dem Zielladedruck, der höher
ist als der andere, als einen oberen Grenzwert ein, und stellt den
anderen von dem tatsächlichen
Ladedruck und dem Zielladedruck als einen unteren Grenzwert ein.
Das Zwischenberechnungselement 52 beschränkt den
Bereich des Zwischenzielladedrucks unter Verwendung des oberen Grenzwerts
und des unteren Grenzwerts. Somit berechnet das Zwischenberechnungselement 52 den
Zwischenzielladedruck zwischen dem Zielladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck.
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Ein
Druckverhältnisberechnungselement 53 berechnet
ein Druckverhältnis
zwischen dem Zwischenzielladedruck und dem Zieleinlassdruck durch Teilen
des Zieleinlassdrucks durch den Zwischenzielladedruck. Die ECU 50 berechnet
den Zieleinlassdruck gemäß der momentanen
Zieleinlassmenge und der momentanen Motordrehzahl (REV) unter Verwendung
der Beziehung, die in 3 gezeigt ist.
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Ein
Zieldrosselöffnungsberechnungselement 54 berechnet
die Zieldrosselöffnung
gemäß der Zieleinlassmenge,
die unter Verwendung des Zieleinlassmengenberechnungselements 51 berechnet wird,
dem Zwischenzielladedruck, der unter Verwendung des Zwischenberechnungselements 52 berechnet
wird, dem Druckverhältnis,
das unter Verwendung des Druckverhältnisberechnungselements 53 berechnet
wird, und der drosselabwärtigen
Temperatur. Das Zieldrosselöffnungsberechnungselement 54 verwendet
einen Wert, der durch Durchführen
einer Quadratwurzelziehung bezüglich
der drosselaufwärtigen
Temperatur erhalten wird.
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Die
ECU 50 führt
die Routine, die in 5 gezeigt ist, bei regelmäßigen Intervallen,
wie 8 ms, durch.
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In
Schritt S101 berechnet die ECU 50 das Anforderungsmoment
gemäß der Beschleunigungselementposition
und der Motordrehzahl. In Schritt S102 berechnet die ECU 50 die
Zieleinlassmenge gemäß dem Anforderungsmoment
und der Motordrehzahl. In Schritt S103 berechnet die ECU 50 den Zieleinlassdruck
gemäß mit der
Zieleinlassmenge und der Motordrehzahl. In Schritt S104 berechnet
die ECU 50 den Zieldruck gemäß der Zieleinlassmenge und
der Motordrehzahl. Die ECU 50 berechnet den Zieleinlassdruck
und den Zielladedruck in Übereinstimmung
mit der Beziehung, die in 3 gezeigt
ist. In Schritt S105 berechnet die ECU 50 den tatsächlichen
Ladedruck gemäß dem Erfassungssignal
des Ladedrucksensors 12.
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In
Schritt S106 berechnet die ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten
A des Zielladedrucks. In Schritt S107 berechnet die ECU 50 den
Zwischenzielladedruck gemäß dem Zielladedruck,
dem tatsächlichen
Ladedruck und dem Gewichtungskoeffizienten A.
-
In
Schritt S108 berechnet die ECU 50 die Zieldrosselöffnung gemäß der Zieleinlassmenge, dem
Zwischenzielladedruck, dem Druckverhältnis zwischen dem drosselaufwärtigen Druck
und dem drosselabwärtigen
Druck, und der drosselaufwärtigen
Temperatur. Das Druckverhältnis
wird durch Teilen des Zieleinlassdrucks durch den Zwischenzielladedruck
berechnet.
-
Als
nächstes
wird eine Berechnung des Gewichtungskoeffizienten A in Schritt S106
in 5 mit Bezug auf 6 beschrieben.
In Schritten S201 bis S205 stellt die ECU 50 einen Schwellenwert
Kpb für ein
Bewerten der Ladedruckabweichung ΔPb
des Zielladedrucks von dem tatsächlichen
Ladedruck auf Basis eines Bewertungsergebnisses (Übergangsbewertung)
eines Übergangszustands
ein. In Schritten S206 bis S209 berechnet die ECU 50 den
Gewichtungskoeffizienten A gemäß einem
Vergleich der Ladedruckabweichung ΔPb mit dem Schwellenwert Kpb.
-
Im
Speziellen berechnet die ECU 50 in Schritt S201 eine Änderung
der Beschleunigungselementposition. In Schritt S202 bewertet die
ECU 50, ob das Fahrzeug in einem vorbestimmten Beschleunigungszustand
ist, gemäß der Änderung
der Beschleunigungselementposition. Wenn die Änderung der Beschleunigungselementposition
gleich oder größer als
ein vorbestimmter Grad ist, bestimmt die ECU 50, dass das
Fahrzeug in einem Beschleunigungszustand ist, und die Routine geht
weiter zu Schritt S204, in dem die ECU 50 einen vorbestimmten
ersten Schwellenwert K1 als den Schwellenwert Kpb einstellt bzw.
festlegt.
-
Wenn
das Fahrzeug nicht in dem Beschleunigungszustand ist, geht die Routine
weiter von Schritt S202 zu Schritt S203, in dem die ECU 50 bewertet,
ob eine vorbestimmte Zeitspanne nach einer Änderung von dem Beschleunigungszustand
zu einem stetigen Zustand verstrichen ist. Wenn der vorliegende
Zustand vor dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne ist, wird
in Schritt S203 eine negative Bestimmung gemacht, und die Routine
geht weiter zu Schritt S204, in dem die ECU 50 den vorbestimmten
ersten Schwellenwert K1 als den Schwellenwert Kpb einstellt bzw.
festlegt. Wenn der vorliegende Zustand nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne
ist, wird in Schritt S203 eine positive Bestimmung gemacht, und
die Routine geht weiter zu Schritt S205, in dem die ECU 50 einen
vorbestimmten zweiten Schwellenwert K2 als den Schwellenwert Kpb
einstellt bzw. festlegt. Hier sind der erste und zweite Schwellenwert
K1, K2 so eingestellt, dass eine Beziehung 0 < K1 < K2
erfüllt
ist. Die ECU 50 bewertet, ob der vorliegende Zustand in
dem stetigen Zustand ist, gemäß der Änderung
der Beschleunigungselementposition. Wenn die Änderung der Beschleunigungselementposition
geringer ist als der vorbestimmte Grad, bestimmt die ECU 50,
dass der vorliegende Zustand in dem stetigen Zustand ist, entgegengesetzt
zur Bestimmung des Beschleunigungszustands.
-
Schritte
S201 bis S203 dienen als eine Übergangsbewertungseinrichtung.
-
Die
ECU 50 kann die Übergangsbewertung gemäß einer Änderung
des Anforderungsmoments, einer Änderung
einer Anforderungseinlassmenge und einer Änderung eines Anforderungseinlassdrucks
anstelle gemäß der Änderung
der Beschleunigungselementposition durchführen. Die Anforderungseinlassmenge
ist die Einlassmenge, die durch den Fahrer angefordert wird. Der
Anforderungseinlassdruck ist der Einlassdruck, der durch den Fahrer angefordert
wird. Die ECU 50 berechnet das Anforderungsmoment, die
Anforderungseinlassmenge, den Anforderungseinlassdruck gemäß der Beschleunigungselementposition
und dergleichen.
-
In
dem nachfolgenden Schritt S206 berechnet die ECU 50 die
Ladedruckabweichung ΔPb
durch Subtrahieren des tatsächlichen
Ladedrucks von dem Zielladedruck. In Schritt S207 bewertet die ECU 50, ob
die Ladedruckabweichung ΔPb
geringer ist als der Schwellenwert Kpb. Wenn die Ladedruckabweichung ΔPb geringer
ist als der Schwellenwert Kpb, geht die Routine weiter zu Schritt
S208, in dem die ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten A
auf 1,0 einstellt. Wenn in Schritt S207 eine Ladedruckabweichung ΔPb gleich
oder größer ist
als der Schwellenwert Kpb, geht die Routine weiter zu Schritt S209,
in dem die ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten A unter
Verwendung des momentanen Motorbetriebszustands als den Parameter
berechnet, wie mit Bezug auf 2 beschrieben
wurde.
-
In
dem Zeitdiagramm, das in 7 gezeigt ist, betätigt der
Fahrer bei der Zeit t1 das Gaspedal, so dass das Fahrzeug in den
vorbestimmten Beschleunigungszustand kommt. In 7 zeigt
(a) die Änderung
der Beschleunigungselementposition, (b) die Änderung der Zieleinlassmenge,
(c) die Änderung
des Zieleinlassdrucks, und (d) zeigt die Änderung des tatsächlichen
Ladedrucks. Zusätzlich
zeigt (e) die Änderung
des Schwellenwerts Kpb, der für
ein Bewerten der Ladedruckabweichung verwendet wird, (f) zeigt die Änderung
des Zwischenzielladedrucks, (g) zeigt die Änderung der Drosselöffnung,
und (h) zeigt die Änderung
der WGV-Öffnung.
Die Richtungen bzw. Verläufe
(d), (f) und (g) zeigen jeweils Änderungen
der Zielwerte durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien.
-
In
Wirklichkeit zeigen, bei einer Betätigung des Gaspedals, Änderungen
der Beschleunigungselementposition und dergleichen ein Übergangsverhalten.
In dieser Ausführungsform
sind Änderungen der
Beschleunigungselementposition und dergleichen jedoch durch eine
stufenweise Änderung
angezeigt.
-
Bei
dem Zeitpunkt t1, wie in den Verläufen (a) bis (d) gezeigt ist,
wenn sich ein Betätigungsgrad der
Beschleunigungselementposition erhöht, erhöht sich die Zieleinlassmenge,
so dass sich der Zieleinlassdruck und der Zielladedruck ändern. In
diesem Zustand erhöht
sich der tatsächliche
Ladedruck (drosselaufwärtiger
Druck), während
er sich relativ zu dem Zielladedruck verzögert. Wenn der tatsächliche Ladedruck
einmal den Zielladedruck erreicht, wie durch den Verlauf (d) gezeigt
ist, dann überschreitet anschließend der
tatsächliche
Ladedruck den Zielladedruck.
-
Wie
durch den Verlauf (e) gezeigt ist, stellt die ECU 50 den
Schwellenwert Kpb, der für
eine Bewertung der Ladedruckabweichung verwendet wird, auf einen
von dem ersten und zweiten Schwellenwert K1, K2 gemäß dem Beschleunigungszustand
ein, d. h. gemäß der Änderung
der Beschleunigungselementposition. Im Speziellen stellt die ECU 50 den zweiten
Schwellenwert K2 ein, der größer ist
als der erste Schwellenwert K1, in der Zeitspanne ein, die vor dem
Zeitpunkt t1 und nach dem Zeitpunkt t3 ist. Bei dem Zeitpunkt t1
kommt das Fahrzeug in den Beschleunigungszustand. Bei dem Zeitpunkt
t3 verstreicht die vorbestimmte Zeitspanne nach einer Änderung
von dem Beschleunigungszustand des Fahrzeugs zu dem stetigen Zustand.
Die ECU 50 stellt den ersten Schwellenwert K1, der geringer
ist als der zweite Schwellenwert K2, als den Schwellenwert Kpb in
der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t1, t3 ein.
-
Vor
dem Zeitpunkt t1, ist die Ladedruckabweichung ΔPb (Zielladedruck – tatsächlicher
Ladedruck) geringer als der Schwellenwert Kpb. Nach dem Zeitpunkt
t1 wird die Ladedruckabweichung ΔPb gleich
oder größer als
der Schwellenwert Kpb. Nach den Zeitpunkt t2 wird die Ladedruckabweichung ΔPb wieder
geringer als der Schwellenwert Kpb. Wie durch den Verlauf (f) gezeigt
ist, stellt die ECU 50 deshalb den Gewichtungskoeffizienten
A auf 1,0 in der Zeitspanne vor dem Zeitpunkt t1 und in der Zeitspanne
nach dem Zeitpunkt t2 ein, so dass die ECU 50 den Zwischenzielladedruck
einstellt, um gleich dem Zielladedruck zu sein, in der Zeitspanne
vor dem Zeitpunkt t1 und in der Zeitspanne nach dem Zeitpunkt t2.
D.h., in dem Verlauf (f) fällt
der Zwischenzielladedruck mit dem Zielladedruck in der Zeitspanne vor
dem Zeitpunkt t1 und in der Zeitspanne nach dem Zeitpunkt t2 zusammen.
In der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t1, t2 berechnet die
ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten A unter Verwendung
des momentanen Motorbetriebszustands. Die ECU 50 stellt den
Zwischenzielladedruck zwischen dem Zielladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck unter Verwendung des Gewichtungskoeffizienten A ein.
-
Nach
einer Änderung
der Beschleunigungselementposition bei dem Zeitpunkt t1, steuert
die ECU 50 in diesem Vorgang die Drosselöffnung unter Verwendung
des Zwischenzielladedrucks als den Parameter in dem vorbestimmten Übergangszustand während der
vorbestimmten Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t1, t2. Der Zwischenzielladedruck
ist zwischen dem Zielladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck eingestellt.
In diesem Zustand steuert die ECU 50 die Drosselöffnung unter
Berücksichtigung der
Antwort bezüglich
dem Zielladedruck, der Verzögerung
des tatsächlichen
Ladedrucks bezüglich
dem Zielladedruck, und dergleichen. Die ECU 50 steuert die
Drosselöffnung
unter Verwendung des Zielladedrucks als den Parameter in dem stetigen
Zustand, der vor dem Zeitpunkt t1 und nach dem Zeitpunkt t2 ist.
Deshalb kann die ECU 50 die Drosselöffnung stetig bzw. konstant
steuern, während
verhindert, dass die Drosselsteuerung durch ein Überschreiten des tatsächlichen
Ladedrucks und dergleichen beeinflusst wird.
-
Nach Überschreiten
des Zeitpunkts t2 stellt die ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten
A auf 1,0 ein, so dass die ECU 50 den Zwischenzielladedruck einstellt,
um gleich dem Zielladedruck zu sein. Ursprünglich kann in diesem Zustand
die ECU 50 den Zwischenzielladedruck stufenweise einstellen.
In 7 führt
die ECU 50 jedoch einen Glättungsvorgang oder dergleichen
für ein
Einstellen des Zwischenzielladedrucks anstelle einer stufenweisen
Einstellung des Zielladedrucks durch.
-
Wie
durch den Verlauf (g) gezeigt ist, ändert sich die Drosselöffnung zeitweilig
in einem großen Umfang
nach dem Zeitpunkt t1 in dem anfänglichen Zustand
des Beschleunigungsvorgangs. Anschließend wird die Drosselöffnung bei
einem im wesentlichen konstanten Wert aufrecht erhalten.
-
Nach
dem Zeitpunkt t2, wenn die ECU 50 die Drosselöffnung bei
dem Zwischenzielladedruck einstellt in gleicher Weise wie in der
Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t1, t2, kann die Drosselsteuerung
durch ein Überschreiten
des tatsächlichen
Ladedrucks beeinflusst werden. Als eine Folge kann die Drosselöffnung zu
der Öffnungs-
und Schließseite schwanken,
wie durch den schattierten Abschnitt in dem Verlauf (g) gezeigt
ist. Im Gegensatz hierzu kann in dieser Ausführungsform solch eine Schwankung
der Drosselöffnung
beschränkt
bzw. verhindert werden.
-
Die
ECU 50 berechnet die Ziel-WGV-Öffnung, die durch den Verlauf
(h) gezeigt ist, gemäß der Ladeabdruckabweichung
zwischen dem Zielladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck. Die ECU 50 steuert
die WGV-Öffnung gemäß der Ziel-WGV-Öffnung.
-
Als
nächstes
werden Effekte dieser Ausführungsform
beschrieben.
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In
dem vorbestimmten Übergangszustand steuert
die ECU 50 die Drosselöffnung
unter Verwendung des Zwischenzielladedrucks, der zwischen dem Zielladedruck
und dem tatsächlichen
Ladedruck ist, als den Parameter. Wenn der vorliegende Zustand außerhalb
des vorbestimmten Übergangszustands kommt,
steuert die ECU 50 die Drosselöffnung unter Verwendung des
Zwischenzielladedrucks, der mit dem Zielladedruck zusammenfällt, als
den Parameter. Deshalb kann die ECU 50, in dem Übergangszustand
und nach dem Übergangszustand,
die Drosselöffnung
stabil bzw. stetig steuern. Als eine Folge kann die ECU 50 bevorzugt
die Menge von Einlassluft steuern, die in dem Motor 10 strömt, so dass
die ECU 50 präzise
ein Drehmoment des Verbrennungsmotors 10 steuern kann.
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In
dieser Ausführungsform
kann die ECU 50 den Schwellenwert Kpb variabel gemäß dem Beschleunigungszustand
(Übergangszustand)
einstellen. Zusätzlich
schaltet die ECU 50 den Zwischenzielladedruck, der mit
dem Zielladedruck zusammenfällt,
und den Zwischenzielladedruck, der zwischen dem Zielladedruck und
dem tatsächlichen
Druck ist, gemäß dem Ergebnis
eines Vergleichs zwischen der Ladedruckabweichung ΔPb und dem
Schwellenwert Kpb um. Deshalb kann verhindert werden, dass die Drosselöffnung schwankt,
sogar wenn der Ladedruck in dem Zustand überschwingt, wo sich der vorliegende
Zustand von dem Übergangszustand
zu dem stetigen Zustand ändert.
-
Die
ECU 50 berechnet den Zwischenzielladedruck zwischen dem
Zielladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck in dem Übergangszustand, und
die ECU 50 steuert die Drosselöffnung gemäß dem Zwischenzielladedruck.
Deshalb kann die ECU 50 die Drosselöffnungssteuerung in dem Übergangszustand
durchführen,
während
vorzugsweise die Beziehung zwischen dem Ladedruck und dem Einlassdruck
aufrecht erhalten wird, d.h. zwischen dem drosselaufwärtigen Druck
und dem drosselabwärtigen Druck.
Im Speziellen berechnet die ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten
A unter Verwendung der Charakteristik, die das Einlassvolumen und
die Steuerantwort des elektronischen Drosselventils gemäß dem momentanen
Motorbetriebszustand einbezieht. Deshalb berechnet die ECU 50 den
Zwischenzielladedruck gemäß dem Gewichtungskoeffizienten
A, so dass die ECU 50 regelmäßig die Beziehung zwischen
dem Ladedruck und dem Einlassdruck verbessert, d.h. zwischen dem
drosselaufwärtigen
Druck und dem drosselabwärtigen
Druck.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
In
dieser Ausführungsform,
wenn der tatsächliche
Ladedruck größer ist
als der Zielladedruck, steuert die ECU 50 die Drosselöffnung unter
Verwendung des Zielladedrucks als einen Parameter. Wenn der tatsächliche
Ladedruck gleich oder kleiner als der Zielladedruck ist, steuert
die ECU 50 die Drosselöffnung
unter Verwendung des Zwischenzielladedrucks, der zwischen dem Zielladedruck
und dem tatsächlichen
Ladedruck ist, als einen Parameter.
-
In
dieser Ausführungsform
wird die Routine, die in 8 gezeigt ist, anstelle der
Routine ausgeführt,
die in 6 gezeigt ist.
-
In
Schritt S301 bewertet die ECU 50, ob der tatsächliche
Ladedruck größer ist
als der Zielladedruck. Dieser Schritt S301 dient als eine Ladedruckbewertungseinrichtung.
-
Wenn
der tatsächliche
Ladedruck größer ist als
der Zielladedruck, geht die Routine weiter zu Schritt S302, in der
die ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten A auf 1,0 einstellt.
Wenn der tatsächliche Ladedruck
gleich oder geringer als der Zielladedruck als der Zielladedruck
ist, geht die Routine weiter zu Schritt S303, in dem die ECU 50 den
Gewichtungskoeffizienten A unter Verwendung des momentanen Motorbetriebszustands
als den Parameter berechnet. Die Berechnung in Schritt S303 ist
gleich zu der zuvor beschriebenen Weise mit Bezug auf 2.
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In
dem Zeitablaufdiagramm, das in 9 gezeigt
ist, betätigt
der Fahrer bei dem Zeitpunkt t1 das Gaspedal, so dass das Fahrzeug
in den vorbestimmten Beschleunigungszustand kommt. In 9 zeigt (a)
die Änderung
der Beschleunigungselementposition, (b) zeigt die Änderung
des tatsächlichen
Ladedrucks, (c) zeigt die Änderung
des Zwischenzielladedrucks, (d) zeigt die Änderung der Drosselöffnung, und
(e) zeigt die Änderung
der WGV-Öffnung.
Die Verläufe
(b), (c) und (d) zeigen jeweils Zieländerungen durch abwechselnd
lang und kurz gestrichelte Linien.
-
In
der Realität
zeigen, bei einer Betätigung des
Gaspedals, Änderungen
der Beschleunigungselementposition und dergleichen ein Übergangsverhalten.
Jedoch sind in dieser Ausführungsform Änderungen
der Beschleunigungselementposition und dergleichen durch eine stufenweise Änderung
gezeigt.
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Bei
dem Zeitpunkt t11, wenn der Betätigungsgrad
des Beschleunigungselements ansteigt, erhöht sich die Zieleinlassmenge,
so dass der Zielladedruck und der tatsächliche Ladedruck ansteigen, wie
durch den Verlauf (b) gezeigt ist. In dieser Situation, vor dem
Zeitpunkt t12, ist der tatsächliche
Ladedruck gleich oder kleiner als der Zielladedruck, so dass, wie
durch den Verlauf (c) gezeigt ist, die ECU 50 den Zwischenzielladedruck
berechnet, um zwischen dem Zielladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck zu sein. Anschließend
wird, in der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t12 und t13, der
tatsächliche
Ladedruck größer als
der Zielladedruck (b), so dass die ECU 50 den Zwischenzielladedruck
auf den Zielladedruck (c) einstellt. Desweiteren wird in der Zeitspanne
zwischen den Zeitpunkten t13, t14, der tatsächliche Ladedruck wieder gleich
oder kleiner als der Zielladedruck (b), so dass die ECU 50 den Zwischenzielladedruck
berechnet, um zwischen dem Zielladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck (c) zu sein.
-
In
dem Fall, wo der tatsächliche
Ladedruck größer wird
als der Zielladedruck, in der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten
t12, t13, kann die ECU 50 die Drosselsteuerung, unter Verwendung
des Zwischenzielladedrucks, der zwischen dem Zielladedruck und dem
tatsächlichen
Ladedruck ist, als den Parameter beginnen. In diesem Zustand kann
die ECU 50 ursprünglich
die Drosselöffnung
zu der Schließseite,
verglichen mit einem bevorzugten Öffnungsgrad, steuern, wie durch
den schattierten Abschnitt in dem Verlauf (d) gezeigt ist. In diesem
Fall kann ein Beschleunigungsverhalten, wie es der Fahrer anfordert,
nicht ausreichend produziert werden. Im Gegensatz hierzu stellt
in dieser Ausführungsform,
wenn der tatsächliche
Ladedruck größer ist
als der Zielladedruck, die ECU 50 den Zwischenzielladedruck
ein, um gleich dem Zielladedruck zu sein, für ein Steuern der Drosselöffnung.
Deshalb kann verhindert werden, dass das vorstehende Problem auftritt,
in dem die ECU 50 die Drosselöffnung zu der Schließseite bezüglich dem
bevorzugten Öffnungsgrad
steuert. Somit kann ein Beschleunigungsverhalten produziert werden,
wie es der Fahrer anfordert.
-
In
dieser Ausführungsform
kann die ECU 50 die Drosselöffnung in einem stetigen bzw.
stabilen Zustand steuern, während
das Beschleunigungsverhalten aufrecht erhalten wird, das durch den
Fahrer angefordert wird. Als eine Folge kann die ECU 50 vorzugsweise
die Einlassmenge steuern, und die ECU 50 kann ein Motordrehmoment
präzise
steuern.
-
Die
vorstehende Struktur und der Betrieb bzw. die Betätigung kann
modifiziert werden, wie nachstehend beschrieben ist.
-
In
der ersten Ausführungsform,
wie mit Bezug auf 6 beschrieben ist, schaltet
die ECU 50 den Schwellenwert Kpb der Ladedruckabweichung zwischen
dem kleinen Schwellenwert K1 und dem großen Schwellenwert K2 um gemäß der Änderung der
Beschleunigungselementposition um, d. h. gemäß dem Ergebnis der Übergangszustandsbestimmung.
Jedoch kann auf diesen Umschaltprozess verzichtet werden. Z.B. kann
der Schwellenwert Kpb ein fester Wert sein. In diesem Fall, wird
auf den Prozess in dem Flussdiagramm in 6 verzichtet,
der zu dem Einstellen des Schwellenwerts Kpb in Schritten S201 bis
S205 gehört,
so dass die ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten A einfach
gemäß dem Ergebnis
eines Vergleichs zwischen der Ladedruckabweichung ΔPb und dem
Schwellenwert Kpb in Schritten S206 bis S209 berechnet. Hier kann
der Schwellenwert Kpb vorzugsweise relativ groß eingestellt sein, um zu verhindern,
dass die Ladedruckabweichung ΔPb
größer wird
als der Schwellenwert Kpb aufgrund eines Überschreitens des tatsächlichen
Ladedrucks, wenn sich der Übergangszustand
zu dem stetigen Zustand ändert.
-
Die
ECU 50 kann den Gewichtungskoeffizienten A (Zwischenzielladedruck)
gemäß der Änderung
der Beschleunigungselementposition umschalten, d. h. gemäß dem Ergebnis
der Übergangszustandsbestimmung,
anstelle des Vorgangs, in dem die ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten
A (Zwischenzielladedruck) gemäß dem Ergebnis
eines Vergleichs zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem
Zielladedruck umschaltet.
-
D.h.,
die ECU 50 berechnet, wie in 10 gezeigt
ist, in Schritt S401 die Änderung
der Beschleunigungselementposition. In Schritt S402 bewertet die
ECU 50, ob das Fahrzeug in einem vorbestimmten Beschleunigungszustand
ist, gemäß der Änderung
der Beschleunigungselementposition. In dieser Situation, wenn die Änderung
der Beschleunigungselementposition gleich oder größer als
ein Schwellenwert ist, bestimmt die ECU 50, dass das Fahrzeug
in einem Beschleunigungszustand ist, so dass die Routine zu Schritt
S404 weitergeht. In Schritt S404 berechnet die ECU 50 den
Gewichtungskoeffizienten A unter Verwendung des momentanen Motorbetriebszustands
als einen Parameter. Wenn das Fahrzeug nicht in dem vorbestimmten
Beschleunigungszustand ist, macht die ECU 50 in Schritt
S402 eine negative Bestimmung, und die Routine geht weiter zu Schritt
S403. In Schritt S403 bewertet die ECU 50, ob eine vorbestimmte
Zeitspanne verstrichen ist, nachdem sich der Beschleunigungszustand
zu dem stetigen Zustand geändert hat.
Bevor die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, geht die Routine
von Schritt S403 zu S404 weiter, in dem die ECU 50 den
Gewichtungskoeffizienten A unter Verwendung des momentanen Motorbetriebszustands
als den Parameter berechnet, wie vorstehend beschrieben ist. Nachdem
die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, geht die Routine von Schritt
S403 zu Schritt S405 weiter, in dem die ECU 50 den Gewichtungskoeffizienten
A auf 1,0 einstellt. In diesem Fall ist die vorbestimmte Zeitspanne,
die bewertet wird, nachdem der Beschleunigungszustand sich zu dem
stetigen Zustand geändert
hat, in einer Zeitspanne, die im Wesentlichen zwischen den Zeitpunkten
t1, t2 in dem Zeitdiagramm in 7 ist. Diese
vorbestimmte Zeitspanne ist durch Adaption (Anpassung) oder dergleichen
definiert.
-
Sogar
wenn die ECU 50 die Routine in 10 ausfüllt, kann
die ECU 50 die Drosselöffnung in
einem stetigen Zustand steuern, in sowohl dem vorbestimmten Überganszustand
als auch nach dem vorbestimmten Übergangszustand,
entsprechend der vorstehenden Beschreibung. Als eine Folge kann die
ECU 50 vorzugsweise die Einlassmenge steuern, und die ECU 50 kann
ein Motordrehmoment genau steuern.
-
Das
Verfahren für
ein Berechnen des Zwischenzielladedrucks ist nicht auf das vorstehende Verfahren
beschränkt,
das den Gewichtungskoeffizienten A verwendet. Z.B. kann die ECU 50 eine
Glättungsoperation
des Zielladedrucks durchführen,
so dass die ECU 50 diesen geglätteten Zielladedruck als den
Zwischenzielladedruck einstellen kann.
-
Alternativ
kann ein Modell des Einlasssystems des Verbrennungsmotors 10 und
des Turboladers 30 definiert werden. Die ECU 50 kann
einen zukünftigen Übergang
des Ladedrucks unter Verwendung der Motordrehzahl, der Motorlast,
d. h. der Einlassmenge, der Einlasstemperatur, des tatsächlichen Ladedrucks,
des Atmosphärendrucks
und dergleichen als die Parameter in dem Modell vorhersagen. Somit
kann die ECU 50 den Übergang
des Ladedrucks in der Zukunft als den Zwischenzielladedruck einstellen.
-
Als
eine Voraussetzung stellt die ECU 50 den Zielladedruck
gemäß der Anforderung
des Fahrers ein. Die ECU 50 steuert die Drosselöffnung gemäß dem Zielladedruck.
Die ECU 50 steuert die Drosselöffnung auch gemäß dem Ladedruck
und dem Einlassdruck als Parameter. Die ECU 50 bewertet,
ob der vorliegende Zustand in dem vorbestimmten Übergangszustand ist. Wenn die
ECU 50 bestimmt, dass der vorliegende Zustand in dem vorbestimmten Überganszustand
ist, verwendet die ECU 50 den tatsächlichen Ladedruck oder den
Ladedruck, der durch Einbeziehen des tatsächlichen Ladedrucks erhalten wird,
als den Steuerparameter für
die Drosselöffnung.
Wenn die ECU 50 bestimmt, dass der vorliegende Zustand
außerhalb
des vorbestimmten Übergangszustands
ist, verwendet die ECU 50 den Zielladedruck als den Steuerparameter
für ein
Steuern der Drosselöffnung.
-
In
dem Übergangszustand,
wie dem Beschleunigungszustand, wenn der Zielladedruck groß wird,
erhöht
sich der tatsächliche
Ladedruck auf den Zielladedruck. Der tatsächliche Ladedruck kann den Zielladedruck überschreiten,
nach einer Erhöhung auf
den Zielladedruck. In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
verwendet die ECU 50 den tatsächlichen Ladedruck oder die
Ladedruckdaten (Zwischenzielladedruck) in dem Übergangszustand, und verwendet
den Zielladedruck, nachdem der Übergangszustand
der stetige Zustand wird.
-
Die
ECU 50 führt
vorzugsweise die Bewertung des Übergangszustands
durch auf Basis, ob wenigstens eines von der Beschleunigungselementposition,
dem Anforderungsmoment, der Anforderungseinlassmenge, dem Anforderungseinlassdruck
und dergleichen in einem stabilen Zustand sind. Das Anforderungsmoment,
die Anforderungseinlassmenge und der Anforderungseinlassdruck werden
gemäß der Beschleunigungselementposition
berechnet. Der vorbestimmte Übergangszustand
hat eine vorbestimmte Zeitspanne nach einer Änderung der Beschleunigungselementposition
oder dergleichen.
-
In
dem anfänglichen
Zustand des Beschleunigungsvorgangs und dergleichen wird der tatsächliche
Ladedruck niedriger als ein Druckwert, der durch Subtrahieren eines
vorbestimmten Werts von dem Zielladedruck berechnet wird. In diesem
Fall muss eine Antwort des Ladedrucks verbessert werden. Wenn der
vorliegende Zustand in dem Übergangszustand
ist, und wenn der tatsächliche
Ladedruck geringer ist als der Druckwert, der durch Subtrahieren
eines vorbestimmten Werts von dem Zieldruck berechnet wird, kann
die ECU 50 deshalb die Ladedruckdaten, wie den Zwischenzielladedruck,
als den Steuerparameter verwenden. Wenn der tatsächliche Ladedruck in der Umgebung
des Zielladedrucks ausreichend wird, d. h. wenn der tatsächliche
Ladedruck größer wird
als der Druckwert, kann die ECU 50 den Steuerparameter
von den Ladedruckdaten zu dem Zielladedruck umschalten.
-
Der
vorbestimmte Wert kann 0 sein. Wenn der vorbestimmte Wert 0 ist,
und wenn der tatsächliche
Ladedruck geringer ist als der Zielladedruck, verwendet die ECU 50 den
tatsächlichen
Ladedruck oder die Ladedruckdaten, die durch Einbeziehen des tatsächlichen
Ladedrucks erhalten werden.
-
In
dem Übergangszustand,
wie dem Beschleunigungszustand, kann der tatsächliche Ladedruck den Zielladedruck überschreiten.
In diesem überschreitenden
Zustand, kann der tatsächliche
Ladedruck geringer werden als der Druckwert, der durch Subtrahieren
eines vorbestimmten Werts von dem Zielladedruck berechnet wird,
entsprechend dem Übergangszustand.
In diesem Fall ist es denkbar, dass sich der Übergangszustand zu dem stetigen
Zustand ändert.
Wenn der tatsächliche
Ladedruck den Zielladedruck in dem stetigen Zustand überschreitet,
kann deshalb der vorbestimmte Wert variabel eingestellt werden,
so dass die ECU 50 den Zielladedruck als den Steuerparameter
der Drosselöffnung
verwendet. Im Speziellen stellt die ECU 50 den vorbestimmten
Wert auf einen relativ kleinen Wert in der vorbestimmten Zeitspanne
nach einem Ändern
zu dem Übergangszustand
ein, und die ECU 50 stellt den vorbestimmten Wert auf einen
relativ großen
Wert nach einem Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne ein. Somit
kann verhindert werden, dass die Drosselöffnung nach einer Änderung von
dem Übergangszustand
zu dem stetigen Zustand schwankt.
-
Die
ECU 50 kann weitere Verfahren und Vorgänge verwenden, wobei der Zwischenzielladedruck, der
zwischen dem tatsächlichen
Ladedruck und dem Zielladedruck ist, als der Parameter der Drosselsteuerung
in dem vorbestimmten Übergangszustand
verwendet wird, und wobei der Zielladedruck als der Parameter der
Drosselsteuerung verwendet wird, wenn der vorliegende Zustand außerhalb
des vorbestimmten Übergangszustands
kommt.
-
Die
ECU 50 kann die Drosselöffnung
unter Verwendung des tatsächlichen
Ladedrucks in dem vorbestimmten Übergangszustand
steuern, anstelle der Verwendung des Zwischenzielladedrucks.
-
Es
sollte zu erkennen sein, dass obwohl die Prozesse der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung hier mit einer bestimmten Reihenfolge
von Schritten beschrieben wurde, ist es beabsichtigt, dass weitere
alternative Ausführungsformen,
die verschiedene andere Reihenfolgen von diesen Schritten und/oder
zusätzliche
Schritte haben, die hier nicht offenbart sind, innerhalb der Schritte
der vorliegenden Erfindung sind.
-
Verschiedene
Modifikationen und Änderungen
können
verschiedenartig an den zuvor beschriebenen Ausführungsformen gemacht werden
ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
Ein
Steuergerät
für einen
Verbrennungsmotor (10), der eine Ladeeinrichtung hat (30),
hat eine Steuereinrichtung (50), die einen Ladedruck gemäß einem
Zielladedruck steuert, der gemäß einer
Anforderung eines Fahrers eingestellt wird. Die Steuereinrichtung
(50) berechnet einen Zwischenzielladedruck, um zwischen
einem tatsächlichen
Ladedruck und dem Zielladedruck zu sein. Die Steuereinrichtung (50)
steuert einen Öffnungsgrad
des Drosselventils (14) gemäß dem Zwischenzielladedruck, wenn
das Fahrzeug in einem vorbestimmten Übergangszustand ist, in dem
das Fahrzeug beschleunigt. Die Steuereinrichtung (50) steuert
den Öffnungsgrad des
Drosselventils (14) gemäß dem Zielladedruck, wenn
das Fahrzeug außerhalb
dem vorbestimmten Übergangszustand
ist.