DE102007000324A1

DE102007000324A1 - Steuersystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät

Info

Publication number: DE102007000324A1
Application number: DE102007000324A
Authority: DE
Inventors: Makoto Kariya Miwa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2027-06-13
Also published as: JP4518045B2; JP2007332822A; DE102007000324B4

Abstract

Ein Turbolader (20) mit einem Elektromotor (24) ist zwischen einer Ansaugluftleitung (11) und einer Absaugleitung (16) in einem Verbrennungsmotor (10) vorgesehen. Ein Ansaugluftdrucksensor (14) ist in der Ansaugluftleitung (11) vorgesehen. Ein Bypassdurchgang (27) ist an der Abgasleitung (16) vorgesehen. Ein Öffnungsgrad eines WGV (28), das den Bypassdurchgang (27) öffnet und schließt, ist durch eine Steuerung eines VSV (29) eingestellt. Ein Verbrennungsmotor ECU (40) steuert das VSV (29), um einen Aufladedruck, der durch den Ansaugluftdrucksensor (14) gemessen wird, auf einen Sollaufladedruck einzustellen, und der Verbrennungsmotor ECU (40) bringt eine Verstärkungsleistung an dem Turbolader (20) durch Steuern des Elektromotors (24) auf. Eine Abnormalität des Turboladers (20) wird auf der Grundlage eines Öffnungsgradveränderungsausmaßes des WGV (28) zu diesem Zeitpunkt erkannt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem, das bei einer Brennkraftmaschine angewandt wird, die ein Aufladegerät und ein Leistungsverstärkungsgerät hat, und das ein Vorhandensein einer Abnormalität in zumindest einem Gerät von dem Aufladegerät und dem Leistungsverstärkungsgerät erkennt.
Stand der Technik
Ein Turbolader ist allgemein als eine Bauart des Aufladegeräts bekannt, der eine Ansaugluft mittels einer Antriebsleistung eines Abgases (nachstehend als „Abgasantriebsleistung" bezeichnet) auflädt. In letzter Zeit wurde ein elektrischer Turbolader entwickelt, der einen Elektromotor hat, der mit einer drehbaren Welle des Turboladers verbunden ist, um die Antriebsleistung des Turboladers gemäß einem Verbrennungsmotorbetriebszustand zu verstärken. In diesem Fall wird die Leistungsverstärkung durch den Elektromotor vorgesehen, um die Aufladedrehzahl des Turboladers zu beschleunigen, um einen Aufladungswirkungsgrad zu verbessern. Außerdem wurde ferner ein Hilfsverdichter entwickelt, der durch einen Elektromotor angetrieben wird und in dem Ansaugluftdurchgang stromaufwärtig oder stromabwärtig des Turboladers vorgesehen ist, um den Aufladungswirkungsgrad zu verbessern.
Zum Beispiel offenbart JP-H01-121514A eine Technik zum Erkennen eines Vorhandenseins einer Abnormalität in dem elektrischen Turbolader. Gemäß dieser Technik wird es bestimmt, ob der elektrische Turbolader die Abnormalität aufweist, wenn Betriebsparameter wie zum Beispiel eine Verbrennungsmotordrehzahl, eine Turbinendrehzahl und ein Aufladedruck außerhalb ihres normalen Bereichs sind. Jedoch wird diese Abnormalitätserkennung durch Schwankungen von individuellen Vorrichtungen beeinflusst, die nicht der Turbolader sind, so dass das Vorhandensein der Abnormalität in einigen Fällen nicht genau erkannt werden kann.
Um das Vorhandensein der Abnormalität bei dem elektrischen Turbolader zu erkennen, kann der Elektromotor kraftvoll betrieben werden, und die Abnormalität kann auf der Grundlage einer Veränderung in dem Aufladedruck während des kraftvollen Betriebs des Elektromotors erkannt werden. In diesem Fall gibt es eine Korrelation zwischen der Antriebsleistung, die durch den Elektromotor verstärkt wird, und der Veränderung in dem Aufladedruck. Somit kann mittels dieser Korrelation die Abnormalität erkannt werden, ohne auf die Betriebsparameter angewiesen zu sein, die nicht die des Turboladers sind. In diesem Fall kann das Vorhandensein der Abnormalität im Vergleich zu der Technik, die in JP-H01-121514A offenbart ist, genauer erkannt werden. Jedoch kann die Leistung des Verbrennungsmotors aufgrund der Veränderung des Aufladedrucks verändert werden, die durch den kraftvollen Betrieb des Elektromotors verursacht wird. Daher kann sich ein Fahrgefühl eines Fahrers des Fahrzeugs unvorteilhafterweise verschlechtern, oder es können sich unvorteilhafterweise die Abgasemissionen verschlechtern.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem vorzusehen, das für eine Brennkraftmaschine vorgesehen ist, die ein Aufladegerät mit einem Leistungsverstärkungsgerät zum Verstärken einer Antriebsleistung des Aufladegeräts hat, und das eine geeignete Abnormalitätserkennung des Aufladegeräts und des Leistungsverstärkungsgeräts ermöglicht, ohne einen wesentlichen Einfluss auf die Brennkraftmaschine zu bewirken.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, die ein Aufladegerät, ein Leistungsverstärkungsgerät und eine Aufladedruckeinstellungseinrichtung hat. Das Aufladegerät lädt eine Ansaugluft mittels einer Abgasantriebsleistung auf. Das Leistungsverstärkungsgerät verstärkt eine Antriebsleistung des Aufladegeräts. Die Aufladedruckeinstellungseinrichtung dient zum Einstellen eines Aufladedrucks der Ansaugluft, die durch das Aufladegerät aufgeladen wird. Das Steuersystem hat eine Aufladedruckregelungseinrichtung, eine Verstärkungssteuereinrichtung und eine Abnormalitätserkennungseinrichtung. Die Aufladedruckregelungseinrichtung dient zum Ausführen eines Aufladedruckregelungsbetriebs durch Errechnen eines Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung, so dass der Aufladedruck der Ansaugluft, die durch das Aufladegerät aufgeladen wird, im Allgemeinen mit einem Sollaufladedruck übereinstimmt, und anschließend durch Steuern der Aufladedruckeinstellungseinrichtung auf der Grundlage des errechneten Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung. Die Verstärkungssteuereinrichtung dient zum Steuern des Leistungsverstärkungsgeräts für eine vorbestimmte Zeitdauer zum Zweck einer Abnormalitätserkennung, während der Sollaufladedruck während einer Ausführung des Aufladedruckregelungsbetriebs durch die Aufladedruckregelungseinrichtung gehalten wird. Die Abnormalitätserkennungseinrichtung dient zum Erkennen eines Vorhandenseins einer Abnormalität in zumindest einem Gerät des Aufladegeräts und des Leistungsverstärkungsgeräts auf der Grundlage eines Ausmaßes einer Veränderung des Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung, die durch das Verstärken der Leistung des Aufladegeräts durch die Verstärkungssteuereinrichtung verursacht wird.
Die Verstärkungssteuereinrichtung kann eine Festlegungseinrichtung zum Festlegen eines Ausmaßes der Verstärkungsleistung auf der Grundlage eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine haben, so dass das Ausmaß einer Veränderung des Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in einem Fall angeordnet ist, in dem die Abnormalität in dem zumindest einen Gerät des Aufladegeräts und des Leistungsverstärkungsgeräts nicht vorhanden ist. Das Leistungsverstärkungsgerät kann auf der Grundlage des Ausmaßes der Verstärkungsleistung gesteuert werden, die durch die Festlegungseinrichtung festgelegt wird. Die Abnormalitätserkennungseinrichtung kann das Vorhandensein der Abnormalität in dem zumindest einen Gerät des Aufladegeräts und des Leistungsverstärkungsgeräts auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Bestimmung erkennen, ob das Ausmaß einer Veränderung des Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist. Die Festlegungseinrichtung kann eine Menge einer Abgasmenge und einer Ansaugluftmenge als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine verwenden. Die Festlegungseinrichtung kann die Verstärkungsleistung erhöhen, wenn die eine Menge der Abgasmenge und der Ansaugmenge erhöht wird. Die Festlegungseinrichtung kann eine Temperatur des Aufladegeräts als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine verwenden. Die Festlegungseinrichtung kann die Verstärkungsleistung erhöhen, wenn die Temperatur des Aufladegeräts verringert wird.
Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
Die Erfindung kann gemeinsam mit ihren zusätzlichen Merkmalen und Vorteilen am besten aus der nachstehenden Beschreibung, den angefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen verstanden werden. In den Zeichnungen ist folgendes gezeigt:
1 ist ein Schaubild, das eine schematische Struktur eines Verbrennungsmotorsteuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Schaubild, das ein Verhältnis zwischen einer Abgasmenge und der Sollverstärkungsleistung zeigt;
3 ist ein Ablaufschaubild, das einen Teil eines Ablaufes eines Abnormalitätserkennungsprozesses zeigt;
4 ist ein Ablaufschaubild, das einen weiteren Teil des Ablaufes des Abnormalitätserkennungsprozesses zeigt, der in 3 gezeigt ist;
5 ist ein Ablaufschaubild, das einen Leistungsverstärkungssteuerprozess zeigt;
6 ist ein Ablaufschaubild, das einen Aufladedruckregelungsprozess zeigt;
7 ist ein Zeitschaubild, das ein Verhalten zu dem Zeitpunkt eines Ausführens des Abnormalitätserkennungsprozesses zeigt; und
8 ist ein Schaubild, das ein Verhältnis zwischen einer Temperatur eines Turboladers und einer Sollverstärkungsleistung zeigt.
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steuert ein Verbrennungsmotorsteuersystem einen Fahrzeugottomotor mit mehreren Zylinder, der als eine Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung dient. Ein Turbolader einer elektrisch unterstützten Bauart (nachstehend vereinfacht als ein elektrischer Turbolader bezeichnet) ist als ein Aufladegerät bei dem Verbrennungsmotor vorgesehen. Eine Gesamtstruktur des Verbrennungsmotorsteuersystems ist schematisch mit Bezug auf 1 beschrieben.
Eine Drosselklappe 13 ist in einer Ansaugluftleitung 11 des Verbrennungsmotors 10 vorgesehen, der in 1 gezeigt ist. Ein Öffnungsgrad der Drosselklappe 13 wird durch ein Drosselklappenstellglied 12 eingestellt, das zum Beispiel durch einen Gleichstrommotor verwirklicht ist. Das Drosselklappenstellglied 12 hat einen Drosselklappenöffnungsgradsensor, der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 13 misst. Ein Ansaugluftdrucksensor 14 ist stromabwärtig der Drosselklappe 13 vorgesehen, um einen Ansaugluftleitungsdruck zu messen (nachstehend als ein Aufladedruck in diesem Ausführungsbeispiel bezeichnet). Obwohl es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist an einer Stelle stromabwärtig des Ansaugluftdrucksensors 14 die Ansaugluftleitung 11 in mehrere Leitungssegmente verzweigt, die einen Ansaugverteiler ausbilden und mit Ansauganschlüssen von Zylindern des Verbrennungsmotors 10 verbunden sind. An einer Stelle, die zu jedem Ansauganschluss benachbart ist, ist ein elektromagnetisch angetriebenes Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen, um einen Kraftstoff zuzuführen. Ähnlich wie die Ansaugluftleitung 11 verzweigt sich eine Abgasleitung 16 in mehrere Leitungssegmente, die einen Abgasverteiler ausbilden und mit Abgasanschlüssen der Zylinder des Verbrennungsmotors 10 verbunden sind.
Der Turbolader 20 ist zwischen der Ansaugluftleitung 11 und der Abgasleitung 16 angeordnet. Der Turbolader 20 hat ein Verdichterlaufrad 21 und ein Turbinenrad 22. Das Verdichterlaufrad 21 ist in der Ansaugluftleitung vorgesehen, und das Turbinenrad 22 ist in der Abgasleitung 16 vorgesehen. Das Verdichterlaufrad 21 und das Turbinenrad 22 sind gemeinsam durch eine Welle 23 verbunden. Ein Elektromotor 24, der als ein Leistungsverstärkungsgerät dient, ist an der Welle 23 vorgesehen. Ein Temperatursensor 25 ist an dem Elektromotor 24 vorgesehen, um eine Elektromotortemperatur zu messen.
In dem Turbolader 20 wird das Turbinenrad 22 durch ein Abgas gedreht, das in der Abgasleitung 16 strömt, und eine Drehkraft des Turbinenrads 22 wird durch die Welle 23 zu dem Verdichterlaufrad 21 übertragen. Eine Ansaugluft, die in der Ansaugluftleitung 11 strömt, wird verdichtet und wird dadurch durch die Drehung des Verdichterlaufrads 21 aufgeladen. Die Luft, die durch den Turbolader 20 aufgeladen ist, wird durch einen Ladeluftkühler (nicht gezeigt) gekühlt und wird von diesem abgegeben. Ein Aufladungswirkungsgrad der Ansaugluft wird durch Kühlen der Ansaugluft mit dem Ladeluftkühler verbessert.
Ein Bypassdurchgang 27 ist zwischen einem stromaufwärtigen Teil und einem stromabwärtigen Teil der Abgasleitung 16 vorgesehen, die jeweils an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Turbinenrads 22 angeordnet sind. Ein Ladedrucksteuerventil (WGV) 28 einer Membranbauart ist in dem Bypassdurchgang 27 vorgesehen. Das WGV 28 hat eine Druckkammer und eine Atmosphärenkammer, die durch eine Membran getrennt sind. Die Membran wird durch den Druck in der Druckkammer verstellt, um einen Öffnungsgrad des WGV 28 einzustellen. In diesem Fall erhält die Druckkammer den Ansaugluftleitungsdruck, der von einer Stelle der Ansaugluftleitung 11 zugeführt wird, die stromabwärtig des Verdichterlaufrads 21 ist. Außerdem wird zu diesem Zeitpunkt der Druck, der auf die Druckkammer aufgebracht wird, durch ein Unterdruckschaltventil (nachstehend als „VSV" bezeichnet) 29 gesteuert. Die Struktur des WGV 28 ist nicht auf die vorstehende Membranbauart beschränkt und kann eine elektrische Bauart sein, die durch ein elektrisches Stellglied geöffnet und geschlossen wird. Das heißt, so lange der Öffnungsgrad des WGV 28 eingestellt werden kann, ist die Bauart des WGV 28 nicht auf eine besondere Bauart beschränkt.
Ein Kühltemperatursensor 31 und ein Kurbelwinkelsensor 32 sind an dem Verbrennungsmotor 10 vorgesehen. Der Kühlmitteltemperatursensor 31 misst die Temperatur eines Verbrennungsmotorkühlmittels. Der Kurbelwinkelsensor 32 gibt ein Kurbelwinkelsignal mit einem Bitimpuls bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel (zum Beispiel alle 30 Grad CA) in Erwiderung auf eine Drehung einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 aus. Außerdem sind ein Gaspedalöffnungsgradsensor 33 und ein Atmosphärendrucksensor 34 in dem Steuersystem vorgesehen. Der Gaspedalöffnungsgradsensor 33 misst einen Öffnungsgrad (Gaspedalöffnungsgrad) eines Gaspedals, das heißt ein Niederdrückausmaß eines Gaspedals. Der Atmosphärendrucksensor 34 misst einen Atmosphärendruck.
Die elektronische Verbrennungsmotorsteuereinheit (ECU) 40 hat einen Mikrorechner einer bekannten Bauart, der zum Beispiel eine CPU, einen ROM und ein RAM hat. Die Verbrennungsmotor ECU 40 empfängt verschiedene Messsignale von den vorstehend beschriebenen Sensoren. Die Verbrennungsmotor ECU 40 führt verschiedene Steuerprogramme aus, die in dem ROM gespeichert sind, um verschiedene Steuerbetriebe des Verbrennungsmotors 10 wie zum Beispiel einen Steuerbetrieb des Drosselklappenstellglieds 12 auf der Grundlage der Messsignale und eines Verbrennungsmotorbetriebszustands auszuführen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Verstärkungsleistung von dem Elektromotor 24 zu dem Turbolader 20 zugeführt, um einen gewünschten Aufladedruck zu dem Zeitpunkt einer Beschleunigung des Fahrzeugs schnell zu erzeugen. Insbesondere errechnet die Verbrennungsmotor ECU 40 eine Sollverstärkungsleistung und einen Leistungsverstärkungszeitpunkt auf der Grundlage einer Sollluftmenge und eines Sollaufladedrucks gemäß dem Verbrennungsmotorbetriebszustand. Dann gibt die Verbrennungsmotor ECU 40 ihr errechnetes Ergebnis zu einer Elektromotor ECU 50 aus. Die Elektromotor ECU 50 empfängt Signale von der Verbrennungsmotor ECU 40 und führt vorbestimmte Berechnungen für zum Beispiel einen Elektromotorwirkungsgrad aus, um eine elektrische Energiezufuhr zu dem Elektromotor 24 zu steuern.
Außerdem führt die Verbrennungsmotor ECU 40 einen Aufladedruckregelungsbetrieb aus, um den Aufladedruck, der mit dem Ansaugluftdrucksensor 14 gemessen wird, auf den Sollladedruck einzustellen. Insbesondere errechnet die Verbrennungsmotor ECU 40 eine Differenz zwischen dem gemessenen Aufladedruck, der mit dem Ansaugluftdrucksensor 14 gemessen wird, und dem Sollaufladedruck. Dann steuert auf der Grundlage der Differenz zwischen dem gemessenen Aufladedruck und dem Sollaufladedruck die Verbrennungsmotor ECU 40 das VSV 29, um den Öffnungsgrad des WGV 28 einzustellen. Somit wird eine Abgasmenge, die durch das Turbinenrad 22 strömt, verändert, um die tatsächliche Antriebsleistung des Turboladers 20 einzustellen, und dadurch wird der Aufladedruck auf den Sollaufladedruck gesteuert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in dem Betriebszustand, in dem der Aufladedruckregelungsbetrieb ausgeführt wird, das heißt, wenn dieser im Gang ist, eine Abnormalitätserkennung des Turboladers 20 und des Elektromotors 24 ausgeführt. Bei dieser Abnormalitätserkennung wird die Verstärkungsleistung absichtlich auf den Turbolader 20 aufgebracht, während der konstante Sollaufladedruck gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Vorhandensein einer Abnormalität des Turboladers 20 und/oder des Elektromotors 24 auf der Grundlage bestimmt, ob ein Verhalten des Verbrennungsmotors 10 zu dem Zeitpunkt eines absichtlichen Aufbringens der Verstärkungsleistung normal ist. Zu dem Zeitpunkt eines Ausführens der Abnormalitätserkennung, wenn die Verstärkungsenergie auf den Turbolader 20 bei dem Nichtvorhandensein des Aufladedruckregelungsbetriebs aufgebracht, wird der Aufladedruck erhöht, um die Leistung des Verbrennungsmotors 10 zu verändern. Dies kann in einer Verschlechterung eines Fahrgefühls für einen Fahrzeuginsassen und zu einer Verschlechterung der Abgasemissionen führen.
Das Verhalten des Verbrennungsmotors 10, das verwendet wird, um zu erkennen, ob die Abnormalität besteht, kann auf der Grundlage des Öffnungsgrads des WGV 28 bestimmt werden, der als das Steuerausmaß bei dem Aufladedruckregelungsbetrieb dient. Zu dem Zeitpunkt eines Ausführens der Abnormalitätserkennung, wenn die Verstärkungsleistung von dem Elektromotor 24 auf den Turbolader 20 aufgebracht wird, wird der Öffnungsgrad des WGV 28 durch den Aufladedruckregelungsbetrieb derart eingestellt, dass die Verstärkungsleistung aufgehoben wird. Somit sind die obere und die untere Grenze des Ausmaßes einer Veränderung des Öffnungsgrads des WGV 28 zum Erreichen des Normalbetriebs des Turboladers 20 und des Elektromotors 24 vorbestimmt und gespeichert. Zu dem Zeitpunkt eines Ausführens der Abnormalitätserkennung, wenn das Ausmaß einer Veränderung des Öffnungsgrads des WGV 28 außerhalb des normalen Bereichs zwischen der oberen und der unteren Grenze ist, wird es bestimmt, dass die Abnormalität vorhanden ist.
Außerdem wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verstärkungsleistung, die aufgebracht, wird, um die Abnormalitätserkennung auszuführen, auf der Grundlage der Abgasmenge bestimmt. 2 zeigt ein Verhältnis zwischen der Abgasmenge und der Verstärkungsleistung. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhöht sich, wie in 2 angezeigt ist, wenn sich die Abgasmenge erhöht, die Verstärkungsleistung und umgekehrt aufgrund des nachstehenden Grunds. Das heißt, wenn die Abgasmenge erhöht wird, wird die tatsächliche Antriebsleistung des Turboladers 20 erhöht, so dass Einflüsse der Verstärkungsleistung, die von dem Elektromotor 24 auf den Turbolader 20 aufgebracht wird, auf den Aufladedruck relativ klein werden. Das Ausmaß einer Veränderung des Öffnungsgrads des WGV 28, der durch den Aufladedruckregelungsbetrieb eingestellt wird, wird relativ klein, und dadurch kann die Abnormalitätserkennung nicht aufgrund des Ausmaßes einer Veränderung des Öffnungsgrads des WGV 28 ausgeführt werden. Daher wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für die Verstärkungsleistung, die für den Erkennungszweck auf den Turbolader 20 aufgebracht wird, auf der Grundlage der Abgasmenge derart bestimmt, dass das Ausmaß einer Veränderung des Öffnungsgrads des WGV 28 innerhalb des vorstehenden normalen Bereichs gehalten wird.
Jedoch kann, wenn die Verstärkungsleistung, die auf den Turbolader 20 für den Erkennungszweck aufgebracht wird, schnell auf den Turbolader 20 aufgebracht wird, die Einstellung des Öffnungsgrads des WGV 28 bei dem Aufladedruckregelungsbetrieb nicht zeitgerecht erreicht werden, so dass der Aufladedruck möglicherweise verändert werden kann. Daher wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu dem Startzeitpunkt der Abnormalitätserkennung die Verstärkungsleistung allmählich erhöht. Ferner wird zu dem Beendigungszeitpunkt die Abnormalitätserkennungsverstärkungsleistung allmählich verringert.
Der Abnormalitätserkennungsprozess, der Aufladedruckregelungsprozess und der Leistungsverstärkungssteuerprozess, die durch die Verbrennungsmotor ECU 40 ausgeführt werden, sind nachstehend in Bezug auf die entsprechenden Ablaufschaubilder beschrieben. Diese Prozesse werden durch die Verbrennungsmotor 40 zum Beispiel alle vier Millisekunden ausgeführt.
3 und 4 zeigen ein Ablaufschaubild, das einen Ablauf des Abnormalitätserkennungsprozess anzeigt. Bei dem Abnormalitätserkennungsprozess werden zunächst in Schritt S101 verschiedene Parameter wie zum Beispiel die Verbrennungsmotordrehzahl, der Gaspedalöffnungsgrad, die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur und der Aufladedruck, die den Verbrennungsmotorbetriebszustand anzeigen, eingelesen. Dann wird es in Schritt S102 auf der Grundlage dieser Parameter bestimmt, ob eine Abnormalitätserkennungsbedingung erfüllt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Abnormalitätserkennung während der Verbrennungsmotorstartzeitdauer ausgeführt, während der Verbrennungsmotor 10 mit einer hohen Leerlaufdrehzahl läuft, um den Verbrennungsmotor 10 aufzuwärmen. Die Abnormalitätserkennung wird nicht ausgeführt, wenn der Verbrennungsmotor 10 nicht mit der hohen Leerlaufdrehzahl läuft. Wenn der Verbrennungsmotor 10 mit der hohen Leerlaufdrehzahl läuft, schreitet der Betrieb zu Schritt S103 voran. In dem Schritt S103 wird es bestimmt, ob der Aufladedruckregelungsbetrieb derzeit ausgeführt wird, das heißt, ob dieser derzeit im Gang ist. In dem Fall, in dem der Aufladedruckregelungsbetrieb aufgrund zum Beispiel einer Fehlfunktion des WGV 28 nicht ausgeführt wird, kann die Abnormalitätserkennung nicht ausgeführt werden, so dass der derzeitige Abnormalitätserkennungsprozess beendet wird. Wenn es in dem Schritt S103 bestimmt wird, dass der Aufladedruckregelungsbetrieb derzeit ausgeführt wird, schreitet der Betrieb zu Schritt S104 voran.
In dem Schritt S104 wird eine Sollverstärkungsleistung PO bestimmt, die von dem Elektromotor 24 zu dem Turbolader 20 für den Abnormalitätserkennungszweck zugeführt werden soll. Die Verbrennungsmotor ECU 40 speichert ein Kennfeld, das ähnlich zu dem ist, das in 2 gezeigt ist, und definiert das Verhältnis zwischen der Abgasmenge und der Verstärkungsleistung PO. Die Verbrennungsmotor ECU 40 bestimmt die Sollverstärkungsleistung PO auf der Grundlage eines derartigen Kennfelds. Die Abgasmenge wird auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl, der Aufladeluftmenge und der Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur errechnet.
In Schritt S105 wird eine Zeitgebervariable T als ein Wert einer ausreichenden Zeitdauer festgelegt (ein Wert, der zu fünf bis zehn Sekunden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel korrespondiert). Diese ausreichende Zeitdauer ist als eine Zeitdauer definiert, die ausreichend ist, um die Veränderung des Aufladedrucks, die durch das Zuführen der Verstärkungsleistung zu dem Turbolader 20 verursacht wird, bei dem Aufladedruckregelungsbetrieb zu begrenzen. In Schritt S106 wird der Öffnungsgrad des WGV 28 vor der Zufuhr der Verstärkungsleistung zu dem Turbolader 20 als ein Wert Dwg1 gespeichert.
In Schritt S107 wird eine tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist, die tatsächlich zu dem Turbolader 20 zugeführt wird, von einem vorausgehenden Wert um einen vorbestimmten Betrag Pd1 erhöht. Die tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist wird zu dem Zeitpunkt eines Einschaltens der Verbrennungsmotor ECU 40 auf null (0) initialisiert. Wenn der Schritt S107 zum ersten Mal ausgeführt wird, ist ein vorausgehender Wert der tatsächlichen Verstärkungsleistung P_assist null (0). In Schritt S108 wird es bestimmt, ob die erhöhte tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist die Sollverstärkungsleistung PO überschreitet. Wenn die tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist größer als die Sollverstärkungsleistung PO ist, schreitet der Betrieb zu Schritt S109 voran. In dem Schritt S109 wird ein oberer Grenzwert durch Festlegen der tatsächlichen Verstärkungsleistung P_assist auf die Sollverstärkungsleistung PO festgelegt.
In Schritt S110 wird die Zeitgebervariable T um eins (1) verringert. In Schritt S111 wird es bestimmt, ob die Zeitgebervariable T null (0) ist. Das heißt, es wird bestimmt, ob die ausreichende Zeitdauer zum Begrenzen der Veränderung des Aufladedrucks, die durch das Zuführen der Verstärkungsleistung zu dem Turbolader 20 verursacht werden kann, bei dem Aufladedruckregelungsbetrieb verstrichen ist. Wenn es bestimmt in dem Schritt S111 wird, dass die Zeitgebervariable T nicht null (0) ist, kehrt der Betrieb zu dem Schritt S107 zurück. Im Gegensatz dazu, wenn es in dem Schritt S111 bestimmt wird, dass die Zeitgebervariable T null (0) ist, schreitet der Betrieb zu Schritt S112 (siehe 4) voran.
In dem Schritt S112 wird der derzeitige Öffnungsgrad des WGV 28 als ein Wert Dwg2 gespeichert. In dem nachfolgenden Schritt S113 wird ein Ausmaß einer Veränderung des Öffnungsgrads (nachstehend als ein Öffnungsgradveränderungsausmaß ΔDwg bezeichnet) des WGV 28 zwischen dem Öffnungsgrad Dwg1 vor dem Zuführen der Verstärkungsleistung und dem Öffnungsgrad Dwg2 nach dem Zuführen der Verstärkungsleistung durch die nachstehende Gleichung errechnet: ΔDwg = Dwg2 – Dwg1. Dann wird in Schritt S114 bestimmt, ob das Öffnungsgradveränderungsausmaß ΔDwg innerhalb eines vorbestimmten normalen Bereiches ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der untere und der obere Grenzwert K1, K2 des Öffnungsgradveränderungsausmaßes ΔDwg des WGV 28 für einen normalen Zustand vorbestimmt, in dem der Turbolader 20 und der Elektromotor 24 normal sind (arbeiten). Die Verbrennungsmotor ECU 40 speichert einen Bereich zwischen dem unteren Grenzwert K1 und dem oberen Grenzwert K2 als den normalen Bereich. Wenn das Öffnungsgradveränderungsausmaß ΔDwg innerhalb des normalen Bereichs ist, wird der Abnormalitätsflag Fail mit null (0) festgelegt, das heißt, sie wird in Schritt S115 festgelegt, um einen Normalzustand anzuzeigen. Im Gegensatz dazu, wenn das Öffnungsgradveränderungsausmaß ΔDwg nicht innerhalb des normalen Bereichs ist, wird die Abnormalitätsflag Fail mit eins (1) festgelegt, das heißt, sie wird in Schritt S116 festgelegt, um eine Abnormalität anzuzeigen.
Dann wird in Schritt S117 die tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist um einen vorbestimmten Betrag Pd2 reduziert. Der vorbestimmte Betrag Pd2 kann gleich wie der vorbestimmte Betrag Pd1 sein oder kann passend in Anbetracht einer Zeitdauer eingestellt werden, die erforderlich ist, um die Veränderung des Aufladedrucks zu vermeiden, und die erforderlich ist, um die Abnormalitätserkennung auszuführen. In Schritt S118 wird es bestimmt, ob die tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist gleich wie oder kleiner als null (0) ist. Wenn es in dem Schritt S118 bestimmt wird, dass die tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist nicht gleich wie oder kleiner als null (0) ist, kehrt der Betrieb zu dem Schritt S117 zurück, um die tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist nochmals zu reduzieren. Im Gegensatz dazu, wenn es in dem Schritt S118 bestimmt wird, dass die tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist gleich wie oder kleiner als null (0) ist, wird der derzeitige Abnormalitätserkennungsprozess beendet.
5 zeigt ein Ablaufschaubild, das einen Ablauf des Leistungsverstärkungssteuerprozesses anzeigt. Bei dem Leistungsverstärkungssteuerprozess wird es zunächst in Schritt S201 bestimmt, ob die Abnormalitätserkennung derzeit ausgeführt wird, das heißt, ob sie derzeit im Gang ist. Wenn es in dem Schritt S201 bestimmt wird, dass die Abnormalitätserkennung derzeit nicht ausgeführt wird, schreitet der Betrieb zu Schritt S202 voran. In dem Schritt S202 wird eine Sollantriebsleistung des Turboladers 20 auf der Grundlage einer Sollansaugluftmenge und eines Sollaufladedrucks errechnet. Dann wird in Schritt S203 die tatsächliche Antriebsleistung des Turboladers 20 errechnet. Anschließend wird in Schritt S204 eine Differenz zwischen der Sollantriebsleistung und der tatsächlichen Antriebsleistung des Turboladers als die Verstärkungsleistung errechnet. Im Gegensatz dazu, wenn es in dem Schritt S201 bestimmt wird, dass die Abnormalitätserkennung derzeit ausgeführt wird, schreitet der Betrieb zu Schritt S205 voran. In dem Schritt S205 wird die tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist in dem Abnormalitätserkennungsprozess, der in 3 und 4 gezeigt ist, eingelesen.
In Schritt S206 wird ein Steuerbefehlsignal, das auf der Verstärkungsleistung, die in dem Schritt S204 erhalten wird oder auf der Verstärkungsleistung (der tatsächlichen Verstärkungsleistung P_assist), die in dem Schritt S205 erhalten wird, basiert, zu der Elektromotor ECU 50 ausgegeben, und der derzeitige Leistungsverstärkungssteuerprozess wird beendet. In diesem Fall, wenn die Elektromotor ECU 50 das Steuersignal empfängt, steuert die Elektromotor ECU 50 die Zufuhr einer elektrischen Energie zu dem Elektromotor 24 zum Beispiel in Anbetracht des Elektromotorwirkungsgrads.
6 zeigt ein Ablaufschaubild, das einen Ablauf des Aufladedruckregelungsprozesses anzeigt. Bei dem Aufladedruckregelungsprozess wird es bestimmt, ob die Abnormalität in dem WGV 28 und dem VSV 29 gemessen wird (dient als eine Steuerprozessausführungsbedingung). Wenn die Abnormalität in Schritt S301 bei sowohl dem WGV 28 als auch dem VSV 29 nicht gemessen wird, schreitet der Betrieb zu Schritt S302 voran. Im Gegensatz dazu, wenn die Abnormalität in dem Schritt S301 bei einem Ventil oder beiden Ventilen des WGV 28 und des VSV 29 gemessen wird, wird der derzeitige Aufladedruckregelungsprozess beendet.
In dem Schritt S302 wird eine Aufladedruckdifferenz als eine Differenz zwischen dem Sollaufladedruck und dem tatsächlichen Aufladedruck errechnet. Dann wird in Schritt S303 ein Sollöffnungsgrad des WGV 28 auf der Grundlage der Aufladedruckdifferenz bestimmt. Dann wird in Schritt S304 ein Öffnungsgrad des VSV 29 zum Erreichen des Sollöffnungsgrad des WGV 28 errechnet. Anschließend wird in Schritt S305 ein Steuerbefehlsignal zum Erreichen des Öffnungsgrads des VSV 29, der in dem Schritt S304 errechnet wurde, zu dem VSV 29 ausgegeben.
Ein Verhalten des Verbrennungsmotors 10 zu dem Zeitpunkt eines Ausführens der Abnormalitätserkennung des Turboladers 20 und des Elektromotors 24 ist nachstehend mit Bezug auf ein Zeitdiagramm gezeigt, das in 7 gezeigt ist. 7 zeigt einen Fall, in dem der Elektromotor 24 eine Abnormalität aufweist, und dadurch reduziert sich eine Verstärkungsleistung, die tatsächlich zu dem Turbolader 20 aufgebracht wird, mit Bezug auf den Befehlswert.
Wenn die Abnormalitätserkennungsbedingung zu dem Zeitpunkt t1 erfüllt ist (wodurch die Abnormalitätserkennung ausgeführt wird), wird der vorbestimmte Wert als die Zeitgebervariable festgelegt. Dann wird nach dem Zeitpunkt t1 die Verstärkungsleistung allmählich erhöht, bis sie die Sollverstärkungsleistung PO erreicht. Zu diesem Zeitpunkt, wenn der Aufladedruckregelungsbetrieb nicht ausgeführt wird, wird der Aufladedruck in Erwiderung auf die Erhöhung der Verstärkungsleistung erhöht, wie durch eine gestrichelte Linie in 7 angezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Öffnungsgrad des WGV 28 eingestellt, um den Öffnungsgrad des WGV 28 durch den Aufladedruckregelungsbetrieb zu erhöhen. Somit ist die Erhöhung des Aufladedrucks begrenzt.
Dann wird zu einem Zeitpunkt t2, bei dem die Zeitgebervariable null ist (wird), die Abnormalitätserkennung auf der Grundlage eines Ausmaßes einer Veränderung des Öffnungsgrads des WGV 28 zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 ausgeführt. In dem Fall von 7 ist die Verstärkungsleistung, die von dem Elektromotor 24 aufgebracht wird, kleiner im Vergleich zu der Verstärkungsleistung, die durch den Befehlswert angezeigt wird. Somit wird das Ausmaß einer Veränderung des Öffnungsgrads des WGV 28 im Vergleich zu dem Ausmaß einer Veränderung des Öffnungsgrads des WGV 28 der normalen Betriebszeitdauer kleiner. Somit ist das Ausmaß einer Veränderung des Öffnungsgrads des WGV 28 von dem vorbestimmten normalen Bereich zu der kleineren Seite hin abweichend. Daher wird es bestimmt, dass der Turbolader 20 oder der Elektromotor 24 eine Abnormalität aufweist, und dadurch wird die Abnormalitätsflag Fail mit eins (1) festgelegt.
Anschließend wird die Abnormalitätserkennung zu einem Zeitpunkt t3 beendet, bei dem die Verstärkungsleistung aufgrund einer allmählichen Verringerung der Verstärkungsleistung null ist (wird).
Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist die nachstehenden Vorteile auf.
Zu dem Zeitpunkt, bei dem der Aufladedruckregelungsbetrieb ausgeführt wird, wird die Antriebsleistung des Turboladers 20 durch den Elektromotor 24 verstärkt, und die Abnormalitätserkennung wird auf der Grundlage des Öffnungsgradveränderungsausmaßes ΔDwg des WGV 28 zwischen dem Öffnungsgrad Dwg1 vor dem Zuführen der Verstärkungsleistung und dem Öffnungsgrad Dwg2 nach dem Zuführen der Verstärkungsleistung ausgeführt.
Somit ist, selbst wenn die Verstärkungsleistung zu dem Turbolader 20 während der Ausführung der Abnormalitätserkennung ausgeführt wird, die Veränderung des Aufladedrucks begrenzt. Daher ist die Veränderung der Verbrennungsmotorleistung begrenzt. Als Ergebnis kann die Verschlechterung des Fahrgefühls für den Fahrzeuginsassen und die Verschlechterung der Abgasemissionen vorteilhafterweise begrenzt werden. Außerdem wird die Abnormalitätserkennung auf der Grundlage des Öffnungsgradveränderungsausmaßes ΔDwg des WGV 28 ausgeführt, das mit der Verstärkungsleistung korreliert, die von dem Elektromotor 24 zugeführt wird. Somit kann ein Vorhandensein der Abnormalität sowohl bei dem Turbolader 20 als auch bei dem Elektromotor 24 relativ genau erkannt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Abnormalitätserkennung wird die Sollverstärkungsleistung PO auf der Grundlage der Abgasmenge bestimmt. Somit sind Schwankungen des Öffnungsgradveränderungsausmaßes ΔDwg des WGV 28 begrenzt, die durch die Schwankungen der Abgasmenge verursacht werden können, und dadurch kann die Abnormalitätserkennung des Turboladers 20 und des Elektromotors 24 genau ausgeführt werden.
Außerdem wird in dem Fall, in dem die Verstärkungsleistung von dem Elektromotor 24 während der Ausführung der Abnormalitätserkennung zugeführt wird, die tatsächliche Verstärkungsleistung P_assist, die als die tatsächliche Verstärkungsleistung tatsächlich zugeführt wird, schrittweise um den vorbestimmten Betrag Pd1 zu dem Startzeitpunkt der Abnormalitätserkennung allmählich erhöht und wird schrittweise um den vorbestimmten Betrag Pd2 zu dem Beendungszeitpunkt der Abnormalitätserkennung allmählich verringert. Somit kann die unerwünschte abrupte Veränderung des Aufladedrucks vorteilhafterweise in dem Fall begrenzt werden, in dem der Aufladedruckregelungsbetrieb nicht zeitgerecht ausgeführt wird.
Die Abnormalitätserkennung wird bei der Verbrennungsmotorstartzeitdauer ausgeführt, bei der der Verbrennungsmotor 10 mit der hohen Leerlaufdrehzahl läuft. In diesem Fall kann die Abnormalitätserkennung jederzeit ausgeführt werden, wenn der Verbrennungsmotor 10 gestartet wird. Außerdem ist es während des normalen Betriebs des Verbrennungsmotors 10 schwierig, eine ausreichende Zeitdauer zum Begrenzen der Veränderungen des Aufladedrucks, die durch die Zufuhr der Verstärkungsleistung verursacht werden, durch die Ausführung des Aufladedruckregelungsbetriebs vorzusehen. Bezüglich dieser Tatsache wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Abnormalitätserkennung während der Verbrennungsmotorstartzeitdauer ausgeführt, bei der der Verbrennungsmotor 10 mit der hohen Leerlaufdrehzahl läuft. Somit kann die Abnormalitätserkennung weiter zuverlässig ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt. Das vorstehende Ausführungsbeispiel kann daher wie folgt modifiziert werden.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Sollverstärkungsleistung PO, die für den Abnormalitätserkennungszweck zugeführt wird, auf der Grundlage der Abgasmenge bestimmt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Die aufgeladene Ansaugluftmenge verändert sich gemäß der tatsächlichen Antriebsleistung des Turboladers 20, die sich aufgrund der Veränderung der Abgasmenge verändert. Das heißt, wenn die tatsächliche Antriebsleistung des Turboladers 20 relativ klein ist, ist die Ansaugluftmenge relativ klein. Im Gegensatz dazu, wenn die tatsächliche Antriebsleistung des Turboladers 20 relativ groß ist, ist die Ansaugluftmenge relativ groß. Somit kann anstelle eines Verwendens der Abgasmenge die Ansaugluftmenge verwendet werden, so dass die Sollverstärkungsleistung PO auf einen relativ hohen Wert festgelegt wird, wenn die Ansaugluftmenge relativ groß ist, und umgekehrt.
Außerdem kann die Sollverstärkungsleistung PO auf der Grundlage der Temperatur des Turboladers 20 bestimmt werden. Wenn die Temperatur des Turboladers 20 relativ niedrig ist, wenn sie zum Beispiel zu dem Startzeitpunkt des Verbrennungsmotors unterhalb einer relativ niedrigen Temperatur ist, wird ein Teil der Luftverdichtungsarbeit des Turboladers 20 zum Verdichten der Ansaugluft durch den Turbolader 20 als Wärme absorbiert. Außerdem ist eine Viskosität des Schmieröls des Turboladers 20 relativ hoch, so dass ein Reibungsverlust relativ groß ist. Somit reduziert sich das tatsächliche Ausmaß einer Luftverdichtungsarbeit des Turboladers 20. Daher ist der Einfluss der Verstärkungsleistung auf den Aufladedruck relativ klein, und dadurch wird die Frequenz eines Ausführens der Einstellung des Öffnungsgrads des WGV 28 durch den Aufladedruckregelungsbetrieb reduziert. Als Ergebnis kann die Abnormalitätserkennung nicht passend auf der Grundlage des Öffnungsgradveränderungsausmaßes ΔDwg des WGV 28 ausgeführt werden. In Anbetracht der vorstehenden Tatsache kann in dem Fall, in dem der Turbolader 20 und der Elektromotor 24 normal arbeiten, die Sollverstärkungsleistung PO auf der Grundlage der Temperatur des Turboladers 20 derart festgelegt werden, dass das Öffnungsgradveränderungsausmaß ΔDwg des WGV 28 in einem normalen Bereich gehalten wird. 8 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen der Temperatur des Turboladers 20 und der Sollverstärkungsleistung PO zeigt, die in Anbetracht des Einflusses einer Temperatur des Turboladers 20 bestimmt wird. Wie in 8 gezeigt ist, kann in einem Zustand, in dem die Temperatur des Turboladers 20 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, die Sollverstärkungsleistung PO derart festgelegt sein, dass sich die Sollverstärkungsleistung PO erhöht, wenn sich die Temperatur des Turboladers 20 verringert. In diesem Fall ist es möglich, die Veränderung des Öffnungsgradveränderungsausmaßes ΔDwg des WGV 28 in Erwiderung auf die Veränderung der Temperatur des Turboladers 20 zu begrenzen.
Jedoch kann in diesem Fall, da es keine Einrichtung zum direkten Messen der Temperatur des Turboladers 20 gibt, die Temperatur des Turboladers 20 durch eine Kumulation der Abgastemperatur abgeschätzt werden, das durch eine Verbrennung eines Kraftstoffs in dem Verbrennungsmotor 10 erzeugt wird, oder kann alternativ auf der Messung des Elektromotortemperatursensors geschätzt werden, der an dem Elektromotor 24 des Turboladers 20 vorgesehen ist. Es sollte angemerkt werden, dass ein Temperatursensor an dem Turbolader 20 vorgesehen werden kann, und dass eine Messung dieses Temperatursensors verwendet werden kann, um die Temperatur des Turboladers 20 zu erhalten.
Außerdem kann eine Sollverstärkungsleistung PO in Anbetracht des Einflusses der Abgasmenge (der Ansaugluftmenge) und ferner in Anbetracht des Einflusses der Temperatur des Turboladers 20 bestimmt werden. In diesem Fall kann die Reduktion des Einflusses der Verstärkungsleistung auf den Aufladedruck zuverlässiger begrenzt werden.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die positive Verstärkungskraft von dem Elektromotor 24 für den Abnormalitätserkennungszweck zugeführt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine negative Verstärkungskraft (das heißt, eine Bremskraft) von dem Elektromotor 24 in einem Fall, in dem das WGV 28 ein paar Grad geöffnet ist, sowie in dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor in einem hohen Drehzahlbereich läuft, um eine ausreichende Abgasantriebsleistung vorzusehen, oder in dem Fall zugeführt werden, in dem das Fahrzeug verzögert wird, bei dem die Abgasantriebsleistung nicht angefordert wird. In einem derartigen Fall wird, um die Reduktion des Aufladedrucks zu begrenzen, durch den Aufladedruckregelungsbetrieb das WGV 28 geschlossen, um die tatsächliche Antriebsleistung des Turboladers 20 zu erhöhen, und der Aufladedruck wird auf dem Sollaufladedruck gesteuert. In diesem Fall kann die Abnormalitätserkennung ausgeführt werden, während die Veränderung der Leistung des Verbrennungsmotors 10 begrenzt ist. Ähnlich zu dem vorstehenden Ausführungsbeispiel kann die Abnormalitätserkennung auf der Grundlage des Öffnungsgradveränderungsausmaßes Dwg des WGV 28 ausgeführt werden. Insbesondere kann, wenn die regenerative Energieerzeugung durch den Elektromotor 24 ausgeführt wird, um die negative Verstärkungsleistung zuzuführen, die Abnormalitätserkennung ausgeführt werden, während die Energie rückgewonnen wird.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel sind der Bypassdurchgang 27, der das Turbinenrad 22 umgibt, und das WGV 28, das den Bypassdurchgang 27 öffnet und schließt, als eine Aufladedruckeinstellungseinrichtung vorgesehen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Alternativ können ein Bypassdurchgang, der das Verdichterlaufrad 21 umgeht, und ein Luftbypassventil, das diesen Bypassdurchgang öffnet und schließt, als die Aufladedruckeinstellungseinrichtung vorgesehen sein. Durch diese Konstruktion wird, wenn das Luftbypassventil geöffnet wird, der Druck stromabwärtig des Turboladers 20 gemäß einem Öffnungsgrad des Luftbypassventils freigegeben. In diesem Fall kann der Aufladedruck eingestellt werden.
Außerdem kann ein Turbolader mit variabler Düsenbauart vorgesehen sein. Insbesondere können mehrere bewegliche Schaufeln an einem Einlass des Turboladers 20 vorgesehen sein, und ein Neigungswinkel von jeder beweglichen Schaufel kann verändert werden, um einen Düsenöffnungsgrad zu verändern, und um dadurch die Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche des Einlasses des Turbinenrads 22 zu verändern. In diesem Fall können die beweglichen Schaufeln (die variable Düse) als die Aufladedruckeinstellungseinrichtung verwendet werden. In dieser Anordnung verändert sich beim Einstellen des Neigungswinkels der beweglichen Schaufeln die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in dem Turbinenrad 22. Als Ergebnis verändert sich die tatsächliche Antriebsleistung des Turboladers. Dadurch kann der Aufladedruck eingestellt werden.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 24 als das Leistungsverstärkungsgerät an der Welle 23 des Turboladers 20 vorgesehen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Ein Hilfsverdichter kann in der Ansaugluftleitung 11 stromaufwärtig oder stromabwärtig des Turboladers 20 vorgesehen sein, und die Antriebsleistung des Turboladers kann indirekt durch den Hilfsverdichter verstärkt werden.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen können dem Fachmann einfallen. Die Erfindung in ihrem breitesten Umfang ist daher nicht auf die spezifischen Details, das dargestellte Gerät und die illustrativen Beispiele beschränkt, die gezeigt und beschrieben sind.
Ein Turbolader (20) mit einem Elektromotor (24) ist zwischen einer Ansaugluftleitung (11) und einer Absaugleitung (16) in einem Verbrennungsmotor (10) vorgesehen. Ein Ansaugluftdrucksensor (14) ist in der Ansaugluftleitung (11) vorgesehen. Ein Bypassdurchgang (27) ist an der Abgasleitung (16) vorgesehen. Ein Öffnungsgrad eines WGV (28), das den Bypassdurchgang (27) öffnet und schließt, ist durch eine Steuerung eines VSV (29) eingestellt. Eine Verbrennungsmotor ECU (40) steuert das VSV (29), um einen Aufladedruck, der durch den Ansaugluftdrucksensor (14) gemessen wird, auf einen Sollaufladedruck einzustellen, und die Verbrennungsmotor ECU (40) bringt eine Verstärkungsleistung an dem Turbolader (20) durch Steuern des Elektromotors (24) auf. Eine Abnormalität des Turboladers (20) wird auf der Grundlage eines Öffnungsgradveränderungsausmaßes des WGV (28) zu diesem Zeitpunkt erkannt.

Claims

Steuersystem für eine Brennkraftmaschine (10), die Folgendes aufweist: ein Aufladegerät (20), das eine Ansaugluft mittels einer Abgasantriebsleistung auflädt; ein Leistungsverstärkungsgerät (24), das eine Antriebsleistung des Aufladegeräts (20) verstärkt; und eine Aufladedruckeinstellungseinrichtung (27, 28) zum Einstellen eines Aufladedrucks der Ansaugluft, die durch das Aufladegerät (20) aufgeladen wird, wobei das Steuersystem gekennzeichnet ist durch: eine Aufladedruckregelungseinrichtung (S301 bis S305) zum Ausführen eines Aufladedruckregelungsbetriebs durch Errechnen eines Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung (27, 28), so dass der Aufladedruck der Ansaugluft, die durch das Aufladegerät (20) aufgeladen wird, im Allgemeinen mit einem Sollaufladedruck übereinstimmt, und anschließend durch Steuern der Aufladedruckeinstellungseinrichtung (27, 28) auf der Grundlage des errechneten Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung (27, 28); eine Verstärkungssteuereinrichtung (S201 bis S206) zum Steuern des Leistungsverstärkungsgeräts (24) für eine vorbestimmte Zeitdauer für einen Abnormalitätserkennungszweck, während der Sollaufladedruck während einer Ausführung des Aufladedruckregelungsbetriebs durch die Aufladedruckregelungseinrichtung (S301 bis S305) gehalten wird; und eine Abnormalitätserkennungseinrichtung (S101 bis S118) zum Erkennen eines Vorhandenseins einer Abnormalität in zumindest einem Gerät des Aufladegeräts (20) und des Leistungsverstärkungsgeräts (24) auf der Grundlage eines Ausmaßes einer Veränderung des Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung (27, 28), die durch das Verstärken der Leistung des Aufladegeräts (20) durch die Verstärkungssteuereinrichtung (S201 bis S206) verursacht wird.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Verstärkungssteuereinrichtung (S201 bis S206) eine Festlegungseinrichtung (S201 bis S206) zum Festlegen eines Ausmaßes der Verstärkungsleistung auf der Grundlage eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine hat, so dass das Ausmaß einer Veränderung des Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung (27, 28) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in einem Fall angeordnet ist, in dem die Abnormalität in dem zumindest einen Gerät des Aufladegeräts (20) und des Leistungsverstärkungsgeräts (24) nicht vorhanden ist; das Leistungsverstärkungsgerät (24) auf der Grundlage des Ausmaßes der Verstärkungsleistung gesteuert wird, die durch die Festlegungseinrichtung (S201 bis S206) festgelegt wird; und die Abnormalitätserkennungseinrichtung (S101 bis S118) das Vorhandensein der Abnormalität in dem zumindest einen Gerät des Aufladegeräts (20) und des Leistungsverstärkungsgeräts (24) auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Bestimmung erkennt, ob das Ausmaß einer Veränderung des Steuerausmaßes der Aufladedruckeinstellungseinrichtung (27, 28) innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist.
Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die Festlegungseinrichtung (S201 bis S206) eine Abgasmenge oder eine Ansaugluftmenge als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine verwendet; und die Festlegungseinrichtung (S201 bis S206) die Verstärkungsleistung erhöht, wenn die eine der Abgasmenge und der Ansaugluftmenge erhöht wird.
Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Festlegungseinrichtung (S201 bis S206) eine Temperatur des Aufladegeräts (20) als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine verwendet; und
die Festlegungseinrichtung (S201 bis S206) die Verstärkungsleistung erhöht, wenn die Temperatur des Aufladegeräts verringert wird.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verstärkungssteuereinrichtung (S201 bis S206) das Leistungsverstärkungsgerät (24) derart steuert, dass die Verstärkungsleistung bei einer Startzeitdauer der Verstärkung der Antriebsleistung des Aufladegeräts (20) allmählich erhöht wird; und die Verstärkungssteuereinrichtung (S201 bis S206) das Leistungsverstärkungsgerät (24) derart steuert, dass die Verstärkungsleistung bei einer Beendigungszeitdauer des Verstärkens der Antriebsleistung des Aufladegeräts (20) allmählich verringert wird.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verstärkungssteuereinrichtung (S201 bis S206) das Leistungsverstärkungsgerät (24) während eines Betriebs der Brennkraftmaschine bei einer hohen Leerlaufdrehzahl steuert.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Aufladedruckeinstellungseinrichtung (27, 28) zumindest eines der folgenden Bauteile aufweist: ein Ladedrucksteuerventil (28), das einen Bypassdurchgang (27) öffnet und schließt, der ein Turbinenrad (22) des Aufladegeräts (20) umgeht; ein Luftbypassventil, das einen Bypassdurchgang öffnet und schließt, der ein Verdichterlaufrad (21) des Aufladegeräts (20) umgeht; und eine bewegliche Schaufel, die einen Düsenöffnungsgrad eines Turboladers einer variablen Düsenbauart einstellt, der als das Aufladegerät (20) dient.