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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Turbolader und ein Verfahren davon. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Turbolader und ein Verfahren, um durch optimierte Steuerung gemäß einem Lastzustand eines Motors den Kraftstoffverbrauch zu verringern.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Im Allgemeinen erzeugt ein Motor (z.B. ein Verbrennungsmotor) eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs) eine Antriebskraft durch Verbrennen eines Gemisches aus Kraftstoff und Luft, die von außen zugeführt wird.
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In dem Prozess der Antriebskrafterzeugung durch Betrieb des Motors muss ausreichend Luft dem Motor zugeführt werden, um eine gewünschte Leistung und Verbrennungseffizienz zu erreichen. Um die Verbrennungseffizienz zu erhöhen und die Leistung des Motors zu verbessern, wird ein Kompressor oder ein Turbolader (z.B. ein Abgasturbolader), der die Luft mit Druck beaufschlagt und die mit Druck beaufschlagte Luft dem Motor zuführt, auf das Fahrzeug angewendet.
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Der Turbolader ist eine Vorrichtung, die durch Verwendung eines Drucks des vom Motor ausgelassenen Abgases eine Turbine dreht, und dann die Leistung des Verbrennungsmotors erhöht, indem durch Verwendung der Rotationskraft davon eine Hochdruckluft einer Brennkammer zugeführt wird. Der Turbolader wurde auf einen Dieselmotor und in jüngster Zeit auf einen Benzinmotor angewendet.
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Um den Motor mit Turbolader effizient zu betreiben, ist es erforderlich, den Motor gemäß einem Lastzustand des Motors unterschiedlich zu betreiben.
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Aus der
US 2006 / 0 201 152 A1 , der nachveröffentlichten
DE 10 2013 113 167 A1 und der
DE 10 2012 204 112 A1 sind jeweils eine Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Steuerverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2 bekannt.
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Die Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung für einen Motor (z.B. Verbrennungsmotor) mit Turbolader und ein Verfahren bereitzustellen, die bzw. das in einem mittleren Lastzustand und einem hohen Lastzustand ein Klopfen unterdrückt und die Verbrennungseffizienz maximiert.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Turbolader gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Steuerverfahren einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Turbolader gemäß Anspruch 2. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Turbolader (bzw. ein Verbrennungsmotorsystem, das einen Turbolader hat) auf: eine Brennkammer, die durch Verbrennen eines Kraftstoffes eine Antriebskraft erzeugt, ein Einlassventil, das ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (z.B. ein Mischgas) einstellt, welches in die Brennkammer einströmt (bzw. eingeströmt wird), eine Kontinuierlich-Variable-Ventilsteuerungsvorrichtung, die einen Öffnungs-/Schließzeitpunkt des Einlassventils (z.B. durch Frühverstellung oder Spätverstellung) vorverlegt oder verzögert, einen Turbolader, der eine Turbine, die durch ein von der Brennkammer erzeugtes Abgas angetrieben wird, und einen Verdichter aufweist, der in Verbindung (z.B. gekoppelt) mit der Turbine betrieben wird und eine Luft verdichtet, welche in die Brennkammer eingeströmt wird, ein Drosselventil, das die der Brennkammer zugeführte Luft einstellt, ein Ladedruckregelventil, das das Abgas einstellt, welches in die Turbine eingeströmt wird, sowie eine Steuereinheit, die das Einlassventil, das Drosselventil und das Ladedruckregelventil gemäß einem Lastzustand des Verbrennungsmotors steuert.
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In einem Niedriglastzustand des Verbrennungsmotors steuert die Steuereinheit das Ladedruckregelventil so, dass es vollständig geöffnet wird, steuert die Steuereinheit das Einlassventil so, dass es auf eine maximal verzögerte Phase festgesetzt wird (z.B. in einer maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen wird, z.B. kann die Steuereinheit eine Einlassnockenwelle so steuern, dass sie in die maximale Spätstellung verstellt wird), und steuert die Steuereinheit ein Öffnen (z.B. einen Öffnungsgrad) des Drosselventils.
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In einem Mittellastzustand des Verbrennungsmotors steuert die Steuereinheit das Drosselventil so, dass es vollständig geöffnet wird, steuert die Steuereinheit das Einlassventil so, dass es auf eine maximal verzögerte Phase festgesetzt wird (z.B. in einer maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen wird), und steuert die Steuereinheit ein Öffnen (z.B. einen Öffnungsgrad) des Ladedruckregelventils.
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In einem Hochlastzustand des Verbrennungsmotors steuert die Steuereinheit das Drosselventil so, dass es vollständig geöffnet wird, steuert die Steuereinheit das Ladedruckregelventil so, dass es vollständig geschlossen wird, und steuert die Steuereinheit ein Öffnen (z.B. einen Öffnungsgrad) des Einlassventils.
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In einem Maximallastzustand des Verbrennungsmotors steuert die Steuereinheit das Drosselventil so, dass es vollständig geöffnet wird, steuert die Steuereinheit ein Öffnen (z.B. einen Öffnungsgrad) des Ladedruckregelventils und steuert mittels der Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung ein Öffnen (z.B. einen Öffnungsgrad) des Einlassventils.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verbrennungsmotor-Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors mit Turbolader auf: Ermitteln eines Lastzustandes des Verbrennungsmotors durch eine Steuereinheit, und Öffnen und Schließen eines Einlassventils, eines Drosselventils und eines Ladedruckregelventils durch die Steuereinheit gemäß dem Lastzustand des Verbrennungsmotors, wobei eine Brennkammer durch Verbrennen eines Kraftstoffes eine Antriebskraft erzeugt, ein Einlassventil ein Luft/Kraftstoff-Gemisch einstellt, welches in die Brennkammer eingeströmt wird, eine Kontinuierlich-Variable-Ventilsteuerungsvorrichtung einen Öffnungs-/Schließzeitpunkt des Einlassventils vorverlegt oder verzögert, ein Turbolader eine Turbine, die durch ein von der Brennkammer erzeugtes Abgas angetrieben wird, und einen Verdichter aufweist, der in Verbindung (z.B. gekoppelt) mit der Turbine betrieben wird und eine Luft verdichtet, welche in die Brennkammer eingeströmt wird, das Drosselventil die der Brennkammer zugeführte Luft einstellt, das Ladedruckregelventil das Abgas einstellt, welches in die Turbine eingeströmt wird, und eine Steuereinheit das Einlassventil, das Drosselventil und das Ladedruckregelventil gemäß einem Lastzustand des Verbrennungsmotors steuert.
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Das Verbrennungsmotor-Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors mit Turbolader weist ferner auf: Steuern, durch die Steuereinheit, des Ladedruckregelventils, um vollständig geöffnet zu werden, des Einlassventils, um auf die maximal verzögerte Phase festgesetzt zu werden (z.B. in der maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen zu werden), und Steuern eines Öffnens (z.B. eines Öffnungsgrades) des Drosselventils, wenn der Lastzustand des Verbrennungsmotors als ein Niedriglastzustand ermittelt bzw. bestimmt wird.
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Das Verbrennungsmotor-Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors mit Turbolader weist ferner auf: Steuern, durch die Steuereinheit, des Drosselventils, um vollständig geöffnet zu werden, des Einlassventils, um auf eine maximal verzögerte Phase festgesetzt zu werden (z.B. in einer maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen zu werden), und Steuern eines Öffnens (z.B. eines Öffnungsgrades) des Ladedruckregelventils, wenn der Lastzustand des Verbrennungsmotors als ein Mittellastzustand ermittelt bzw. bestimmt wird.
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Das Verbrennungsmotor-Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors mit Turbolader weist ferner auf: Steuern (durch die Steuereinheit) des Drosselventils, um vollständig geöffnet zu werden, des Ladedruckregelventils, um vollständig geschlossen zu werden, und Steuern eines Öffnens des Einlassventils, wenn der Lastzustand des Verbrennungsmotors als ein Hochlastzustand ermittelt bzw. bestimmt wird.
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Das Verbrennungsmotor-Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors mit Turbolader weist ferner auf: Steuern (durch die Steuereinheit) des Drosselventils, um vollständig geöffnet zu werden, Steuern eines Öffnungsgrades des Ladedruckregelventils und Steuern eines Öffnungsgrades des Einlassventils mittels der Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung, wenn der Lastzustand des Verbrennungsmotors als ein Maximallastzustand ermittelt bzw. bestimmt wird.
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Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unten erläutert.
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Es wird verstanden, dass die Begriffe „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere ähnliche Begriffe wie sie hierin verwendet werden, einschließend sind für allgemeine Kraftfahrzeuge wie Personenfahrzeuge inklusive Geländewagen (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, steckerfertige Hybridfahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere alternative Kraftstoff-Fahrzeuge (z.B. Kraftstoffe, die von Ressourcen außer Mineralöl stammen) mit einschließen. Wie hierin darauf verwiesen, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Kraftquellen hat, zum Beispiel sowohl benzin-angetriebene als auch elektrisch-angetriebene Fahrzeuge.
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Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Motorsystem, welches einen Turbolader hat, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 2 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Drehzahl (U/min) und Drehmoment eines Motors mit Turbolader gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 3 ist ein Graph, der eine Phase einer Nockenwelle einer Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung veranschaulicht.
- 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren eines Motors mit Turbolader gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Die in den Zeichnungen dargelegten Bezugszeichen nehmen Bezug auf die folgenden Elemente wie nachstehend weiter erläutert.
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Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig im Maßstab sind und eine einigermaßen vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen präsentieren, welche veranschaulichend für die Grundprinzipien der Erfindung sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich, zum Beispiel, spezifischer Dimensionen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
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In den Figuren beziehen sich in den verschiedenen Figuren der Zeichnungen hindurch die (gleichen) Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
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Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, sodass ein Fachmann, den die vorliegende Erfindung betrifft, die beispielhafte Ausführungsform ausführen kann.
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Bei der Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden Bauteile, die nicht mit der Beschreibung in Beziehung stehen, weggelassen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen im Allgemeinen gleiche Elemente in der gesamten Beschreibung.
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Außerdem werden die Größe und die Dicke einer jeden in den Zeichnungen veranschaulichten Konfiguration für das bessere Verständnis und die Einfachheit der Erläuterung beliebig gezeigt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. In den Zeichnungen sind die Dicke der Schichten, Filme, Wände, Bereiche usw. für die Klarheit übertrieben.
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1 ist ein Blockdiagramm, das ein Motorsystem, welches einen Turbolader hat, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 1 gezeigt, kann ein Motorsystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweisen: eine Brennkammer 141, die durch Verbrennen eines Kraftstoffes eine Antriebskraft erzeugt, ein Einlassventil (bzw. Ansaugventil) 143, das ein Luft/Kraftstoff-Gemisch einstellt, welches in die Brennkammer 141 eingeströmt wird, eine Kontinuierlich-Variable-Ventilsteuerungsvorrichtung (z.B. eine Nockenwellenverstellung) 147, die durch eine Nockenwelle 144 einen Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 134 (z.B. durch Frühverstellung oder Spätverstellung) vorverlegt oder verzögert, einen Turbolader 110, der eine Turbine 112, welche durch ein von der Brennkammer 141 erzeugtes Abgas angetrieben wird, und einen Verdichter 111 aufweist, der in Verbindung (z.B. gekoppelt) mit der Turbine 112 eine in die Brennkammer 141 einzuströmende Luft verdichtet, ein Drosselventil (z.B. eine Drosselklappe) 131, die die Luft einstellt, welche der Brennkammer 141 zugeführt wird, ein Ladedruckregelventil (z.B. Bypassventil oder Wastegate-Ventil) 150, das das Abgas, welches in die Turbine 112 eingeströmt wird, zu einem Ausgang der Turbine 112 umleitet (anders ausgedrückt: das das Abgas, welches in die Turbine 112 eingeströmt wird, an der Turbine vorbei leitet), sowie eine Steuereinheit 190, die das Einlassventil 143, das Drosselventil 131 und das Ladedruckregelventil 150 gemäß einem Lastzustand eines Motors steuert.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventilsteuerungsvorrichtung (CVVT(continuously variable valve timing)-Vorrichtung) 147 ist eine Vorrichtung, die den Öffnungszeitpunkt und Schließzeitpunkt des Einlassventils 143 und eines Auslassventils (bzw. Abgasventils) 145 einstellt. Das Öffnen und Schließen des Einlassventils 143 und des Auslassventils 145 werden durch eine Drehung der Nockenwelle 144 betätigt, und die Kontinuierlich-Variable-Ventilsteuerungsvorrichtung 147 verlegt den Öffnungszeitpunkt und den Schließzeitpunkt vor oder verzögert diese durch die Steuereinheit 190.
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In der Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung 147 wird durch strategische Verwendung eines späten Einlassventil-Schließens (late intake valve closing, LIVC) ein Pumpverlust verringert und durch eine Erhöhung eines Verdichtungsverhältnisses eine thermische Effizienz erhöht.
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Der Turbolader 110 weist die Turbine 112, die sich durch ein von dem Motor ausgelassenes Abgas dreht, und den Verdichter 111 auf, der durch eine Drehwelle mit der Turbine 112 verbunden ist und sich mit Drehung der Turbine 112 dreht. Der Turbolader 110 verdichtet durch Drehung des Verdichters 111 eine Außenluft und führt die verdichtete Luft der Brennkammer 141 zu, sodass eine Verbrennungseffizienz des Motors verbessert wird.
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Die durch den Turbolader 110 verdichtete Luft wird durch einen in einer Einlassleitung (bzw. Ansaugleitung) 105 vorgesehenen Zwischenkühler (z.B. Ladeluftkühler) 115 gekühlt und durch das Drosselventil 131 der Brennkammer 141 des Motors zugeführt.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Luft durch eine zweite Einlassleitung 120 dem Ansaugrohr (z.B. Ansaugkrümmer) zugeführt werden.
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Das aus der Brennkammer 141 ausgelassene Abgas wird in eine an einem Abgasrohr (z.B. Abgaskrümmer) ausgebildete Abgasleitung 160 ausgelassen. Eine Bypass-Leitung 152 ist von dem Abgasrohr 149 abgezweigt und an die Abgasleitung 160 angeschlossen. Ein Teil des Abgases wird durch die Bypass-Leitung 152 umgeleitet. Wenn ein Ladedruck des Verdichters 111 höher ist als ein vorbestimmter Druck, wird die Leistung (z.B. Leistungsabgabe) der Turbine 112 eingestellt, indem das Abgas, welches in die Turbine 112 eingeströmt wird, durch die Bypass-Leitung 152 hindurch umgeleitet wird. Eine Menge des umgeleiteten Abgases wird durch das in der Bypass-Leitung 152 vorgesehene Ladedruckregelventil 150 eingestellt.
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Die Steuereinheit 190 führt einen Befehlssatz zum Steuern des Öffnen/Schließen des Einlassventils 143, des Drosselventils 131 und des Ladedruckregelventils 150 gemäß einem Lastzustand des Motors aus.
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Wie in 2 gezeigt, ist der Lastzustand des Motors in einen Niedriglastzustand, einen Mittellastzustand, einen Hochlastzustand und einen Maximallastzustand eingeteilt. Die Steuereinheit 190 steuert ein Ventil (aus der Menge) von dem Einlassventil 143, dem Drosselventil 131 und dem Ladedruckregelventil 150 gemäß dem Lastzustand, und die anderen zwei Ventile werden so gesteuert, um die Kraftstoffeffizienz zu maximieren wie z.B. durch Verhinderung eines Pumpverlustes und von Klopfen.
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Die Steuereinheit 190 kann eine Motorsteuereinheit (engine control unit, ECU) sein, die verschiedene elektronische Vorrichtungen eines Fahrzeugs steuert. Die Steuereinheit 190 kann mit einem oder mehreren Mikroprozessoren, die durch ein vorbestimmtes Programm betrieben werden, oder einer Hardware, die den Mikroprozessor aufweist, implementiert sein, und das vorbestimmte Programm weist eine Serie von Befehlen zum Ausführen eines unten zu erläuternden Steuerverfahrens eines Motors mit Turbolader gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf.
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Wenn der Lastzustand des Motors der Niedriglastzustand ist, steuert die Steuereinheit 190 das Ladedruckregelventil 150 so, dass es vollständig geöffnet wird, steuert die Steuereinheit 190 das Einlassventil 143 so, dass es in der maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen wird (z.B. durch Spätverstellung der Einlassnockenwelle), und die Steuereinheit steuert den Öffnungsgrad (bzw. die Öffnung) des Drosselventils 131.
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Das heißt, das Einlassventil 143 wird in der maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen (bzw. in die maximale Spätstellung verstellt und dieser beibehalten) und das Ladedruckregelventil 150 wird vollständig geöffnet, wenn der Lastzustand der Niedriglastzustand ist, sodass der Pumpverlust durch das späte Einlassventilschließen (LVIC) minimiert wird. Ferner steuert die Steuereinheit 190 den Öffnungsgrad des Drosselventils 131, sodass eine Last des Motors gesteuert wird.
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Wenn der Lastzustand des Motors der Mittellastzustand ist, steuert die Steuereinheit 190 das Drosselventil 131 so, dass es vollständig geöffnet wird, steuert die Steuereinheit 190 das Einlassventil 143 so, dass es in der maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen wird, und die Steuereinheit steuert den Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 150.
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Das heißt, da die Verhinderung des Klopfens durch Minimierung eines realen Verdichtungsverhältnisses vorteilhaft ist für die Kraftstoffeffizienz, wird das Drosselventil 131 vollständig geöffnet und das Einlassventil 143 wird in der maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen. Die Steuereinheit 190 steuert den Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 150, sodass die Last des Motors gesteuert wird.
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Wenn der Lastzustand des Motors der Hochlastzustand ist, steuert die Steuereinheit 190 das Drosselventil 131 so, dass es vollständig geöffnet wird, steuert die Steuereinheit das Ladedruckregelventil 150 so, dass es vollständig geschlossen wird, und die Steuereinheit steuert den Öffnungsgrad des Einlassventils 143.
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Das heißt, im Hochlastzustand wird die Luft, die in die Brennkammer 141 des Motors eingeströmt wird, maximiert durch vollständiges Öffnen des Drosselventils 131 und vollständiges Schließen des Ladedruckregelventils 150, sodass der am Turbolader 110 erzeugte Ladedruck maximiert wird. Die Steuereinheit 190 steuert den Öffnungsgrad des Einlassventils 143 mittels der Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung, sodass die Last des Motors gesteuert wird.
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Wenn der Lastzustand des Motors der Maximallastzustand ist, steuert die Steuereinheit 190 das Drosselventil 131 so, dass es vollständig geöffnet wird, die Steuereinheit steuert den Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 150 und steuert mittels der Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung 147 den Öffnungsgrad des Einlassventils 143.
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Der Maximallastzustand des Motors (bzw. der Motorvorrichtung) ist ein Lastzustand, in dem durch Öffnen des Drosselventils das maximale Drehmoment ausgegeben werden kann.
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Wenn der Lastzustand des Motors der Maximallastzustand ist und ein Drehzahlzustand eines Fahrzeugs ein Niedrig/Mitteldrehzahlzustand ist, steuert die Steuereinheit 190 den Schließzeitpunkt des Einlassventils 143, wodurch ein Niedrigdrehzahl-Drehmoment erhalten wird. Entsprechend wird eine Spülung der Brennkammer 141 wirksam durchgeführt und eine Verbrennungsstabilität kann erzielt werden. Die Steuereinheit 190 steuert den Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 150, sodass die Last des Motors gesteuert wird. Wenn ferner ein Klopfen (Frühzündung) in der Brennkammer 141 auftritt, steuert die Steuereinheit 190 mittels der Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung 147 den Öffnungszeitpunkt des Einlassventils 143. Entsprechend wird das Verdichtungsverhältnis des Gemisches verringert und das Klopfen (Frühzündung) kann unterdrückt werden.
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Wenn der Lastzustand des Motors der Maximallastzustand ist und der Drehzahlzustand des Fahrzeugs ein Hochdrehzahlzustand ist, steuert die Steuereinheit 190 mittels der Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung 147 den Schließzeitpunkt des Einlassventils 143, und dadurch kann eine übermäßige Erhöhung des Abgasgegendrucks verhindert werden. Die Steuereinheit 190 steuert das Öffnen/Schließen des Ladedruckregelventils 150, sodass die Last des Motors gesteuert wird.
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Nachfolgend wird nun ein Steuerverfahren eines Motors mit Turbolader gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 4 im Einzelnen erläutert.
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren eines Motors mit Turbolader gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 4 gezeigt, ermittelt die Steuereinheit 190 den Lastzustand des Motors.
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Die Steuereinheit ermittelt in Schritt S10, ob die Last des Motors kleiner ist als ein vorbestimmter Niedriglastwert (TL).
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Wenn die Last des Motors kleiner ist als der vorbestimmte Niedriglastwert (TL), steuert die Steuereinheit 190 das Ladedruckregelventil 150 so, dass es vollständig geöffnet wird, und steuert die Steuereinheit das Einlassventil 143 so, dass es in der maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen wird. Die Steuereinheit 190 steuert den Öffnungsgrad des Drosselventils 131, sodass die Last des Motors in Schritt S12 gesteuert wird.
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Die Steuereinheit ermittelt in Schritt S20, ob die Last des Motors kleiner ist als ein vorbestimmter Mittellastwert (TM).
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Wenn die Last des Motors kleiner ist als der vorbestimmte Mittellastwert (TM), wird das Drosselventil 131 gesteuert, um vollständig geöffnet zu werden, und das Einlassventil 143 wird gesteuert, um in der maximal verzögerten Phase geöffnet und/oder geschlossen zu werden. Die Steuereinheit 190 steuert den Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 150, sodass die Last des Motors in Schritt S22 gesteuert wird.
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Die Steuereinheit 190 ermittelt in Schritt S30, ob die Last des Motors kleiner ist als ein vorbestimmter Hochlastwert (TH).
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Wenn die Last des Motors kleiner ist als der vorbestimmte Hochlastwert (TH), steuert die Steuereinheit 190 das Drosselventil 131 so, dass es vollständig geöffnet wird, und steuert die Steuereinheit das Ladedruckregelventil 150 so, dass es vollständig geschlossen wird. Die Steuereinheit 190 steuert mittels der Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung den Öffnungsgrad des Einlassventils 143, sodass die Last des Motors in Schritt S32 gesteuert wird.
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Wenn die Last des Motors größer ist als der vorbestimmte Hochlastwert (TH), steuert die Steuereinheit 190 das Drosselventil 131 so, dass es vollständig geöffnet wird, steuert die Steuereinheit den Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 150 und steuert mittels der Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung den Öffnungsgrad des Einlassventils 143, sodass die Last des Motors im Schritt S34 gesteuert wird.
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Wie oben erläutert, verwendet die Steuervorrichtung für einen Motor mit Turbolader (bzw. für ein Motorsystem, das einen Turbolader hat) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein beliebiges Ventil (aus der Menge) von dem Drosselventil 131, dem Einlassventil 143 und dem Ladedruckregelventil 150 als den Hauptsteuerungsfaktor (bzw. Hauptregelungsfaktor) gemäß dem Lastzustand des Motors. Somit kann im Niedriglastzustand ein Pumpverlust minimiert werden, im Mittel-/Hochlastzustand die Verbrennungseffizienz erhöht werden, und im Maximallastzustand kann eine Steuer- bzw. Regelreserve sichergestellt sowie eine abnormale Verbrennung wie z.B. Klopfen (Frühzündung) verhindert werden.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Verbrennungseffizienz zu maximieren, indem ein (z.B. beliebiges) Ventil (aus der Menge) von einem Drosselventil, einem Ladedruckregelventil und einer Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerungsvorrichtung (z.B. ein Einlassventil) als ein Hauptsteuerungsfaktor gemäß einem Lastzustand eines Motors verwendet wird.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und dadurch dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
