DE102016106963B4

DE102016106963B4 - Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102016106963B4
Application number: DE102016106963.9A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Oyagi; Yusuke Takasu
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2036-04-16
Also published as: JP2016223380A; JP6245221B2; DE102016106963A1; US10267216B2; US20160348578A1

Abstract

Steuervorrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine, die eine Brennkraftmaschine steuert, welche einen Turbolader (22) mit einer in einem Auslasskanal (12) angeordneten Turbine (22b) und einem Kompressor (22a) aufweist, der in einem Einlasskanal (10) angeordnet ist, sowie einen elektrischen Lader (16), der in dem Einlasskanal (10) vorgesehen ist,
wobei die Steuervorrichtung (30) bei Erhalt einer Drehmomenterhöhungsanforderung in Bezug auf die Brennkraftmaschine bewirkt, dass sich die Drehzahl (Nte) des elektrischen Laders (16) mit einer ersten Erhöhungsrate (Nteup1) erhöht,
wobei:
die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie eine Erhöhungsrate der Drehzahl von einer ersten Erhöhungsrate (Nteup1) auf eine zweite Erhöhungsrate (Nteup2) verringert, welche niedriger ist als die erste Erhöhungsrate (Nteup1), wenn die Drehzahl während eines Vorgangs, bei dem sich die Drehzahl (Nte) des elektrischen Laders (16) erhöht, eine vorbestimmte Umschalt-Drehzahl (Ntec) erreicht; und
die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie die Umschalt-Drehzahl (Ntec) basierend auf zumindest einer von einer Maschinendrehzahl (Ne), einer Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl (dNe/dt), und einer Ladedruckdifferenz (Δpim) zwischen einem Soll-Ladedruck und einem tatsächlichen Ladedruck (pim) einstellt, und die zweite Erhöhungsrate (Nteup2) außerdem basierend auf zumindest einer von der Maschinendrehzahl (Ne) der Brennkraftmaschine, der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl (dNe/dt), und einer Ladedruckdifferenz (Δpim) zwischen einem Soll-Ladedruck und einem tatsächlichen Ladedruck (pim) einstellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, und insbesondere eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die mit einem elektrischen Lader ausgestattet ist.
Hintergrund
Eine Technologie betreffend eine Ladeunterstützung unter Verwendung eines elektrischen Motors ist beispielsweise bereits in der japanischen Patentanmeldung JP 2004-169629 A offenbart worden. Gemäß der vorgenannten Technologie ist eine maximale Strommenge, die einem elektrischen Motor während einer Anfangsphase einer Stromzufuhr zugeführt wird, als eine Versorgungsstrommenge bestimmt. Auf diese Weise wird das Ansprechverhalten in Bezug auf einen Aufbau eines Ladedrucks verbessert.
Weiterer Stand der Technik, der sich mit der Steuerung von Brennkraftmaschinen befasst, ist Gegenstand der JP 2006-97565 A , der JP 4 811 290 B2 sowie der JP 2007 - 71138 A .
Aus der DE 102 03 974 A1 sind zudem eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Laders bekannt, wobei ein Ansteuersignal gebildet wird, das den elektrischen Lader ansteuert, wobei eine Änderungsgeschwindigkeit für eine Erhöhung der Drehzahl des elektrischen Laders in Abhängigkeit einer aktuellen Versorgungsspannung vorgegeben wird. Hierbei wird bei einer niedrigen Batteriespannung die Stromaufnahme des elektrischen Kompressors begrenzt, indem seine Leerlaufdrehzahl angehoben wird, um den Anlaufstrom bei Aktivierung zu reduzieren, oder der Betriebsstrom auf einen festen Wert eingestellt wird.
Die US 2011/0174278 A1 offenbart ferner, dass zur Vermeidung eines Einbruchs der Bordnetzspannung bei hoher Leistungsaufnahme eines elektrischen Kompressors ein Schalter geöffnet wird, so dass das Bordnetz nur noch vom Generator und der Kompressor nur noch aus der Batterie versorgt wird.
KURZFASSUNG
Der Antrieb eines elektrischen Laders verbraucht eine große Menge elektrischer Energie. Es wird insbesondere eine große Menge elektrischer Energie verbraucht, wenn die Drehzahl eines elektrischen Laders erhöht wird. Daher besteht in Abhängigkeit von der Leistung einer elektrischen Energiespeichervorrichtung die Gefahr, dass die Sicherstellung einer stabilen elektrischen Energieversorgung aufgrund eines bei Erhöhung der Drehzahl auftretenden Abfalls der elektrischen Energie erschwert wird. Obwohl es wünschenswert ist, den elektrischen Energieverbrauch zu unterdrücken, um dem vorstehenden Problem entgegenzuwirken, besteht die Gefahr, dass sich das Ladeansprechverhalten verschlechtert, wenn der elektrische Energieverbrauch einfach verringert wird. Daher ist es gemäß der herkömmlichen Technologie schwierig, sowohl den elektrischen Energieverbrauch eines elektrischen Laders zu unterdrücken als auch das Ladeansprechverhalten in kompatibler Weise zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend genannten Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die in einer mit einem elektrischen Lader ausgestatteten Brennkraftmaschine sowohl den elektrische Energieverbrauch unterdrücken kann als auch ein Ladeansprechverhalten in kompatibler Weise verbessern kann.
Um die vorgenannte Aufgabe zu erfüllen, ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die eine Brennkraftmaschine steuert, welche einen Turbolader mit einer in einem Auslasskanal angeordneten Turbine aufweist, und einen Kompressor, der in einem Einlasskanal angeordnet ist, sowie einen elektrischen Lader, der in dem Einlasskanal vorgesehen ist, wobei die Steuervorrichtung bei Erhalt einer Drehmomenterhöhungsanforderung in Bezug auf die Brennkraftmaschine bewirkt, dass sich die Drehzahl des elektrischen Laders mit einer ersten Erhöhungsrate erhöht, wobei:

die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie eine Erhöhungsrate der Drehzahl von einer ersten Erhöhungsrate auf eine zweite Erhöhungsrate verringert, welche niedriger ist als die erste Erhöhungsrate, wenn die Drehzahl während eines Vorgangs, bei dem sich die Drehzahl des elektrischen Laders erhöht, eine vorbestimmte Umschalt-Drehzahl erreicht; und
die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie die Umschalt-Drehzahl basierend auf zumindest einer von einer Maschinendrehzahl, einer Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl, und einer Ladedruckdifferenz zwischen einem Soll-Ladedruck und einem tatsächlichen Ladedruck einstellt, und die zweite Erhöhungsrate außerdem basierend auf zumindest einer von der Maschinendrehzahl der Brennkraftmaschine, der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl, und einer Ladedruckdifferenz zwischen einem Soll-Ladedruck und einem tatsächlichen Ladedruck einstellt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt vorgesehen, wobei die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie die Umschalt-Drehzahl mit zunehmender Maschinendrehzahl auf einen höheren Wert einstellt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt vorgesehen, wobei die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie die zweite Erhöhungsrate mit zunehmender Maschinendrehzahl auf einen höheren Wert einstellt.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem des ersten bis dritten Aspekts vorgesehen, wobei die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie die Umschalt-Drehzahl mit zunehmender Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl auf einen höheren Wert einstellt.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts vorgesehen, wobei die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie die zweite Erhöhungsrate mit zunehmender Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl auf einen höheren Wert einstellt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem des ersten bis fünften Aspekts vorgesehen, wobei die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie die Umschalt-Drehzahl mit zunehmender Ladedruckdifferenz auf einen höheren Wert einstellt.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem des ersten bis sechsten Aspekts vorgesehen, wobei die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie die zweite Erhöhungsrate mit zunehmender Ladedruckdifferenz auf einen höheren Wert einstellt.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem des ersten bis siebten Aspekts vorgesehen, wobei die Steuervorrichtung aufweist:

eine Spannungsmessvorrichtung, die eine Spannung einer elektrischen Energiespeichervorrichtung der Brennkraftmaschine misst;
wobei die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie eine Spannungsabfallrate während eines Vorgangs, bei dem sich eine Drehzahl des elektrischen Laders erhöht, unter Verwendung eines von der Spannungsmessvorrichtung gemessenen Spannungswerts berechnet, und die Umschalt-Drehzahl sowie die zweite Erhöhungsrate derart einstellt, dass eine zukünftige Spannung, die basierend auf der Spannungsabfallrate geschätzt wird, nicht niedriger wird als eine vorbestimmte Mindestspannung.

Gemäß der ersten Erfindung wird eine Erhöhungsrate der Drehzahl in einem Fall, in dem die Drehzahl eines elektrischen Laders während einer Drehzahlerhöhung des elektrischen Laders eine vorbestimmte Umschalt-Drehzahl erreicht, derart gesteuert, dass sie von einer ersten Erhöhungsrate auf eine zweite Erhöhungsrate umgestellt wird, die niedriger ist als die erste Erhöhungsrate. Zu einer solchen Zeit werden sowohl die Umschalt-Drehzahl als auch die zweite Erhöhungsrate basierend auf zumindest einer von der Maschinendrehzahl, einer Änderungsrate der Maschinendrehzahl, und einer Ladedruckdifferenz zwischen einem Soll-Ladedruck und einem tatsächlichen Ladedruck eingestellt. Je höher die Drehzahlerhöhungsrate des elektrischen Laders ist, desto mehr erhöht sich die elektrische Energieverbrauchsmenge. Andererseits wird eine Wirkung des Erhöhens des durch die Drehzahlerhöhung des elektrischen Laders erzeugten Ladedrucks mit zunehmender Drehzahl des Kompressors des Turboladers begrenzt. Zudem ändert sich das von dem elektrischen Lader benötigte Unterstützungsmaß in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl, einer Änderungsrate der Maschinendrehzahl, und einer Ladedruckdifferenz. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Umschalt-Drehzahl und die zweite Erhöhungsrate unter Verwendung zumindest einer von der Maschinendrehzahl, der Änderungsrate der Maschinendrehzahl, und der Laderdruckdifferenz entsprechend dem von dem elektrischen Lader benötigten Unterstützungsmaß eingestellt, wodurch es möglich ist, sowohl den elektrischen Energieverbrauch zu unterdrücken als auch das Ladeansprechverhalten in kompatibler Weise zu verbessern.
Gemäß der zweiten Erfindung ist der als Umschalt-Drehzahl eingestellte Wert größer, je höher die Maschinendrehzahl ist. Das von dem elektrischen Lader benötigte Unterstützungsmaß erhöht sich mit zunehmender Maschinendrehzahl. Daher kann das Unterstützungsmaß durch den elektrischen Lader gemäß der vorliegenden Erfindung effektiv erhöht werden, da die Laufzeit der ersten Erhöhungsrate mit zunehmender Maschinendrehzahl verlängert wird.
Gemäß der dritten Erfindung ist der als die zweite Erhöhungsrate eingestellte Wert größer, je höher die Maschinendrehzahl ist. Das von dem elektrischen Lader benötigte Unterstützungsmaß erhöht sich mit zunehmender Maschinendrehzahl. Daher kann das Unterstützungsmaß durch den elektrischen Lader gemäß der vorliegenden Erfindung, nachdem der elektrische Lader die Umschalt-Drehzahl erreicht, effektiv erhöht werden.
Gemäß der vierten Erfindung ist der als Umschalt-Drehzahl eingestellte Wert größer, je größer die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl ist. Das von dem elektrischen Lader benötigte Unterstützungsmaß erhöht sich mit zunehmender Änderungsrate der Maschinendrehzahl. Daher kann die Unterstützung durch den elektrischen Lader effektiv erhöht werden, da sich die Laufzeit der ersten Erhöhungsrate mit zunehmender Maschinendrehzahl verlängert.
Gemäß der fünften Erfindung ist der als die zweite Erhöhungsrate eingestellte Wert größer, je höher die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl ist. Das von dem elektrischen Lader benötigte Unterstützungsmaß nimmt mit zunehmender Änderungsrate der Maschinendrehzahl zu. Daher kann die Unterstützung durch den elektrischen Lader nachdem der elektrische Lader die Umschalt-Drehzahl erreicht, gemäß der vorliegenden Erfindung effektiv erhöht werden.
Gemäß der sechsten Erfindung ist der als die Umschalt-Drehzahl eingestellte Wert größer, je größer die Ladedruckdifferenz ist. Das von dem elektrischen Lader benötigte Unterstützungsmaß nimmt mit zunehmender Ladedruckdifferenz zu. Daher kann die Drehzahl des elektrischen Laders gemäß der vorliegenden Erfindung schnell auf eine hohe Drehzahl angehoben werden, und das Unterstützungsmaß des elektrischen Lader effektiv erhöht werden, da sich die Laufzeit der ersten Erhöhungsrate mit zunehmender Maschinendrehzahl verlängert.
Gemäß der siebten Erfindung ist der als Umschalt-Drehzahl eingestellte Wert größer, je größer die Ladedruckdifferenz ist. Das von dem elektrischen Lader benötigte Unterstützungsmaß nimmt mit zunehmender Ladedruckdifferenz zu. Daher kann die Unterstützung durch den elektrischen Lader nachdem der elektrische Lader die Umschalt-Drehzahl erreicht, gemäß der vorliegenden Erfindung effektiv erhöht werden.
Gemäß der achten Erfindung werden die Umschalt-Drehzahl und die zweite Erhöhungsrate während der Drehzahlerhöhung des elektrischen Laders derart eingestellt, dass eine basierend auf einer Spannungsabfallrate einer elektrischen Energiespeichervorrichtung geschätzte zukünftige Spannung nicht niedriger wird als eine vorbestimmte Mindestspannung. Daher kann gemäß der vorliegenden Erfindung selbst in einem Fall, in dem eine altersbedingte Verschlechterung einer elektrischen Energiespeichervorrichtung oder eines Kabels auftritt, eine benötigte Mindestspannung während der Drehzahlerhöhung des elektrischen Laders sichergestellt werden.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines Maschinensystems darstellt, auf welches eines Steuervorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
2 ist ein Zeitdiagramm, das Veränderungen verschiedener Zustandsgrößen während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung darstellt,
3 ist eine Ansicht, die Veränderungen einer Drehzahl eines elektrischen Kompressors während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung im Zeitverlauf darstellt;
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung einer Umschalt-Drehzahl darstellt;
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung einer zweiten Erhöhungsrate „Nteup2“ einer Drehzahl darstellt;
6 ist eine Ansicht, in welcher Veränderungen verschiedener Zustandsgrößen hinsichtlich eines Fall, in dem eine Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors im Laufe des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung verringert wird, und eines Falls, in dem die Erhöhungsrate während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung auf einer konstanten Rate gehalten wird, verglichen werden;
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine für die von einer ECU der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte elektrische Ladeunterstützungssteuerung darstellt;
8 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung einer Umschalt-Drehzahl darstellt;
9 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung der zweiten Erhöhungsrate „Nteup2“ der Drehzahl darstellt;
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine für die von einer ECU einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte elektrische Ladeunterstützungssteuerung darstellt; und
11 ist eine Ansicht, in welcher Veränderung verschiedener Zustandsgrößen hinsichtlich eines Fall, in dem eine Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung unter Verwendung einer Spannungsabfallrate verändert wird, und eines Falls, in dem die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung ohne Verwendung einer Spannungsabfallrate verändert wird, verglichen werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung beschrieben. Es ist jedoch verständlich, dass die vorliegende Erfindung, selbst wenn die Ziffer, die Menge, der Bereich oder andere numerische Merkmale eines Elements in der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen aufgeführt werden, nicht auf die aufgeführten numerischen Merkmale beschränkt ist, außer dies ist ausdrücklich erklärt oder theoretisch definiert.
Erste Ausführungsform
[Konfiguration der ersten Ausführungsform]
1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines Maschinensystems darstellt, auf welches eine Steuervorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Dieselmaschine mit einem Turbolader (nachstehend vereinfacht als „Maschine“ bezeichnet). Ein Einlasskrümmer 4 und ein Auslasskrümmer 6 sind in einem Maschinenhauptkörper 2 installiert. Ein Einlasskanal 10, durch den aus der Atmosphäre angesaugte Frischluft strömt, ist mit dem Einlasskrümmer 4 verbunden. Ein Auslasskanal 12 zum Ausführen von Abgas von dem Maschinenhauptkörper 2 in die Atmosphäre ist mit dem Auslasskrümmer 6 verbunden.
Ein Luftreiniger 14 ist an einem Einlass des Einlasskanals 10 vorgesehen. Ein Kompressor 16a (nachstehend als „elektrischer Kompressor 16a“ bezeichnet) eines elektrischen Laders 16 ist in dem Einlasskanal 10 an einer bezogen auf den Luftreiniger 14 stromabwärtigen Seite der Einlassluft angeordnet. Der elektrische Kompressor 16a wird durch einen Elektromotor 16b angetrieben. Dem Elektromotor 16b wird elektrische Energie von einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 zugeführt. Ein Einlassbypasskanal 18, der den elektrischen Kompressor 16a umgeht, ist mit dem Einlasskanal 10 verbunden. Ein Einlassbypassventil 20, das den Einlassbypasskanal 18 öffnet und schließt, ist in dem Einlassbypasskanal 18 angeordnet. Das Einlassbypassventil 20 wird bei Inbetriebnahme des elektrischen Kompressors 16a geschlossen.
Ein Kompressor 22a (nachstehend als „Turbo-Kompressor 22a“ bezeichnet) eines Turboladers 22 zum Aufladen der Einlassluft ist in dem Einlasskanal 10 an einer Position, die bezogen auf den elektrischen Kompressor 16a an einer strömabwärtigen Seite der Einlassluft befindlich ist, angeordnet. Der Turbolader 22 umfasst eine Turbine 22b, die in dem Auslasskanal 12 angeordnet ist. Der Turbo-Kompressor 22a ist über eine Verbindungswelle integral mit der Turbine 22b verbunden, und wird durch das in die Turbine 22b einströmende Abgas angetrieben. Eine variable Düsenlamelle (in der Zeichnung nicht gezeigt), die einen Kanalbereich für das Abgas umstellt, ist in der Turbine 22b vorgesehen. Die Strömungsrate des durch die Turbine 22b strömenden Abgases kann angepasst werden, wodurch wiederum die Antriebskraft des Turbo-Kompressors 22a durch Umstellen des Öffnungsgrads der variablen Düsenlamelle angepasst werden kann.
Ein Ladeluftkühler 24 zum Kühlen der durch den Turbo-Kompressor 22a oder durch sowohl den Turbo-Kompressor 22a als auch den elektrischen Kompressor 16a verdichteten Einlassluft ist in dem Einlasskanal 10 an einer bezogen auf den Turbo-Kompressor 22a stromabwärtsseitigen Position angeordnet. Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 26, die den Einlasskanal 10 öffnet und schließt, ist in dem Einlasskanal 10 an einer bezogen auf den Ladeluftkühler 24 stromabwärtigen Seite angeordnet. Einlassluft, die die Drosselklappe 26 durchtritt, wird über den Einlasskrümmer 4 auf alle Zylinder verteilt.
Abgas von den jeweiligen Zylindern wird von dem Auslasskrümmer 6 des Auslasskanals 12 gesammelt, und zu der Turbine 22b geführt. Katalysatorvorrichtungen 28a und 28b zum Reinigen des Abgases sind stromabwärtig der Turbine 22b in dem Auslasskanal 12 vorgesehen.
Das Maschinensystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine ECU (elektronische Steuereinheit) 30. Die ECU 30 ist eine Steuervorrichtung, die die übergeordnete Steuerung des gesamten Maschinensystems durchführt, und die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist als eine Funktion der ECU 30 realisiert.
Die ECU 30 nimmt Signale von Sensoren des Maschinensystems auf und verarbeitet die Signale. Die Sensoren sind an verschiedenen Stellen in dem Maschinensystem installiert. In dem elektrischen Lader 16 ist ein Drehzahlsensor 32 installiert, der eine Drehzahl „Nte“ des elektrischen Kompressors 16a erfasst. In dem Einlasskrümmer 4 ist ein Drucksensor 34 zum Messen eines Drucks „pim“ (nachstehend als „Ladedruck“ bezeichnet) der durch den Turbo-Kompressor 22a oder sowohl den Turbo-Kompressor 22a als auch den elektrischen Kompressor 16a verdichteten Luft installiert. Des Weiteren sind auch ein Drehzahlsensor 36, der eine Maschinendrehzahl „Ne“ erfasst, installiert, ein Beschleunigeröffnungsgradsensor 38, der ein Signal „accp“ entsprechend einem Öffnungsgrad eines Beschleunigerpedals ausgibt, und ein Voltmeter 42 zum Messen eines Spannungswertes der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40. Die ECU 30 verarbeitet die aufgenommenen Signale der verschiedenen Sensoren, und betätigt verschiedene Stellglieder entsprechend einem vorbestimmten Steuerprogramm. Die durch die ECU 30 betätigten Stellglieder umfassen den elektrischen Lader 16, das Einlassbypassventil 20, die Drosselklappe 26 und Injektoren (in der Zeichnung nicht gezeigt). Es ist zu beachten, dass die mit der ECU 30 verbundenen Stellglieder und Sensoren auch eine große Anzahl an Stellgliedern umfassen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, und dass auf eine Beschreibung solcher Stellglieder und Sensoren in der vorliegenden Beschreibung verzichtet wird.
[Vorgänge bei der ersten Ausführungsform]
Die von der ECU 30 ausgeführte Maschinensteuerung umfasst eine Ladedrucksteuerung. Bei der Ladedrucksteuerung der vorliegenden Ausführungsform wird ein Öffnungsgrad der in der Turbine 22b vorgesehenen variablen Düsenlamelle derart bestimmt, dass ein von dem Drucksensor 34 gemessener tatsächlicher Ladedruck ein Soll-Ladedruck wird. Ferner wird die elektrische Ladeunterstützungssteuerung bei der Ladedrucksteuerung der vorliegenden Erfindung von dem elektrischen Kompressors 16a des elektrischen Laders 16 durchgeführt, um die Verzögerung des Turboladers bzw. das Turboloch in einer Anfangsphase des Aufladens zu unterdrücken. Gemäß der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung wird dem Elektromotor 16b, insbesondere wenn ein Beschleunigeröffnungsgrad „accp“ größer ist als ein vorbestimmter Öffnungsgrad und eine Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck größer ist als ein vorbestimmter Wert, elektrischer Strom in einem Zustand zugeführt, in dem das Einlassbypassventil 20 vollständig geschlossen ist. Dies hat zur Folge, dass die in den Einlasskanal 10 eingeführte Einlassluft wiederum von dem elektrischen Kompressor 16a und dem Turbo-Kompressor 22a aufgeladen wird, und anschließend den Brennkammern der jeweiligen Zylinder zugeführt wird.
In diesem Fall erhöht sich in einem Zeitraum, in dem die Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a des elektrischen Laders 16 erhöht, die Verbrauchsmenge elektrischer Energie mit ablaufender Zeit. 2 ist ein Zeitdiagramm, das Veränderungen verschiedener Zustandsgrößen während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung darstellt. Es ist zu beachten, dass in 2 das Zeichen (A) Veränderungen der Drehzahl des elektrischen Kompressors im Zeitverlauf zeigt, (B) Veränderungen eines Auslassdrucks des elektrischen Laders im Zeitverlauf zeigt, (C) Veränderungen des Ladedrucks im Zeitverlauf zeigt, (D) Veränderungen der Menge des elektrischen Energieverbrauchs im Zeitverlauf zeigt, und (E) Veränderungen der Spannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung im Zeitverlauf zeigt. Wie in 2 gezeigt ist, erhöht sich in einem Zeitraum, in dem die Drehzahl des elektrischen Laders 16 zunimmt, mit der Zeit die Menge des elektrischen Energieverbrauchs, wodurch ein Spannungsabfall bei der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 auftritt. Es gilt insbesondere, dass je größer die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a ist, desto größer wird die Erhöhungsrate der elektrischen Energieverbrauchsmenge. Daher besteht, wenn die Spannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 aufgrund einer Erhöhung der elektrischen Energieverbrauchsmenge auf einen Wert abfällt, der niedriger ist als ein unterer Grenzwert, die Gefahr, dass eine Fehlfunktion der Vorgänge der elektrisch betriebenen Einrichtungen wie dem elektrischen Kompressor 16a auftritt.
Ferner wird der Auslassdruck des elektrischen Laders 16 direkt durch das Aufladen des elektrischen Kompressors 16a beeinflusst. Daher erhöht sich, wie in (A) und (B) in 2 gezeigt ist, der Auslassdruck des elektrischen Laders 16 in einem Fall, in dem beispielsweise die Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a mit einer konstanten Erhöhungsrate erhöht wird, während dieses Zeitraums ebenfalls mit einer konstanten Erhöhungsrate.
In dieser Hinsicht wird der Ladedruck zusätzlich zu der Beeinflussung durch das Aufladen des elektrischen Kompressors 16a ebenso durch das Aufladen des Turbo-Kompressors 22a beeinflusst. Das heißt, wenn die elektrische Ladeunterstützung ausgeführt wird, wird der Auslassdruck des elektrischen Laders 16 (das heißt, der Einlassdruck des Turbo-Kompressors 22a) unverzüglich durch den elektrischen Kompressor 16a, der eine gute Ansprechcharakteristik aufweist, erhöht. Auf diese Weise wird die Erhöhungsrate des Ladedrucks in der Anfangsphase des Aufladens angehoben, da die in den Turbo-Kompressor 22a strömende Einlassluftmenge, wie in (C) in 2 gezeigt ist, zunimmt. Obwohl jedoch das Ladenansprechverhalten des elektrischen Kompressors 16a exzellent ist, ist dessen Ladekapazität weitaus geringer als jene des Turbo-Kompressors 22a. Dementsprechend ist die Wirkung auf die Erhöhung des Ladedrucks, die durch eine Erhöhung der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a erzeugt wird, begrenzt, wenn die Drehzahl des Turbo-Kompressors 22a zunimmt und der Ladedruck zunimmt. Es ist zu beachten, dass wenn der Ladedruck sich dem Soll-Ladedruck schlagartig annähert, der Öffnungsgrad der variablen Düsenlamelle vergrößert wird, um das Auftreten einer Überschreitung zu unterdrücken. Bei dem in (C) in 2 gezeigten Beispiel wird der Öffnungsgrad der variablen Düsenlamelle im Laufe der Laderdruckerhöhung vergrößert, da der Ladedruck aufgrund der elektrischen Ladeunterstützung stark ansteigt, und die Erhöhungsrate des Ladedrucks nimmt anschließend ab.
Daher wird, obwohl eine Erhöhung der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a erheblich zur Erhöhung des Ladedrucks während der Anfangsphase des Aufladens, wenn die Drehzahl des Turbo-Kompressors 22a gering ist, beiträgt, die Wirkung hiervon mit zunehmender Drehzahl des Turbo-Kompressors 22a und mit Annähern des Ladedrucks an den Soll-Ladedruck begrenzt. Es wird insbesondere eine durch Erhöhen der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a erzeugte Ladewirkung weiter begrenzt, da eine Erhöhung des Laderdrucks begrenzt ist, wenn der Öffnungsgrad der variablen Düsenlamelle auf einen großen Öffnungsgrad vergrößert wird.
Andererseits erhöht sich die elektrische Energieverbrauchsmenge entsprechend der Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a weiter. Daher ist, selbst wenn die Betriebsperiode einer solchen entspricht, in der die Wirkung der elektrischen Ladeunterstützung begrenzt ist, der Einfluss hiervon hinsichtlich einer Erhöhung des Ladedrucks gering, selbst wenn die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a in gewissem Maß verringert wird, und es ist bevorzugt, die Erhöhungsrate der Drehzahl in einer solchen Periode aktiv zu verringern, um den elektrischen Energieverbrauch zu unterdrücken.
Daher wird die Steuerung bei dem Maschinensystem der vorliegenden Ausführungsform derart durchgeführt, dass die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung durch den elektrischen Lader 16 zu einem Zeitpunkt inmitten des Ausführungsprozesses der elektrischen Ladeunterstützung verringert wird. 3 ist eine Ansicht, die die Veränderung der Drehzahl des elektrischen Kompressors während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung im Zeitverlauf darstellt. Wie in 3 gezeigt ist, wird hinsichtlich der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung zunächst die Drehzahlerhöhungsrate auf eine vorbestimmte erste Erhöhungsrate „Nteup1“ eingestellt, und die Drehzahlerhöhungsrate anschließend ab einem Zeitpunkt, zu dem die Drehzahl „Nte“ des elektrischen Kompressors 16a eine vorbestimmte Umschalt-Drehzahl „Ntec“ erreicht, auf eine zweite vorbestimmte Erhöhungsrate „Nteup2“ eingestellt, die niedriger ist als die erste Erhöhungsrate „Nteup1“.
Es ist zu beachten, dass die erste Erhöhungsrate „Nteup1“ der Drehzahl bevorzugt auf eine möglichst hohe Erhöhungsrate eingestellt wird, um das Auftreten eines Turbolochs zu unterdrücken. Ferner werden die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ der Drehzahl und die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ entsprechend dem nachstehend beschriebenen Verfahren unter Verwendung der Betriebszustände beim Start der elektrischen Ladeunterstützung eingestellt.
Die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ wird durch ein dreidimensionales Kennfeld unter Verwendung der Maschinendrehzahl „Ne“, der Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und einer Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ bestimmt. 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung der Umschalt-Drehzahl darstellt. Bei dem in 4 gezeigten Kennfeld ist der als Umschalt-Drehzahl „Ntec“ eingestellte Wert größer, je höher die Maschinendrehzahl „Ne“ ist. Da der Soll-Ladedruck mit zunehmender Maschinendrehzahl zunimmt, ist es notwendig, auch die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge um eine entsprechende Menge zu erhöhen. Je höher der als Umschalt-Drehzahl „Ntec“ eingestellte Wert ist, desto größer wird die Drehzahl sein, bis zu welcher die Drehzahlerhöhungsrate auf der ersten Erhöhungsrate „Nteup1“ beibehalten wird, wodurch die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge erhöht werden kann und das Ladeansprechverhalten verbessert werden kann.
Ferner ist es aus Sicht der Verbesserung des Ladeansprechverhaltens erwünscht, dass die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge mit zunehmender Ladedruckdifferenz „Δpim“ zunimmt. Daher ist die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ in diesem Kennfeld mit zunehmender Ladedruckdifferenz „Δpim“ auf einen größeren Wert eingestellt. Auf diese Weise kann die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge schnell erhöht werden und das Ladeansprechverhalten verbessert werden, da die Drehzahlerhöhungsrate bis zu einer hohen Drehzahl auf der ersten Erhöhungsrate „Nteup1“ gehalten wird.
Zudem verringert sich eine Trackingcharakteristik in Bezug auf den Soll-Ladedruck mit zunehmender Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“, da der Soll-Ladedruck stark ansteigt. Daher ist der als die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ eingestellte Wert bei diesem Kennfeld höher, je größer die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ ist. Auf diese Weise kann das Ladeansprechverhalten verbessert werden, da die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge mit abnehmender Trackingcharakteristik in Bezug auf den Soll-Ladedruck erhöht werden kann.
Ferner wird die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ durch ein dreidimensionales Kennfeld unter Verwendung der Maschinendrehzahl „Ne“, der Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ bestimmt. 5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung der zweiten Erhöhungsrate „Nteup2“ darstellt. Bei dem in 5 dargestellten Kennfeld ist der als zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ eingestellte Wert größer je höher die Maschinendrehzahl „Ne“ ist. Da der Soll-Ladedruck mit zunehmender Maschinendrehzahl ansteigt, ist es notwendig, auch die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge um eine entsprechende Menge zu erhöhen. Je höher der als zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ der Drehzahl eingestellte Wert ist, desto größer ist die Menge, um die sich die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge nach Erreichen der Umschalt-Drehzahl „Ntec“ erhöhen wird, wodurch das Ladeansprechverhalten weiter verbessert werden kann.
Ferner ist es aus Sicht der Verbesserung des Ladeansprechverhaltens erwünscht, dass die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge mit zunehmender Ladedruckdifferenz „Δpim“ zunimmt. Daher ist die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ gemäß diesem Kennfeld mit zunehmender Ladedruckdifferenz „Δpim“ auf einen höheren Wert eingestellt. Auf diese Weise kann die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge nach Erreichen der Umschalt-Drehzahl „Ntec“ erhöht werden, um das Ladeansprechverhalten weiter zu verbessern.
Zudem verschlechtert sich eine Trackingcharakteristik in Bezug auf den Soll-Ladedruck mit zunehmender Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“, da der Soll-Ladedruck stark ansteigt. Daher ist bei diesem Kennfeld, je höher die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ ist, der Wert der zweiten Erhöhungsrate „Nteup2“ umso größer eingestellt. Auf diese Weise kann das Ladeansprechverhalten verbessert werden, da die durch die elektrische Ladeunterstützung erzeugte Lademenge mit abnehmender Verfolgungscharakteristik in Bezug auf den Soll-Ladedruck erhöht werden kann.
6 ist eine Ansicht, in welcher Veränderungen verschiedener Zustandsgrößen hinsichtlich eines Fall, in dem eine Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors im Laufe des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung verringert wird, und eines Falls, in dem die Erhöhungsrate während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung auf einer konstanten Rate gehalten wird, verglichen werden. Es ist zu beachten, dass die Zustandsgrößen in (A) bis (E) in 6 den Zustandsgrößen in (A) bis (E) in 2 entsprechen. Ferner ist in 6 der Fall, in dem die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung verringert wird, mit einer durchgezogenen Linie dargestellt, und der Fall, in dem die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a auf einer konstanten Rate gehalten wird, ist mit einer durchbrochenen Linie dargestellt.
Wie in 6 gezeigt ist, kann die Erhöhungsrate der elektrischen Energieverbrauchsmenge sowie eine Spannungsabfallgröße verringert werden, wenn die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung verringert wird, verglichen mit dem Fall, in dem die Erhöhungsrate auf einer konstanten Rate gehalten wird. Ferner ist in diesem Zeitraum die Wirkung auf den Ladedruck, selbst wenn die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a verringert wird, relativ gering, da der Einfluss des Aufladens durch den Turbo-Kompressor 22a hoch ist. Somit kann gemäß der elektrischen Ladeunterstützung der vorliegenden Ausführungsform während eines Zeitraums, in dem der Einfluss der elektrischen Ladeunterstützung in Bezug auf eine Erhöhung des Ladedrucks begrenzt ist, sowohl eine Verbesserung des Ladeansprechverhaltens als auch eine Unterdrückung des elektrischen Energieverbrauchs in kompatibler Weise erzielt werden, da die Erhöhungsrate der Drehzahl der elektrischen Kompressors 16a verringert werden kann.
[Genaue Verarbeitung bei der ersten Ausführungsform]
Nachfolgend wird die genaue Verarbeitung für die vorstehend beschriebene elektrische Ladeunterstützung unter Verwendung eines Flussdiagramms detailliert beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine für die von einer ECU 30 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten elektrischen Ladeunterstützungssteuerung darstellt.
Bei Schritt S10 der in 7 gezeigten Routine wird bestimmt, ob der basierend auf einem Signal des Beschleunigeröffnungsgradsensors 38 gemessene Beschleunigeröffnungsgrad „accp“ größer ist als ein vorbestimmter Beschleunigeröffnungsgrad „Ac“ oder nicht. Der Bestimmungs-Beschleunigeröffnungsgrad „Ac“ ist ein Grenzwert zur Bestimmung, ob eine Drehmomenterhöhungsanforderung ausgegeben wird, für welche die elektrische Ladeunterstützung unter Verwendung der elektrischen Laders 16 benötigt wird. Ein zuvor eingestellter Wert wird als der Bestimmungs-Beschleunigeröffnungsgrad „Ac“ eingelesen. Wenn als Ergebnis bestimmt wird, dass das Verhältnis accp > Ac nicht besteht, wird bestimmt, dass das Ladeansprechverhalten auch ohne Durchführen der elektrischen Ladeunterstützung unter Verwendung des elektrischen Laders 16 sichergestellt werden kann, und der Vorgang geht zum nächsten Schritt S12 über. Bei diesem Schritt S12 wird eine elektrische Ladeunterstützungsmarke auf „aus“ gestellt. Wenn die elektrische Ladeunterstützungsmarke auf „aus“ gestellt ist, wird insbesondere ein Stromfluss zu dem Elektromotor 16b gestoppt, und das Einlassbypassventil 20 wird vollständig geöffnet. Nach Ausführen der Verarbeitung von Schritt S12 wird die aktuelle Routine umgehend beendet.
Wenn jedoch bei dem vorgenannten Schritt S10 bestimmt wird, dass das Verhältnis accp > Ac besteht, wird bestimmt, dass die Möglichkeit besteht, dass das Ladeansprechverhalten ohne Durchführen der elektrischen Ladeunterstützung unter Verwendung des elektrischen Laders 16 nicht sichergestellt werden kann, und der Vorgang geht zum nächsten Schritt S14 über. Bei Schritt 14 wird bestimmt, ob die Ladedruckdifferenz „Δpim“ größer ist als eine vorbestimmte Ladedruckdifferenz „Pc“ oder nicht. Die Bestimmungs-Ladedruckdifferenz „Pc“ ist eine Ladedruckdifferenz entsprechend einer Drehmomenterhöhungsanforderung, für welche die elektrische Ladeunterstützung benötigt wird. Ein zuvor eingestellter Wert wird als die Bestimmungs-Ladedruckdifferenz „Pc“ eingelesen. Wenn als Ergebnis bestimmt wird, dass das Verhältnis Δpim > Pc nicht besteht, wird bestimmt, dass das Ladeansprechverhalten ohne Durchführen der elektrischen Ladeunterstützung unter Verwendung des elektrischen Laders 16 sichergestellt werden kann, und der Vorgang geht zu Schritt S12 über. Bei Schritt 12 wird die elektrische Ladeunterstützungsmarke auf „aus“ gestellt, und die aktuelle Routine wird anschließend umgehend beendet.
Wenn jedoch bei dem vorgenannten Schritt S14 bestimmt wird, dass das Verhältnis Δpim > Pc besteht, wird bestimmt, dass die elektrische Ladeunterstützung unter Verwendung des elektrischen Laders 16 benötigt wird. Der Vorgang geht dann zum nächsten Schritt S16 über. Bei Schritt S16 wird die elektrische Ladeunterstützungsmarke auf „an“ gestellt. Wenn die elektrische Ladeunterstützungsmarke auf „an“ gestellt wird, geht der Vorgang zum nächsten Schritt S18 über, bei dem der elektrische Lader 16 in einem Zustand betrieben wird, in dem das Einlassbypassventil 20 vollständig geschlossen ist. In diesem Fall wird dem Elektromotor 16b insbesondere ein Strom zugeführt, um eine aktuell eingestellte Drehzahlerhöhungsrate „dNte/dt“ zu realisieren. Es ist zu beachten, dass der Ausgangswert der Drehzahlerhöhungsrate „dNte/dt“, wie nachstehend beschrieben ist, auf die erste Erhöhungsrate „Nteup1“ eingestellt ist.
Anschließend wird bei Schritt S20 die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ bestimmt. In diesem Fall werden insbesondere die Maschinendrehzahl „Ne“, die Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ als tatsächlich gemessene Werte eingelesen, und eine Umschalt-Drehzahl „Ntec“ entsprechend den tatsächlich gemessenen Werten wird basierend auf dem vorstehend beschriebenen dreidimensionalen Kennfeld bestimmt, welches die Maschinendrehzahl „Ne“, die Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ verwendet.
Anschließend wird bei Schritt S22 die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ bestimmt. In diesem Fall werden insbesondere die Maschinendrehzahl „Ne“, die Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ als tatsächlich gemessene Wert eingelesen, und die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ entsprechend den tatsächlich gemessenen Werten wird basierend auf dem vorstehend beschriebenen dreidimensionalen Kennfeld bestimmt, welches die Maschinendrehzahl „Ne“, die Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ verwendet.
Anschließend wird bei Schritt S24 bestimmt, ob die von dem Drehzahlsensor 32 gemessene Drehzahl „Nte“ des elektrischen Kompressors 16a höher ist als die im vorgenannten Schritt S20 bestimmte Umschalt-Drehzahl „Ntec“ oder nicht. Wenn als Ergebnis bestimmt wird, dass das Verhältnis Nte > Ntec nicht besteht, geht der Vorgang zum nächsten Schritt S26 über, da die Drehzahl „Nte“ die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ noch nicht erreicht hat. Bei Schritt S26 wird die Drehzahlerhöhungsrate „dNte/dt“ des elektrischen Kompressors 16a auf die erste Erhöhungsrate „Nteup1“ eingestellt. Als erste Erhöhungsrate „Nteup1“ wird ein zuvor bestimmter Wert, beispielsweise eine maximale Erhöhungsrate der Drehzahl, verwendet.
Andererseits geht der Vorgang zu Schritt S28 über, wenn bei dem vorgenannten Schritt S24 bestimmt wird, dass das Verhältnis Nte > Ntec besteht, da die Drehzahl „Nte“ die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ erreicht hat. Bei Schritt S28 wird die Drehzahlerhöhungsrate „dNte/dt“ des elektrischen Kompressors 16a auf die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ eingestellt.
Durch das Durchführen der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung gemäß der vorstehend beschriebenen Routine ist es möglich, den elektrischen Energieverbrauch ohne eine signifikante Verschlechterung des Ansprechverhaltens zu unterdrücken.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, und verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, sofern diese nicht von der Idee und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen. Es können beispielsweise die nachfolgend beschriebenen Modifikationen vorgenommen werden.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird eine Konfiguration angenommen, bei der die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ und die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ unter Verwendung der in 4 und 5 gezeigten Kennfelder eingestellt werden. Die Kennfelder, die zum Einstellen dieser Werte verwendet werden können, sind jedoch nicht auf die in 4 und 5 gezeigten Kennfelder beschränkt, und es können beispielsweise die nachfolgend beschriebenen Kennfelder verwendet werden. 8 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung der Umschalt-Drehzahl darstellt. 9 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung der zweiten Erhöhungsrate „Nteup2“ der Drehzahl darstellt. Die in 8 und 9 gezeigten Kennfelder sind Kennfelder, die einen Umstand wiedergeben, dass mit zunehmender Maschinendrehzahl ein besseres Ladeansprechverhalten benötigt wird. Gemäß den in 8 und 9 gezeigten Kennfeldern sind die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ und die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ in Bezug auf die Maschinendrehzahl im Vergleich zu den in 4 und 5 gezeigten Kennfeldern auf größere Werte eingestellt, wodurch das Ladeansprechverhalten hinsichtlich des Soll-Ladedrucks weiter verbessert werden kann.
Ferner wird bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform eine Konfiguration angenommen, bei der die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ unter Verwendung eines dreidimensionalen Kennfelds eingestellt wird, welches die Maschinendrehzahl „Ne“, die Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ verwendet. Jedoch ist ein Kennfeld, das zum Einstellen der Umschalt-Drehzahl „Ntec“ verwendet werden kann, nicht hierauf beschränkt, und es kann ein anderes Kennfeld verwendet werden, sofern das Kennfeld ein Verhältnis zwischen der Umschalt-Drehzahl „Ntec“ und zumindest einem der Maschinendrehzahl „Ne“, der Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ definiert. Ferner kann auch in Bezug auf ein Kennfeld zum Einstellen der zweiten Erhöhungsrate „Nteup2“ ein anderes Kennfeld verwendet werden, sofern das Kennfeld ein Verhältnis zwischen der zweiten Erhöhungsrate „Nteup2“ und zumindest einem der Maschinendrehzahl „Ne“, der Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ definiert.
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausfiihrungsform eine Konfiguration angenommen wird, bei der die Drehzahl „Nte“ des elektrischen Kompressors 16a von dem Drehzahlsensor 32 gemessen wird, kann auch eine Konfiguration angenommen werden, bei der der Elektromotor 16b oder die ECU 30 eine Funktion zum Erfassen der Drehzahl „Nte“ aufweist.
Ferner kann das vorliegende System auch auf eine fremdgezündete Brennkraftmaschine angewendet werden, obwohl das vorliegende System bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform als ein System beschrieben ist, das auf eine Dieselmaschine mit einem Turbolader angewendet werden kann. Dies trifft ebenso auf die zu einem späteren Zeitpunkt beschriebene zweite Ausführungsform zu.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist eine Konfiguration beschrieben, bei der der Turbo-Kompressor 22a des Turboladers 22 in dem Einlasskanal 10 an der bezogen auf den elektrischen Kompressor 16a des elektrischen Laders 16 stromabwärtigen Seite der Einlassluft angeordnet ist. Jedoch ist die Anordnung des elektrischen Laders 16 und des Turboladers 22 nicht hierauf beschränkt. Es kann beispielsweise eine Konfiguration angenommen werden, bei der der elektrische Kompressor 16a des elektrischen Laders 16 in dem Einlasskanal 10 an der bezogen auf den Turbo-Kompressor 22a des Turboladers 22 stromabwärtigen Seite der Einlassluft angeordnet ist, oder es kann eine Konfiguration angenommen werden, bei der der elektrische Lader 16 und der Turbolader 22 parallel in dem Einlasskanal 10 angeordnet sind. Dies trifft ebenso auf die zu einem späteren Zeitpunkt beschriebene zweite Ausführungsform zu.
Es ist zu beachten, dass die Turbine 22b bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der „Turbine“ der vorgenannten ersten Erfindung entspricht, der Turbo-Kompressor 22a dem „Kompressor“ der ersten Erfindung entspricht, der Turbolader 22 dem „Turbolader“ der ersten Erfindung entspricht, der elektrische Lader 16 dem „elektrischen Lader“ der ersten Erfindung entspricht, die Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a der „Drehzahl eines elektrischen Laders“ der ersten Erfindung entspricht, die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ der „Umschalt-Drehzahl“ der ersten Erfindung entspricht, die erste Erhöhungsrate „Nteup1“ der „ersten Erhöhungsrate“ der ersten Erfindung entspricht, die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ der „zweiten Erhöhungsrate“ der ersten Erfindung entspricht, und die ECU 30 der „Steuervorrichtung“ der ersten Erfindung entspricht.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung der in 1 dargestellten Hardwarekonfiguration, sowie durch Veranlassen, dass die ECU 30 eine zu einem späteren Zeitpunkt beschriebene in 10 gezeigte Routine ausführt, realisiert werden.
[Merkmale der zweiten Ausführungsform]
Bei der Steuervorrichtung der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird eine Konfiguration angenommen, bei der die Drehzahlerhöhungsrate bei der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung von der ersten Erhöhungsrate „Nteup1“ auf die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ herabgesetzt wird, wenn die Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ erreicht. Auf diese Weise kann eine Spannungsabfallgröße der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 verringert werden, wodurch das Auftreten einer Situation, in der die Spannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 unter einen unteren Grenzwert abfällt, unterdrückt werden kann.
In manchen Fällen ändert sich jedoch die elektrische Energieverbrauchsmenge in Abhängigkeit von den Charakteristika der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 oder einer Verschlechterung eines Kabels oder dergleichen, selbst wenn die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a die gleiche ist. Daher besteht, selbst wenn die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ und die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ verwendet werden, die unter Verwendung eines dreidimensionalen Kennfelds eingestellt werden, welches die Maschinendrehzahl „Ne“, die Ladedruckdifferenz „Δpim“ zwischen dem tatsächlichen Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, und die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl „dNe/dt“ verwendet, in Abhängigkeit von den Umständen ein Risiko, dass die elektrische Energieverbrauchsmenge größer ist als eine angenommene Menge, und die Spannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 demzufolge auf eine Größe unterhalb eines unteren Grenzwerts abfällt.
Daher wird gemäß der Steuervorrichtung der vorliegenden zweiten Ausführungsform eine Konfiguration angenommen, bei der eine Spannungsabfallrate ΔV basierend auf einem tatsächlich gemessenen Spannungswert der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 während der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung berechnet wird, und die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ und die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“, die unter Verwendung des dreidimensionalen Kennfelds eingestellt werden, werden basierend auf der Spannungsabfallrate korrigiert. Es wird beispielsweise insbesondere das Verhältnis zwischen einer Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a und einem geschätzten Wert der Spannungsabfallrate ΔV im Vorhinein in der ECU 30 gespeichert, und ein geschätzter Wert der Spannungsabfallrate ΔV entsprechend der unter Verwendung des dreidimensionalen Kennfelds eingestellten ersten Erhöhungsrate „Nteup1“ wird eingelesen. Wenn die gemessene Spannungsabfallrate ΔV höher ist als der geschätzte Wert, wird bestimmt, dass ein Risiko besteht, dass ein zukünftiger Spannungswert geringer ist als ein vorbestimmter unterer Grenzwert, und die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ sowie die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“, die mittels des dreidimensionalen Kennfelds bestimmten werden, werden auf geringere Werte korrigiert. Gemäß einer solchen Steuerung ist es, selbst in einem Fall, in dem die elektrische Energieverbrauchsmenge während der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung höher ist als eine angenommene Menge, möglich, die Mindestspannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 auszugleichen.
[Genaue Verarbeitung bei der zweiten Ausführungsform]
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine für die von einer ECU 30 einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten elektrischen Ladeunterstützungssteuerung darstellt.
Die bei Schritt S30 bis Schritt S46 ausgeführte Verarbeitung der in 10 dargestellten Routine ist die gleiche wie die vorstehend beschriebene in Schritt S10 bis Schritt S26 ausgeführte Verarbeitung der in 7 dargestellten Routine. Nach Durchführen der Verarbeitung von Schritt S46 geht der Vorgang zum nächsten Schritt S48 über. Bei Schritt S48 wird die Spannungsabfallrate ΔV basierend auf dem tatsächlich gemessenen Spannungswert der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 berechnet.
Anschließend wird die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ bei Schritt S50 basierend auf der Spannungsabfallrate ΔV korrigiert, und die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ der Drehzahl wird bei dem nachfolgenden Schritt S52 ebenfalls basierend auf der Spannungsabfallrate ΔV korrigiert. Bei diesen Schritten wird insbesondere ein geschätzter Wert der Spannungsabfallrate ΔV, der der bei dem vorgenannten Schritt S46 eingestellten ersten Erhöhungsrate „Nteup1“ entspricht, von einem Kennfeld eingelesen. Wenn die bei dem vorgenannten Schritt S48 berechnete Spannungsabfallrate ΔV höher ist als der geschätzte Wert der Spannungsabfallrate ΔV, werden die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ sowie die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“, die bei den vorgenannten Schritten S40 und S42 mittels der dreidimensionalen Kennfelder bestimmten werden, auf geringere Werte korrigiert.
Daher wird die Verarbeitung von Schritt S46 bis S52 ausgeführt, wenn bei Schritt S44 bestimmt wird, dass das Verhältnis Nte > Ntec nicht besteht, und die aktuelle Routine wird beendet. Wenn bei Schritt S44 hingegen bestimmt wird, dass das Verhältnis Nte > Ntec besteht, geht der Vorgang zu Schritt S54 über. Bei Schritt S54 wird die gleiche Verarbeitung wie die vorstehend beschriebene bei Schritt S28 ausgeführt, und die aktuelle Routine wird anschließend beendet.
Durch Durchführen der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung entsprechend der vorstehend beschriebenen Routine ist es selbst in einem Fall, in dem ein übermäßiger Spannungsabfall auftritt, möglich, ohne eine signifikante Verschlechterung des Ladeansprechverhalten sicherzustellen, dass die Spannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung nicht unter einen vorbestimmten unteren Grenzwert abfällt.
11 ist eine Ansicht, in welcher Veränderung verschiedener Zustandsgrößen hinsichtlich eines Fall, in dem eine Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützung unter Verwendung der Spannungsabfallrate ΔV verändert wird, und eines Falls, in dem die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a während des Ausführens der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung ohne Verwendung der Spannungsabfallrate ΔV verändert wird, verglichen werden. Es ist zu beachten, dass die in 11 gezeigten Zustandsgrößen in (A) bis (E) die gleichen sind wie die in 2 gezeigten Zustandsgrößen in (A) bis (E). Ferner ist in 11 ein Beispiel eines Falls, in dem die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a unter Verwendung der Spannungsabfallrate ΔV verändert wird, mit einer durchgezogenen Linie dargestellt, und ein Beispiel eines Fall, in dem die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a nicht mittels der Spannungsabfallrate ΔV verändert wird, ist mit einer durchbrochenen Linie dargestellt.
Wie in 11 mit einer durchbrochenen Linie gezeigt ist, besteht, wenn die Erhöhungsrate der Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a nicht mittels der Spannungsabfallrate ΔV auf einen geringeren Wert verändert wird, ein Risiko, dass die Spannung in einem Fall, in dem die Spannungsabfallrate ΔV stark abfällt, um einen großen Wert abfällt, und unter eine vorbestimmte Mindestspannung fällt. Wie mit einer durchgezogenen Linie in 11 gezeigt ist, ist es hingegen selbst in einem Fall, in dem die Spannungsabfallrate ΔV stark abfällt, möglich, das Auftreten einer Situation zu unterdrücken, in der die Spannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 unter eine vorbestimmte Mindestspannung abfällt, wenn die Umschalt-Drehzahl und die Drehzahlerhöhungsrate basierend auf der Spannungsabfallrate ΔV bestimmt werden.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene zweite Ausführungsform beschränkt ist, und verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der Idee und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es können beispielsweise die nachstehend beschriebenen Modifikationen vorgenommen werden.
Bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wird eine Konfiguration angenommen, in der die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ und die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“, die unter Verwendung dreidimensionaler Kennfelder eingestellt werden, unter Verwendung der Spannungsabfallrate ΔV korrigiert werden. Jedoch ist ein Verfahren zur Bestimmung der Umschalt-Drehzahl „Ntec“ und der zweiten Erhöhungsrate „Nteup2“ unter Verwendung der Spannungsabfallrate ΔV nicht auf das vorgenannte Verfahren beschränkt. Das heißt, es kann ebenso ein anderes Verfahren verwendet werden, sofern das Verfahren ein solches ist, bei dem sich eine während der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung tatsächlich gemessene Spannungsabfallrate ΔV in der Bestimmung der Umschalt-Drehzahl „Ntec“ und der zweiten Erhöhungsrate „Nteup2“ widerspiegelt, und welches sicherstellt, dass die Spannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 während der elektrischen Ladeunterstützungssteuerung nicht geringer wird als eine Mindestspannung. Es kann beispielsweise eine zukünftige Spannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 basierend auf einer tatsächlich gemessenen Spannungsabfallrate ΔV vorhergesagt werden, und die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ sowie die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ können derart bestimmt werden, dass der vorhergesagte Wert nicht geringer wird als die Mindestspannung. Ferner sind die Objekte der Korrektur basierend auf der Spannungsabfallrate ΔV nicht auf beide der Umschalt-Drehzahl „Ntec“ und der zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ beschränkt, und es kann ebenso eine Konfiguration angenommen werden, bei der nur einer davon korrigiert wird, um sicherzustellen, dass die Spannung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 40 nicht unter eine Mindestspannung fällt.
Es ist zu beachten, dass die Turbine 22b der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform der „Turbine“ der vorgenannten ersten Erfindung entspricht, der Turbo-Kompressor 22a dem „Kompressor“ der ersten Erfindung entspricht, der Turbolader 22 dem „Turbolader“ der ersten Erfindung entspricht, der elektrische Lader 16 dem „elektrischen Lader“ der ersten Erfindung entspricht, die Drehzahl des elektrischen Kompressors 16a der „Drehzahl eines elektrischen Laders“ der ersten Erfindung entspricht, die Umschalt-Drehzahl „Ntec“ der „Umschalt-Drehzahl“ der ersten Erfindung entspricht, die erste Erhöhungsrate „Nteup1“ der „ersten Erhöhungsrate“ der ersten Erfindung entspricht, die zweite Erhöhungsrate „Nteup2“ der „zweiten Erhöhungsrate“ der ersten Erfindung entspricht, und die ECU 30 der „Steuervorrichtung“ der ersten Erfindung entspricht.
Ferner entspricht das Voltmeter 42 der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform der „Spannungsmessvorrichtung“ der vorgenannten achten Erfindung.

Claims

Steuervorrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine, die eine Brennkraftmaschine steuert, welche einen Turbolader (22) mit einer in einem Auslasskanal (12) angeordneten Turbine (22b) und einem Kompressor (22a) aufweist, der in einem Einlasskanal (10) angeordnet ist, sowie einen elektrischen Lader (16), der in dem Einlasskanal (10) vorgesehen ist, wobei die Steuervorrichtung (30) bei Erhalt einer Drehmomenterhöhungsanforderung in Bezug auf die Brennkraftmaschine bewirkt, dass sich die Drehzahl (Nte) des elektrischen Laders (16) mit einer ersten Erhöhungsrate (Nteup1) erhöht, wobei: die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie eine Erhöhungsrate der Drehzahl von einer ersten Erhöhungsrate (Nteup1) auf eine zweite Erhöhungsrate (Nteup2) verringert, welche niedriger ist als die erste Erhöhungsrate (Nteup1), wenn die Drehzahl während eines Vorgangs, bei dem sich die Drehzahl (Nte) des elektrischen Laders (16) erhöht, eine vorbestimmte Umschalt-Drehzahl (Ntec) erreicht; und die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie die Umschalt-Drehzahl (Ntec) basierend auf zumindest einer von einer Maschinendrehzahl (Ne), einer Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl (dNe/dt), und einer Ladedruckdifferenz (Δpim) zwischen einem Soll-Ladedruck und einem tatsächlichen Ladedruck (pim) einstellt, und die zweite Erhöhungsrate (Nteup2) außerdem basierend auf zumindest einer von der Maschinendrehzahl (Ne) der Brennkraftmaschine, der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl (dNe/dt), und einer Ladedruckdifferenz (Δpim) zwischen einem Soll-Ladedruck und einem tatsächlichen Ladedruck (pim) einstellt.
Steuervorrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie die Umschalt-Drehzahl (Ntec) mit zunehmender Maschinendrehzahl (Ne) auf einen höheren Wert einstellt.
Steuervorrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie die zweite Erhöhungsrate (Nteup2) mit zunehmender Maschinendrehzahl (Ne) auf einen höheren Wert einstellt.
Steuervorrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie die Umschalt-Drehzahl (Ntec) mit zunehmender Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl (dNe/dt) auf einen höheren Wert einstellt.
Steuervorrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie die zweite Erhöhungsrate (Nteup2) mit zunehmender Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl (dNe/dt) auf einen höheren Wert einstellt.
Steuervorrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie die Umschalt-Drehzahl (Ntec) mit zunehmender Ladedruckdifferenz (Δpim) auf einen höheren Wert einstellt.
Steuervorrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass sie die zweite Erhöhungsrate (Nteup2) mit zunehmender Ladedruckdifferenz (Δpim) auf einen höheren Wert einstellt.
Steuervorrichtung (30) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend: eine Spannungsmessvorrichtung (42), die eine Spannung einer elektrischen Energiespeichervorrichtung der Brennkraftmaschine misst; wobei die Steuervorrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass eine Spannungsabfallrate (ΔV) während eines Vorgangs, bei dem sich eine Drehzahl des elektrischen Laders (Nte) erhöht, unter Verwendung eines von der Spannungsmessvorrichtung (42) gemessenen Spannungswerts berechnet, und die Umschalt-Drehzahl (Ntec) sowie die zweite Erhöhungsrate (Nteup2) derart einstellt, dass eine zukünftige Spannung, die basierend auf der Spannungsabfallrate (ΔV) geschätzt wird, nicht niedriger wird als eine vorbestimmte Mindestspannung.