-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader und genauer gesagt auf die Steuerung eines Abgasnebenfluss(Bypass-)-ventils, wie etwa eines Wastegate-Ventils.
-
2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
-
Ein mit einem Abgas-Turbolader versehener Turbolader, der durch Drehen einer Turbine, die Abgas verwendet, betrieben wird, ist als konventionelles Mittel zum Verbessern der Abgabe eines Verbrennungsmotors (nachfolgend als Motor bezeichnet) und so weiter verfügbar.
-
Bei diesem Typ von Turbolader, wenn der Motor eine Hochdreh-/Hochlast-Operation durchführt, kann der Superladungsdruck übermäßig ansteigen und als Folge kann der Motor beschädigt werden. Daher wird normalerweise eine Abgasnebenflusspassage parallel zur Turbine vorgesehen.
-
Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit dem oben beschriebenen Turbolader und Abgasnebenflusspassage justiert eine Menge an in die Turbine fließenden Abgases durch Ableiten eines Teils des durch die Abgaspassage fließenden Abgases durch die Abgasnebenflusspassage unter Verwendung eines in der Nebenflusspassage vorgesehenen Wastegate-Ventils. Als Ergebnis kann der Superladungsdruck, das heißt der Druck einer Einlasspassage des Motors, auf einen angemessenen Wert gesteuert werden.
-
Das Wastegate-Ventil wird betrieben, sich zu öffnen und zu schließen, indem beispielsweise ein Positivdruck-Aktuator angetrieben wird. Spezifischer ist das Wastegate-Ventil so konfiguriert, dass dessen Öffnung durch Antreiben des Positivdruck-Aktuators insbesondere in einer Betriebsbedingung justiert wird, bei welcher der Druck in einem Teil der Einlasspassage stromaufwärts einer Drosselklappe, die verwendet wird, um den Druck zu erhöhen, höher als Atmosphärendruck ist.
-
In einer Periode, bevor der Positivdruck-Aktuator betrieben werden kann, ist das Wastegate-Ventil normalerweise voll geschlossen. Es ist anzumerken, dass nachfolgend das Wastegate-Ventil als ein WGV bezeichnet wird und ein Wastegate-Ventilaktuator zum Öffnen als ein WGA bezeichnet wird.
-
Der Positivdruck-Aktuator kann das WGV nur betreiben, wenn der Druck in der Einlasspassage des Motors höher als ein Schwellenwert ist. Mit anderen Worten, wenn der Druck in der Einlasspassage des Motors gleich oder niedriger als der Schwellenwert ist, kann das WGV nicht betrieben werden und daher kann die Öffnung des WGV nicht modifiziert werden.
-
Daher ist jüngst ein System, in welchem der WGA elektrifiziert ist, so dass der WGV nach Bedarf angetrieben werden kann, unabhängig vom Druck der Einlasspassage des Motors, vorgeschlagen worden, so dass das Turboladen durch den Turbolader freier begrenzt werden kann.
-
In diesem System jedoch tritt ein Fehler zwischen einem Detektionswert eines WGV-Öffnungssensors und einer wahren WGV-Öffnung auf, aufgrund von Faktoren wie etwa zeitlicher Variation, die auftritt, wenn das WGV wiederholt eine lange Zeit lang geöffnet und geschlossen wird, einer Temperatur-Charakteristik des WGV-Öffnungssensors und thermischer Ausdehnung von das WGV bildenden Strukturen.
-
Als Ergebnis weicht eine "Referenzposition des WGV", die einer Position des WGV entspricht, wenn der Detektionswert des WGV-Öffnungssensors 0% ist, von einer "voll geschlossenen Position des WGV" ab, die der Position des WGV entspricht, wenn die wahre WGV-Öffnung 0% beträgt.
-
Daher kann eine Abweichung bei der WGV-Öffnung auftreten, selbst wenn der WGA durch identische Betätigungsbeträge betrieben wird und als Ergebnis kann es unmöglich werden, das WGV auf eine gewünschte Offen/Schließ-Bedingung zu steuern. Darüber hinaus kann der Superladungsdruck nicht einen Steuerzielwert erreichen oder kann andererseits die Steuerung ausgeführt werden, um zu versuchen, das WGV ab einer voll geschlossenen Bedingung weiter zur geschlossenen Seite zu betätigen, was einen Antriebsstrom des WGA veranlasst, einen Überstrom zu bilden.
-
In einer in Bezug auf dieses Problem vorgeschlagenen konventionellen Technik, wenn das WGV auf der voll geschlossenen Position konvergiert, wird die voll geschlossene Position auf Basis eines Ausgabewerts des Öffnungssensors zu dieser Zeit erlernt (siehe beispielsweise
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2015-59549 ). Gemäß der
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2015-59549 wird in einer Situation, bei der es wenig Gelegenheiten zum Erlernen gibt oder das WGV nicht auf die voll geschlossene Position konvergiert, der erlernte voll geschlossene Wert auf einen Wert korrigiert, der Variation in einer Sensorausgabe-Charakteristik berücksichtigt, gemäß Temperaturvariation, die ab dem Punkt auftritt, zu welchem der erlernte voll geschlossene Wert aktualisiert wird. Als Ergebnis kann bei der
japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2015-59549 eine Steuergenauigkeit aufrechterhalten werden bei Stabilität in einem WGV-Mechanismus, selbst wenn die Temperaturbedingung variiert.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Jedoch enthält der Stand der Technik die folgenden Probleme.
-
Bei einer konventionellen Vorrichtung, wie etwa derjenigen der
japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2015-59549 , kann ein zwischen dem Detektionswert des WGV-Öffnungssensors und der wahren WGV-Öffnung auftretender Fehler, wie oben beschrieben, reduziert werden, indem die Wahrnehmungslücke in der voll geschlossenen Position aufgrund von Temperaturvariation korrigiert wird.
-
Jedoch berücksichtigt die
japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2015-59549 den Effekt einer Charakteristikvariation zwischen individuellen Sensoren und WGVs nicht und daher kann der Fehler nicht vollständig korrigiert werden. Daher kann eine Situation, in welcher die wahre WGV-Öffnung in der voll geschlossenen Position ist, obwohl der Detektionswert des WGV-Öffnungssensors nicht die voll geschlossene Position anzeigt, auftreten.
-
Wenn während der in diesem Fall ausgeführten Steuerung der WGA bei hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, unter Verwendung der voll geschlossenen Position als der Zielöffnung, schlägt das WGV plötzlich in die voll geschlossene Position ein.
-
Darüber hinaus kann die Geschwindigkeit, mit der das WGV zur voll geschlossenen Position angetrieben wird, eine Kollisionsgeschwindigkeitsgrenze des WGV übersteigen, so dass das WGV mit einem Ventilsitz kollidiert und als Ergebnis können Elemente beweglicher Teile rasch abgenutzt oder ermüdet werden. Weiterhin, wenn das WGV mit dem Ventilsitz bei hoher Geschwindigkeit kollidiert, kann ein unerfreulicher Kollisionslärm erzeugt werden.
-
Mit anderen Worten wird unter Berücksichtigung des Fehlers zwischen dem Detektionswert des WGV-Öffnungssensors und der wahren WGV-Öffnung eine Steuerung erforderlich, um sicherzustellen, dass die WGV-Antriebsgeschwindigkeit die Kollisionsgrenzgeschwindigkeit nicht übersteigt, bei oder unter einer Öffnung, welche der voll geschlossenen Position entsprechen kann. Jedoch löst die
japanische Patentanmeldungspublikation Nr. 2015-59549 das Problem von Abnutzung und Ermüdung in den Elementen der beweglichen Teile, Kollisionslärm und so weiter nicht, die auftreten, wenn das WGV mit dem Ventilsitz bei hoher Geschwindigkeit kollidiert.
-
Übrigens, wenn das WGV zur voll geschlossenen Position angetrieben wird, muss das WGV durch eine Antriebskraft in den Ventilsitz gedrückt werden, die den Abgasdruck überwinden kann, um sicherzustellen, dass das WGV nicht durch den Abgasdruck geschoben wird und als Ergebnis unvollständig geschlossen ist. Mit anderen Worten, wenn eine auf das WGV ausgeübte Vollschließschubkraft schwach ist, wird entweder das WGV durch den Abgasdruck geschoben, mit dem Ergebnis, dass das WGV nicht in der voll geschlossenen Position gehalten werden kann, oder die WGV-Öffnung oszilliert aufgrund von Pulsation beim Abgasdruck.
-
Daher, um sicherzustellen, dass das WGV zuverlässig in der voll geschlossenen Bedingung erhalten werden kann, muss eine Steuerung ausgeführt werden, die einen Minimalwert, bei welchem der Abgasdruck überwunden werden kann, als einen WGA-Betätigungsbetrag verwendet.
-
Jedoch variiert der Abgasdruck anhand der Betriebsbedingungen und daher variiert auch der minimale Betätigungsbetrag, bei welchem der Abgasdruck überwunden werden kann, entsprechend den Betriebsbedingungen. Daher, wenn ein Maximalbedingungen vorhersehender Betätigungsbetrag jederzeit eingestellt wird, wird das WGV exzessiv geschoben.
-
Wenn das WGV übermäßig zur voll geschlossenen Position geschoben wird, kann ein übermäßiger Strom den WGA passieren, so dass Strom verschwenderisch verwendet wird und darüber hinaus kann ein Motor durch den Überstrom überhitzt werden.
-
Weiterhin, wenn das WGV übermäßig gedrückt wird, kann sich ein Verbindungsmechanismus, der den WGA mit dem WGV verbindet, verbiegen, was dazu führt, dass eine tatsächliche Ventilposition von einem Wert eines Sensors abweicht, der den WGA-Betätigungsbetrag ausgibt.
-
Daher ist eine Steuerung erforderlich, um den WGA-Betätigungsbetrag innerhalb eines optimalen Bereichs einzustellen, um sicherzustellen, dass das WGV zuverlässig in der voll geschlossenen Bedingung gehalten werden kann, ohne übermäßig zur voll geschlossenen Position geschoben zu werden. Jedoch löst die
japanische Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2015-59549 die Probleme eines den WGA passierenden übermäßigen Stroms und Überhitzen des Motors nicht, welche auftreten, wenn das WGV übermäßig gedrückt wird.
-
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Umstände entworfen worden und eine Aufgabe derselben ist es, eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor zu erhalten, mit denen eine voll geschlossene Operation zuverlässig an einem WGV durchgeführt werden kann, während sichergestellt ist, dass das WGV nicht bei hoher Geschwindigkeit in die voll geschlossene Position einbricht, und mit welchen ein Motor daran gehindert werden kann, aufgrund eines übermäßigen WGA-Antriebsstroms abnormal zu überhitzen.
-
Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: einen Turbolader, der eine an einer Abgaspassage des Verbrennungsmotors vorgesehene Turbine und einen an einer Einlasspassage des Verbrennungsmotors vorgesehenen Kompressor aufweist, der integral mit der Turbine rotiert; ein Wastegate-Ventil, das in einer Abgas-Nebenflusspassage vorgesehen ist, die eine stromaufwärtige Seite mit einer stromabwärtigen Seite der Turbine verbindet, so dass eine Flussrate von Abgas aus dem Verbrennungsmotor justiert wird, wenn das Abgas durch die Abgas-Nebenflusspassage fließt; einen Aktuator, der angetrieben wird, um die Öffnungsposition des Wastegate-Ventils zu modifizieren; einen Positionssensor, der die Öffnungsposition des Wastegate-Ventils detektiert; einen Superladungsdrucksensor, der einen Ist-Superladungsdruck detektiert, der ein Istwert eines Drucks von durch den Kompressor komprimierter Einlassluft ist; und eine Steuerung, die eine Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors auf Basis von Detektionsergebnissen aus einer Gruppe von Sensoren, welche den Positionssensor und der Superladungsdrucksensor einschließt, detektiert und den Ist-Superladungsdruck durch Antreiben des Aktuators auf Basis der Betriebsbedingung steuert, wobei die Steuerung beim Antreiben des Wastegate-Ventils zu einer voll geschlossenen Position anfangs den Aktuator zu einer voreingestellten, provisorischen voll geschlossenen Position antreibt und nach Bestimmen, auf Basis des Detektionsergebnisses aus dem Positionssensor, dass eine Ist-Öffnung des Wastegate-Ventils die provisorisch voll geschlossene Öffnung erreicht hat, eine Soll-Öffnung zur voll geschlossenen Öffnung umschaltet und den Aktuator entsprechend antreibt.
-
Weiter wird ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen Aktuator-Betätigungsbetrags-Recheneinheit einer Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor ausgeführt, wobei die Steuervorrichtung beinhaltet: einen Turbolader, der eine an einer Abgaspassage des Verbrennungsmotors vorgesehene Turbine und einen an einer Einlasspassage des Verbrennungsmotors vorgesehenen Kompressor aufweist, der integral mit der Turbine rotiert; ein Wastegate-Ventil, das in einer Abgas-Nebenflusspassage vorgesehen ist, die eine stromaufwärtige Seite mit einer stromabwärtigen Seite der Turbine verbindet, so dass eine Flussrate von Abgas aus dem Verbrennungsmotor justiert wird, wenn das Abgas durch die Abgas-Nebenflusspassage fließt; einen Aktuator, der angetrieben wird, um die Öffnungsposition des Wastegate-Ventils zu modifizieren; einen Positionssensor, der die Öffnungsposition des Wastegate-Ventils detektiert; einen Superladungsdrucksensor, der einen Ist-Superladungsdruck detektiert, der ein Istwert eines Drucks von durch den Kompressor komprimierter Einlassluft ist; eine Superladungsdruck-Recheneinheit, die einen Soll-Superladungsdruck berechnet, der ein Sollwert des Drucks der durch den Kompressor komprimierten Einlassluft ist, auf Basis einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors; eine Motoranforderungs-Sollöffnungs-Recheneinheit, die eine Motoranforderungs-Sollöffnung des Wastegate-Ventils berechnet, die erforderlich ist, den Ist-Superladungsdruck mit dem Soll-Superladungsdruck in Übereinstimmung zu bringen; eine Ist-Öffnungs-Recheneinheit, die eine Betätigungsposition, in der das Wastegate-Ventil die Abgasnebenflusspassage vollständig blockiert, als eine Referenzposition des Wastegate-Ventils einstellt und eine Betätigungsposition des Wastegate-Ventils, die durch den Positionssensor detektiert ist, in eine Ist-Öffnung des Wastegate-Ventils auf Basis der Referenzposition umwandelt; die Aktuator-Betätigungsbetrag-Recheneinheit, die einen Aktuator-Betätigungsbetrag auf Basis von Vergleichsergebnissen von Größenbeziehungen berechnet, die ermittelt werden durch Vergleichen der Motoranforderungs-Sollöffnung und der Ist-Öffnung jeweils mit einer voreingestellten provisorischen voll geschlossenen Öffnung; und eine Aktuator-Antriebseinheit, die den Aktuator-Betätigungsbetrag an den Aktuator ausgibt, wobei das Steuerverfahren beinhaltet: einen ersten Schritt zum vorab Einstellen der provisorisch voll geschlossenen Öffnung, als eine Öffnung, die durch Umwandeln einer oberen Grenzposition eines Variationsbereichs der Betätigungsposition, in der das Wastegate-Ventil die Abgas-Nebenflusspassage vollständig blockiert, auf Basis der Referenzposition ermittelt wird; einen zweiten Schritt zum Bestimmen, ob eine erste Bedingung, in der die Motoranforderungs-Sollöffnung nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist, und die Ist-Öffnung größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist, etabliert wird; einen dritten Schritt zum Berechnen als den Aktuator-Betätigungsbetrag, eines Betätigungsbetrags, der nötig ist, um die Ist-Öffnung mit der vorläufig voll geschlossenen Öffnung in Übereinstimmung zu bringen, auf Basis der provisorisch voll geschlossenen Öffnung und der Ist-Öffnung während einer Periode, in der festgestellt wird, dass die erste Bedingung im zweiten Schritt etabliert ist; einen vierten Schritt zum Bestimmen, ob eine zweite Bedingung, in welcher die Motoranforderungs-Sollöffnung nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist und die Ist-Öffnung nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist, etabliert wird, und einen fünften Schritt zum Berechnen, als den Aktuator-Betätigungsbetrag, eines Betätigungsbetrags, der benötigt wird, um die Ist-Öffnung mit der Motoranforderungs-Sollöffnung in Übereinstimmung zu bringen, auf Basis der Motoranforderungs-Sollöffnung und der Ist-Öffnung während einer Periode, in welcher die zweite Bedingung als im vierten Schritt etabliert festgestellt wird.
-
Die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, das WGV zur voll geschlossenen Position zu treiben, durch anfangs Antreiben des WGA in die Richtung der voreingestellten, provisorisch voll geschlossenen Öffnung, und wenn einmal die Geschwindigkeit des WGV, nachdem die Ist-Öffnung die provisorisch voll geschlossene Öffnung erreicht, abgenommen hat, Umschalten der Soll-Öffnung zur voll geschlossenen Position und Wiederbeschleunigen des WGV. Als Ergebnis ist es möglich, eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor zu erhalten, mit welchen das WGV daran gehindert werden kann, in die voll geschlossene Position einzuschlagen, wenn es bei hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, welche die Kollisionsgrenzgeschwindigkeit übersteigt, kann eine Vollschließungsbetätigung zuverlässig am WGV durchgeführt werden, während sichergestellt ist, dass das WGV nicht in die voll geschlossene Position bei hoher Geschwindigkeit einschlägt, und kann der Motor daran gehindert werden, abnormal zu überhitzen, aufgrund eines übermäßigen WGA-Antriebsstroms.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein Systemdiagramm, welches eine Konfiguration eines Motors zeigt, auf welchen eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
-
2 ist ein Musterdiagramm, das mechanische Verbindungen zwischen einem WGV und einem WGA in dem Motor illustriert, auf welchen die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
-
3 ist ein Blockdiagramm, das die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds zeigt, welches durch die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um einen Soll-Superladungsdruck zu bestimmen;
-
5 ist ein Zeitdiagramm, das Operationen zeigt, welche durch die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Relation auf eine Sollöffnung des WGV, eine Ist-Öffnung des WGV und einen WGA-Betätigungsbetrag durchgeführt wird; und
-
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Reihe von Operationen illustriert, die durch die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten unter Verwendung der Zeichnungen beschrieben.
-
Erste Ausführungsform
-
1 ist ein Systemdiagramm, das eine Konfiguration eines Motors zeigt, auf welchen eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird. In 1 ist ein Luftfilter 12 am Einlass einer Einlasspassage 11 eines Motors 10 angebracht. Ein Luftflusssensor 51 zum Detektieren einer Einlassluftmenge ist auf einer stromabwärtigen Seite des Luftfilters 12 vorgesehen.
-
Ein Turbolader 20 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Luftflusssensors 51 vorgesehen. Der Turbolader 20 beinhaltet einen Kompressor 201 und eine Turbine 202. Der Kompressor 201 und die Turbine 202 sind integral durch eine Verbindungswelle verbunden. Der Kompressor 201 wird angetrieben, um durch Energie aus dem in die Turbine 202 eingeführten Abgas zu rotieren.
-
Ein Zwischenkühler 13 ist auf einer stromabwärtigen Seite eines Kompressors 201 angeordnet, um komprimierte Luft zu kühlen. Eine Drosselklappe 14 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Zwischenkühlers 13 angeordnet.
-
Es ist anzumerken, dass ein Superladungsdrucksensor 52 zwischen dem Zwischenkühler 13 und der Drosselklappe 14 voll geschlossen ist, um den Druck von durch den Turbolader 20 supergeladener Einlassluft zu detektieren.
-
Weiter beinhaltet ein Abgassystem des Motors 10 eine Abgaspassage 15. Die Turbine 202 des Turboladers 20, der oben beschrieben ist, ist in der Mitte der Abgaspassage 15 voll geschlossen. Eine Abgas-Nebenflusspassage 30, die eine Einlassseite und eine Auslassseite der Turbine 202 verbindet, während die Turbine 202 umgangen wird, ist auch an der Abgaspassage 15 vorgesehen.
-
Ein WGV 31 ist in der Abgas-Nebenflusspassage 30 als ein Abgas-Nebenflussventil angeordnet. Weiter ist ein Abgas-Reinigungskatalysator 16 zum Reinigen des Abgases auf einer stromabwärtigen Seite der Turbine 202 vorgesehen.
-
Das in der Abgas-Nebenflusspassage 30 angeordnete WGV 31 ist mechanisch mit einem Ende eines Verbindungselements 32 verbunden. Ein anderes Ende des Verbindungselements 32 ist mechanisch mit einer Ausgangswelle 33 (einer WGA-Ausgangswelle 33) eines WGA 34 verbunden, das als eine Abgas-Nebenflussventil-Antriebsvorrichtung dient. Ein Positionssensor 53 zum Detektieren von Positionsinformation, die mit einer Öffnungsposition des WGV 31 korreliert ist, ist in der Nähe der WGA-Ausgangswelle 33 vorgesehen.
-
Es ist anzumerken, dass in der ersten Ausführungsform der Positionssensor 33 getrennt vom WGA 34 vorgesehen ist, der Positionssensor 53 aber in den WGA 34 eingebaut sein kann.
-
Die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet eine Steuervorrichtung (eine Steuerung) 50. Eine durch den Luftflusssensor 51, den Superladungsdrucksensor 52, den Positionssensor 53 und verschiedene andere Sensoren wie etwa einen Kurbelwinkelsensor und einen Drosselöffnungssensor, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind, gebildete Sensorgruppe ist mit einem Eingangsteil der Steuervorrichtung 50 verbunden, die Betriebsbedingungen des Motors 10 detektiert.
-
Derweil sind der WGA 34 und verschiedene andere Aktuatoren, wie etwa eine Zündung und eine Zündspule, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind, mit dem Ausgangsteil der Steuervorrichtung 50 verbunden, um die Betriebsbedingungen des Motors 10 zu steuern.
-
Die Steuervorrichtung 50 steuert eine Verbrennungsbedingung und ein Ausgangsdrehmoment des Motors 10 auf optimale Pegel, durch Antreiben der verschiedenen, oben beschriebenen Aktuatoren auf Basis der verschiedenen oben beschriebenen Eingangsinformationen.
-
Als Nächstes werden mechanische Verbindungen zwischen dem WGV 31 und dem WGA 34 detailliert beschrieben. 2 ist ein Musterdiagramm, welches die mechanischen Verbindungen zwischen dem WGV 31 und dem WGA 34 im Motor 10 illustriert, auf welches die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
-
In 2 sind das WGV 31 und der WGA 34 über das Verbindungselement 32 verbunden, statt direkt verbunden zu sein. Spezifischer sind ein an einem Spitzenendbereich der WGA-Ausgangswelle 33 gebildeter ringförmiger WGA-Ausgangswellen-Eingriffsteil 331 und ein an einem Ende des Verbindungselements 32 gebildeter ringförmiger erster Verbindungselement-Eingriffsbereich 321 so in Eingriff, dass sie frei sind, zu schwingen, indem sie einander passieren.
-
Derweil sind ein WGV-Eingriffsbereich 311, der im WGV 31 vorgesehen ist und ein Durchgangsloch und einen am anderen Ende des Verbindungselements 32 gebildeten ringförmigen zweiten Verbindungselement-Eingriffsbereich 322 enthält, so in Eingriff, dass sie durch Passieren des zweiten Verbindungselement-Eingriffsbereich 322 durch das Durchgangsloch im WGV-Eingriffsbereich 311 frei schwingen können.
-
Das in der Abgaspassage 15 angeordnete WGV 31 wird dem aus dem Motor 10 abgegebenen Abgas exponiert und verbleibt daher in einer Hochtemperatur-Zustand von mehreren hundert Grad. Daher kann bei Berücksichtigung der Hitzewiderstandsfähigkeit des WGA 34, der eingebaute elektronische Komponenten wie einen Motor enthält, der WGA 34 nicht in der Nähe des WGV 31 angeordnet werden. Entsprechend wird das Verbindungselement 32 zwischen dem WGV 31 und dem WGA 34 eingefügt, wie in 2 gezeigt, um sicherzustellen, dass der WGA 34 keine übermäßig hohe Temperatur erreicht.
-
Ein anderer Grund für das Einfügen des Verbindungselementes 32 ist, dass durch mechanisches Verbinden des WGA 34 mit dem WGV 31 über das Verbindungselement 32 die Position, an welcher der WGA 34 in einem Fahrzeug installiert wird, freier ausgewählt werden kann, was das Layout vereinfacht.
-
Ein (Elektro-)Motor, der zu normaler und reverser Rotation fähig ist, ist in dem WGA 34 eingebaut und der WGA 34 beinhaltet die WGA-Ausgangswelle 33 zum Umwandeln einer Rotationsbewegung des Motors in eine Linearbewegung und Ausgabe der Linearbewegung. Die WGA-Ausgangswelle 33 ist zum Bewegen in einer Axialrichtung anhand einer Energetisierungsrichtung des Motors in der Lage. Durch Energetisieren des Motors in einer Richtung zum Drücken der WGA-Ausgangswelle 33 zu einer äußeren Seite des WGA 34 kann das WGV 31 zu einer Ventilöffnungsseite (einer Richtung eines Pfeils A in 2) über das Verbindungselement 32 bewegt werden.
-
Umgekehrt kann durch Energetisieren des Motors in einer Richtung zum Ziehen der WGA-Ausgangswelle 33 zu einer inneren Seite des WGA 34 das WGV 31 zu einer Ventilschließseite (einer Richtung von einem Pfeil B in 2) über das Verbindungselement 32 bewegt werden.
-
Weiter ist der Positionssensor 53 in der Nähe eines Seitenbereichs der WGA-Ausgangswelle 33 vorgesehen. Eine Axialrichtungsposition der WGA-Ausgangswelle 33 wird durch den Positionssensor 53 detektiert und in die Steuervorrichtung 50 als eine Betätigungsposition des WGV 31, oder mit anderen Worten, eine Offenposition, eine geschlossene Position oder eine Zwischenposition des WGV 31 aufgenommen.
-
3 ist ein Blockdiagramm, welches die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Auf Basis von 3 werden zuerst Konfigurationen und Operationen, die sich auf die Grundsteuerung des WGV 31 beziehen, beschrieben.
-
Die Steuervorrichtung 50 führt Gesamtsteuerung des Motors 10 auf Basis von Detektionsergebnissen aus den oben beschriebenen, verschiedenen Sensoren durch. Die Steuervorrichtung 50 beinhaltet als Steuereinheiten zum Steuern des WGV 31 eine Soll-Superladungsdruck-Recheneinheit 501, eine Motoranforderungs-Sollöffnungs-Recheneinheit 502, eine Ist-Öffnungs-Recheneinheit 503, eine WGA-Betätigungsbetrag-Recheneinheit 504, eine WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert-Recheneinheit 505 und eine WGA-Antriebseinheit 506.
-
Die Soll-Superladungsdruck-Recheneinheit 501 ermittelt eine Mehrzahl von Informationen, welche die Betriebsbedingung des Motors 10 angeben, wie etwa Motordrehzahl, eine durch den Luftflusssensor 51 detektierte Einlassluftmenge und den durch den Superladungsdrucksensor 52 detektierten Superladungsdruck, und stellt einen Soll-Superladungsdruck SP als einen Sollsteuerwert auf Basis dieser, die Motor-Betriebsbedingungen angebenden Information ein.
-
Hier wird ein Beispiel eines Verfahrens, welches durch die Soll-Superladungsdruck-Recheneinheit 501 eingesetzt wird, um den Soll-Superladungsdruck zu berechnen, spezifischer unter Bezugnahme auf ein in 4 gezeigtes Kennfeld beschrieben. 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds, das durch die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um den Soll-Superladungsdruck zu bestimmen, zeigt. Es ist anzumerken, dass im in 4 gezeigten Kennfeld [kPa] als Einheit des Soll-Superladungsdrucks verwendet wird.
-
Auf dem Soll-Superladungsdruckkennfeld, wie in 4 gezeigt, ist der Soll-Superladungsdruck [kPa] mit der Motordrehzahl [U/min] und einer Fahrpedalöffnung [%] assoziiert. Die Soll-Superladungsdruck-Recheneinheit 501 bestimmt den Soll-Superladungsdruck anhand der Motordrehzahl und der Fahrpedalöffnung unter Bezugnahme auf das Kennfeld.
-
Beispielsweise wird ein spezifischer Fall ins Auge gefasst, bei welchem die Motordrehzahl 2000 [U/min] ist und die Fahrpedalöffnung 50 [%] ist. Bei diesen Betriebsbedingungen stellt die Soll-Superladungsdruck-Recheneinheit 501 den Soll-Superladungsdruck in Übereinstimmung mit dem Kennfeld auf 140 [kPa] ein.
-
Es ist anzumerken, dass statt der Verwendung eines Soll-Superladungsdruck-Kennfeldes, wie dem in 4 gezeigten, die Soll-Superladungsdruck-Recheneinheit 501 den Soll-Superladungsdruck beispielsweise durch Berechnung unter Verwendung eines vorab definierten physikalischen Modells bestimmen kann.
-
Die Motoranforderungs-Sollöffnungs-Recheneinheit 502 ermittelt den durch die Soll-Superladungsdruck-Recheneinheit 501 berechneten Soll-Superladungsdruck SP und einen Ist-Superladungsdruck Pp und berechnet eine Motoranforderungs-Sollöffnung Sv, die erforderlich ist, den Ist-Superladungsdruck Pp mit dem Soll-Superladungsdruck Sp in Übereinstimmung zu bringen.
-
Die Ist-Öffnungs-Recheneinheit 503 ermittelt eine durch den Positionssensor 53 detektierte Spannung Vs, stellt eine Betätigungsposition, in welcher das WGV 31 vollständig die Abgas-Nebenflusspassage 30 blockiert, als eine Referenzposition des WGV ein, und berechnet eine Ist-Öffnung Pv auf Basis dieser Information.
-
Es ist anzumerken, dass statt Verwendung einer voreingestellten Position als der Referenzposition des WGV beispielsweise eine durch Durchführen einer vollen Schließoperation ermittelte Position verwendet werden kann, in der das WGV angetrieben wird, an der voll geschlossenen Position anzustoßen, und Erlernen der voll geschlossenen Position.
-
Die WGA-Betätigungsbetrag-Recheneinheit 504 ermittelt die durch die Motoranforderungs-Sollöffnungs-Recheneinheit 502 berechnete Motoranforderungs-Sollöffnung Sv, die durch die Ist-Öffnungs-Recheneinheit 503 berechnete Ist-Öffnung Pv und einen durch die WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert-Recheneinheit 505 berechneten, maximalen WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert, der unten zu beschreiben ist, und berechnet den WGA-Betätigungsbetrag.
-
Spezifischer führt die WGA-Betätigungsbetrag-Recheneinheit 504 drei folgende Betätigungsbetragsberechnungen in Übereinstimmung mit Bedingungen aus.
-
(Berechnung 1)
-
Wenn eine erste Bedingung, in welcher die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv nicht größer als eine provisorisch voll geschlossene Öffnung ist und die Ist-Öffnung Pv größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist, etabliert wird, wird ein WGA-Betätigungsbetrag, der erforderlich ist, um die Ist-Öffnung Pv mit der provisorisch voll geschlossenen Öffnung in Übereinstimmung zu bringen, auf Basis der provisorisch voll geschlossenen Öffnung und der Ist-Öffnung Pv berechnet.
-
(Berechnung 2)
-
Wenn eine zweiten Bedingung, in der die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist und die Ist-Öffnung Pv nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist, etabliert wird, wird ein WGA-Betätigungsbetrag, der erforderlich ist, die Ist-Öffnung Pv mit der Motoranforderungs-Sollöffnung Sv in Übereinstimmung zu bringen, basierend auf der Motoranforderungs-Sollöffnung Sv und der Ist-Öffnung Pv berechnet.
-
(Berechnung 3)
-
Weiter, wenn der durch die unten zu beschreibende WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert-Recheneinheit 505 berechnete maximale Betätigungsbetragsgrenzwert in Relation auf den WGA-Betätigungsbetrag eingegeben wird, der benötigt wird, um die Ist-Öffnung Pv mit der Motoranforderungs-Sollöffnung Sv in Übereinstimmung zu bringen, wird ein durch den maximalen WGA-Betätigungsbetrag-Grenzwert begrenzter WGA-Betätigungsbetrag an die WGA-Antriebseinheit 506 ausgegeben.
-
Die WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert-Recheneinheit 505 ermittelt die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv, die Ist-Öffnung Pv und den WGA-Betätigungsbetrag, der oben beschrieben ist, um den maximalen WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert zu berechnen, und gibt den berechneten Maximal-WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert an die WGA-Betätigungsbetrag-Recheneinheit 504 aus.
-
Spezifischer berechnet die WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert-Recheneinheit 505 den Maximal-WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert auf Basis des WGA-Betätigungsbetrags zu einem Punkt, an dem die erste Bedingung, in welcher "die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist und die Ist-Öffnung Pv größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist" zur zweiten Bedingung umschaltet, in der "die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist und die Ist-Öffnung Pv nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist", und gibt den berechneten maximalen WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert an die WGA-Betätigungsbetrag-Recheneinheit 504 aus.
-
Die WGA-Antriebseinheit 506 ermittelt den WGA-Betätigungsbetrag aus der WGA-Betätigungsbetrag-Recheneinheit 504 und treibt den WGA 34 auf Basis dieser Information an.
-
Als Nächstes werden Operationen, die in Relation auf die Sollöffnung des WGV, die Ist-Öffnung des WGV und den WGA-Betätigungsbetrag durchgeführt werden, wenn die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv von der Umgebung der voll offenen Position des WGV zur voll geschlossenen Position beispielsweise variiert, auf Basis eines in 5 gezeigten Zeitdiagramms beschrieben.
-
5 ist ein Zeitdiagramm, welches durch die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Relation auf die Sollöffnung des WGV, die Ist-Öffnung des WGV und den WGA-Betätigungsbetrag durchgeführte Operationen zeigt. Es ist anzumerken, dass die im Zeitdiagramm in 5 gezeigte Verarbeitung durch die Steuervorrichtung 50 als Unterbrechungsverarbeitung in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird.
-
Zuerst ist in einer Bedingung, bei der die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv in der Umgebung der voll offenen Position des WGV eingestellt ist, der WGA-Betätigungsbetrag im Wesentlichen Null. Wenn ein Motor-Energetisierungsbetrag unter Verwendung einer Antriebsspannungslast gesteuert wird, entspricht diese Steuerbedingung einer Last von ungefähr 0%. Bei dieser Steuerbedingung muss daher keine Antriebskraft durch den Motor an entweder die Öffnungsseite oder die Schließseite angelegt werden, und wird die Ist-Öffnung Pv Ist-Öffnung Pv zur Motoranforderungs-Sollöffnung Sv hin gesteuert.
-
Als Nächstes, wenn die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv zur geschlossenen Seite so variiert, dass die erste Bedingung, in welcher "die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist und die Ist-Öffnung Pv größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist" etabliert wird, wird der WGA durch Rückkopplungssteuerung auf Basis der provisorisch voll geschlossenen Öffnung und der Ist-Öffnung Pv so angetrieben, dass die Ist-Öffnung Pv in Übereinstimmung gebracht wird mit der provisorisch voll geschlossenen Öffnung.
-
Während diese Periode nimmt der WGA-Betätigungsbetrag einen großen Wert an, während eine Abweichung zwischen der Ist-Öffnung Pv und der provisorisch voll geschlossenen Öffnung groß bleibt, und sinkt, wenn sich die Ist-Öffnung Pv der provisorisch voll geschlossenen Öffnung nähert. An dem Punkt, an dem die Ist-Öffnung Pv die provisorisch voll geschlossene Öffnung erreicht, wird der WGA-Betätigungsbetrag so eingestellt, dass eine Kraft zum Verschieben des WGV zur geschlossenen Seite und eine Kraft, durch welche der Abgasdruck des Abgases versucht, das WGV zur offenen Seite zurück zu drücken, ausgeglichen sind.
-
Es ist anzumerken, dass in dieser ausgeglichenen Bedingung der WGA-Betätigungsbetrag anhand der Betriebsbedingungen variiert. Spezifischer variiert der WGA-Betätigungsbetrag in Übereinstimmung mit der Bedingung des Abgasdrucks, so dass er ansteigt, wenn der Abgasdruck steigt, und sinkt, wenn der Abgasdruck sinkt.
-
Wenn einmal die zweite Bedingung, in welcher "die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv nicht größer ist als die provisorisch voll geschlossene Öffnung und die Ist-Öffnung Pv nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist" etabliert ist, wird der WGA durch Rückkopplungssteuerung auf Basis der Motoranforderungs-Sollöffnung Sv und der Ist-Öffnung Pv angetrieben, so dass die Ist-Öffnung Pv mit der Motoranforderungs-Sollöffnung Sv in Übereinstimmung gebracht ist.
-
Es ist jedoch anzumerken, dass zu dem Punkt, bei dem die Ist-Öffnung Pv auf oder unter die provisorisch voll geschlossene Öffnung fällt, die wahre Öffnung bereits in der voll geschlossen Position sein kann. Daher steuert ab diesem Punkt die Steuervorrichtung 50 den WGA so, dass die Ist-Öffnung Pv sich zu der Motoranforderungs-Sollöffnung Sv bei einer voreingestellten Referenzgeschwindigkeit bewegt, um sicherzustellen, dass das WGV eine Kollisionsgeschwindigkeitsgrenze nicht übersteigt. Während dieser Periode schließt sich das WGV graduell, so dass der Effekt des Abgasdrucks ansteigt, und daher wird der WGA-Betätigungsbetrag graduell erhöht.
-
Weiter, wenn die tatsächlich voll geschlossene Position des WGV zur offenen Seite von der voll geschlossenen Position, die während der Steuerung wahrgenommen wird, aufgrund von Temperaturdrift in der Ausgabe-Charakteristik des Positionssensors 53 oder dergleichen, abweicht, erreicht die wahre Öffnung die voll geschlossene Position, bevor die während er Steuerung wahrgenommene Ist-Öffnung Pv die Zielöffnung erreicht. Als Ergebnis variiert die Abgabe des Positionssensors 53 nicht mehr länger so, dass die Abweichung zwischen der Sollöffnung und der Ist-Öffnung Pv bleibt, und während dieser Periode setzt sich die Steigerung des WGA-Betätigungsbetrags fort.
-
Unter dieser Bedingung wird der WGA sinnlos zur geschlossenen Seite hin angetrieben, selbst obwohl die wahre Öffnung bereits in der voll geschlossenen Position ist. Weiter, wenn die Abweichung zwischen Sollöffnung und der Ist-Öffnung Pv ansteigt, steigt der WGA-Betätigungsbetrag und als Ergebnis kann der WGA durch abnormale Überhitzung geschädigt werden.
-
In der ersten Ausführungsform, um einen solchen Fall zu behandeln, wird der WGA-Betätigungsbetrag durch den maximalen Betätigungsbetragsgrenzwert beschränkt, um sicherzustellen, dass der WGA-Betätigungsbetrag nicht übermäßig ansteigt. Als Ergebnis wird Strom nicht verschwenderisch eingesetzt, wenn das WGV zur voll geschlossenen Position geschoben wird, und darüber hinaus kann das Risiko abnormaler Überhitzung eliminiert werden.
-
Weiter, durch Beschränken des WGA-Betätigungsbetrags durch den maximalen Betätigungsbetragsgrenzwert, nachdem die Ausgabe des Positionssensors 53 aufhört, zu variieren, kann eine Situation, in welcher ein Verbindungsmechanismus, der den WGA zum WGV verbindet, gebogen wird, wenn das WGV übermäßig auf einen Ventilsitz gedrückt wird, so dass eine Abweichung zwischen der tatsächlichen WGV-Betätigungsposition und einem Wert auftritt, der durch einen Sensor, der den WGA-Betätigungsbetrag detektiert, ermittelt wird, verhindert werden.
-
Weiterhin, wie oben beschrieben, variiert der WGA-Betätigungsbetrag an dem Punkt, an dem die erste Bedingung zur zweiten Bedingung umschaltet, oder mit anderen Worten der Betätigungsbetrag an dem Punkt, wo die Kraft zum Schieben des WGV zur geschlossenen Seite und die Kraft zum Rückführen des WGV zur offenen Seite ausgeglichen sind, entsprechend dem Abgasdruck variiert, und daher in Reaktion auf Variation bei den Betriebsbedingungen. Spezifischer ist bei niedriger Rotation der Abgasdruck niedrig und daher nimmt der WGA-Betätigungsbetrag an dem Punkt, wo die erste Bedingung zur zweiten Bedingung umschaltet, ab, während bei hoher Rotation der Abgasdruck hoch ist und daher der WGA-Betätigungsbetrag an dem Punkt, wo die erste Bedingung zur zweiten Bedingung umschaltet, ansteigt.
-
Darüber hinaus variiert der Betätigungsbetrag, der erforderlich ist, das WGV zur voll geschlossenen Position anzutreiben, nach Erreichen der provisorisch voll geschlossenen Öffnung, gleichermaßen gemäß den Betriebsbedingungen so, dass der zum Antreiben des WGV zur voll geschlossenen Position erforderliche Betätigungsbetrag abnimmt, wenn der Abgasdruck sinkt, und ansteigt, wenn der Abgasdruck steigt.
-
Daher, wenn der Maximalwert des Betätigungsbetrags beschränkt ist, unterscheidet sich der Grenzwert gemäß dem Abgasdruck. Daher kann in der ersten Ausführungsform ein optimaler Grenzwert jederzeit gemäß den Betriebsbedingungen unter Verwendung eines Betätigungsbetrags D an dem Punkt eingestellt werden, wo die erste Bedingung zur zweiten Bedingung umschaltet, als eine Referenz durch Einstellen des maximalen Betätigungsbetragsgrenzwerts auf einen Wert, der durch Addieren eines festen Werts (beispielsweise –30% der Steuerlast), durch welchen das WGV zuverlässig zur voll geschlossenen Position geschoben werden kann, zum Betätigungsbetrag D ermittelt wird.
-
Als Nächstes werden Operationen der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform unter Verwendung eines Flussdiagramms beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Reihe von Operationen illustriert, welche durch die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
-
Im Schritt S101 vergleicht die Steuervorrichtung 50 die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv mit der provisorisch voll geschlossenen Öffnung, um zu bestimmen, ob die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv kleiner als die "provisorisch voll geschlossene Öffnung" ist, das heißt eine Öffnung, zu welcher, wenn eine Variation bei der voll geschlossen Position und der Temperatur-Charakteristik berücksichtigt werden, die wahre WGV-Öffnung der voll geschlossen Position entsprechen kann.
-
Hier, wenn "Motoranforderungs-Sollöffnung Sv < provisorisch voll geschlossene Öffnung" etabliert wird, bestimmt die Steuereinheit 50, dass die wahre WGV-Öffnung eine Öffnung ist, die der voll geschlossenen Position entsprechen kann, und rückt zur Verarbeitung von Schritt S102 vor. Wenn "Motoranforderungs-Sollöffnung Sv < provisorisch voll geschlossene Öffnung" nicht etabliert ist, rückt andererseits die Steuervorrichtung 50 zur Verarbeitung von Schritt S113 vor.
-
Nach Vorrücken zu Schritt S102 vergleicht die Steuervorrichtung 50 die Ist-Öffnung Pv mit der provisorisch voll geschlossenen Öffnung, um zu bestimmen, ob die Ist-Öffnung Pv größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist oder nicht.
-
Hier, wenn "Ist-Öffnung Pv > provisorisch voll geschlossene Öffnung" etabliert wird, bestimmt die Steuervorrichtung 50, dass die wahre WGV-Öffnung nicht eine Öffnung ist, die der voll geschlossen Position korrespondieren kann und rückt zur Verarbeitung von Schritt S103 vor. Wenn "Ist-Öffnung Pv > provisorisch voll geschlossene Öffnung" nicht etabliert ist, rückt andererseits die Steuervorrichtung 50 zur Verarbeitung von Schritt S105 vor.
-
Nach Vorrücken zu Schritt S103 führt die Steuervorrichtung 50 Rückkopplungssteuerung so durch, dass die Ist-Öffnung Pv die provisorisch voll geschlossene Öffnung erreicht und rückt dann zur Verarbeitung von Schritt S104 vor. Mit anderen Worten führt die Steuervorrichtung 50 eine Rückkopplungssteuerung unter Verwendung der provisorisch voll geschlossenen Öffnung als der Sollöffnung aus.
-
Als Nächstes setzt in Schritt S104 die Steuervorrichtung 50 einen Zähler C, der in Schritt S106 verwendet wird, der unten zu beschreiben ist, rück, um zu bestimmen, ob der maximale WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert auf einen Anfangswert von Null einzustellen ist oder nicht, und beendet dann die Reihe von Prozessen.
-
Nach Vorrücken von Schritt S102 zu Schritt S105 liest derweil die Steuervorrichtung 50 den aktuellen Betätigungsbetrag D, der in Schritt S107 verwendet wird, der unten zu beschreiben ist, als eine Referenz zum Einstellen des maximalen WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert aus und rückt dann zur Verarbeitung von Schritt S106 vor.
-
Als Nächstes bestimmt in Schritt S106 die Steuervorrichtung 50, ob eine Anfangseinstellung oder Aktualisierung des maximalen WGA-Betätigungsbetragsgrenzwerts auf Basis des im Schritt S105 eingelesenen Betätigungsbetrags D durchzuführen ist, oder nicht, durch Bestimmen, ob der Wert des Zählers C 0 ist oder nicht.
-
Spezifischer, wenn der Zähler C im Schritt S104 oder Schritt S114 auf den Anfangswert von 0 eingestellt wird, bestimmt die Steuervorrichtung 50, dass die erste Bedingung, in welcher "die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv nicht größer ist als die provisorisch voll geschlossene Öffnung und die Ist-Öffnung Pv größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist" zur zweiten Bedingung umgeschaltet hat, in welcher "die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv nicht größer als die provisorisch voll geschlossene Öffnung ist und die Ist-Öffnung Pv nicht größer ist als die provisorisch voll geschlossene Öffnung" und rückt zur Verarbeitung von Schritt S107 vor.
-
Wenn der Zähler C nicht auf 0 ist, bestimmt andererseits die Steuervorrichtung 50, dass eine Steuerperiode, in welcher die Ist-Öffnung Pv auf die voreingestellte Referenzgeschwindigkeit eingestellt wird, nachfolgend dem Umschalten im Gange ist und rückt daher zur Verarbeitung von Schritt S108 vor, ohne einen maximalen WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert L zu aktualisieren, das heißt einen vorherigen Wert desselben verwendend.
-
Nach Vorrücken zu Schritt S107 stellt die Steuervorrichtung 50 einen maximalen WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert L1 auf Basis des im Schritt S105 gelesenen Betätigungsbetrags D ein und rückt dann zur Verarbeitung von Schritt S108 vor. Spezifischer stellt die Steuervorrichtung 50 einen Wert, der durch Addieren eines Festwerts (beispielsweise –30% der Steuerlast) zum im Schritt S105 gelesenen Betätigungsbetrag D erhalten wird, als den maximalen WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert L1 ein.
-
Nach Vorrücken zu Schritt S108 vergleicht die Steuervorrichtung 50 die während der Folgesteuerung eingestellte Sollöffnung, in welcher die Ist-Öffnung Pv auf die Referenzgeschwindigkeit eingestellt ist, mit der Motoranforderungs-Sollöffnung Sv, um festzustellen, ob die sich hinziehende Steuerung fortzusetzen ist oder nicht.
-
Wenn die Bedingung "Motoranforderungs-Sollöffnung Sv ≤ Sollöffnung während des Dahinziehens" etabliert ist, bestimmt die Steuervorrichtung 50, dass die sich hinschleppende Steuerung fortzusetzen ist und rückt zur Verarbeitung von Schritt S109 vor. Wenn die Bedingung nicht etabliert ist, rückt andererseits die Steuervorrichtung 50 zur Verarbeitung von Schritt S113 vor.
-
Durch Ausführen der Bestimmung von Schritt S108 realisiert die Steuervorrichtung 50 eine Umschaltsteuerung wie folgt. Um sicherzustellen, dass das WGV die Kollisions-Höchstgeschwindigkeit nicht übersteigt, nachdem die erste Bedingung zur zweiten Bedingung umschaltet, implementiert die Steuervorrichtung 50 eine sich hinziehende Steuerung an der Sollöffnung, so dass die Ist-Öffnung Pv bei der Referenzgeschwindigkeit bleibt. Wenn die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv zur offenen Seite jenseits der Sollöffnung variiert, die während der sich hinziehenden Steuerung eingestellt ist, hebt andererseits die Steuervorrichtung 50 sofort die sich hinziehende Steuerung auf und implementiert eine Steuerung zum Umschalten zu einer Offenseitenoperation, welche durch normale Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird.
-
Im Schritt S109 implementiert die Steuervorrichtung 50 eine Steuerung, so dass die Ist-Öffnung Pv bei der Referenzgeschwindigkeit variiert, bis die Ist-Öffnung die Motoranforderungs-Sollöffnung Sv erreicht, wodurch sichergestellt ist, dass das WGV die Kollisionsgrenzgeschwindigkeit nicht übersteigt.
-
Als Nächstes führt in Schritt S110 die Steuervorrichtung 50 eine Maximal-Betätigungsbetragsbegrenzung 1 unter Verwendung des im Schritt S107 eingestellten maximalen WGA-Betätigungsbetrags-Grenzwerts L1 ein.
-
Als Nächstes führt in Schritt S111 die Steuervorrichtung 50 eine maximale Betätigungsbetragsbegrenzung 2 unter Verwendung eines vorab als einen Betätigungsbetrag eingestellten maximalen Grenzwerts L2 aus, bei welchem der Motor nicht beschädigt wird, selbst wenn er kontinuierlich über einen langen Zeitraum verwendet wird.
-
Als Nächstes addiert in Schritt S112 die Steuervorrichtung 50 1 zum Zähler C, der im Schritt S106 verwendet wird, um zu bestimmen, ob der maximale Betätigungsbetragsbegrenzwert einzustellen ist oder nicht, und beendet dann die Reihe von Prozessen.
-
Derweil implementiert nach Vorrücken von Schritt S101 oder Schritt S108 zu Schritt S113 die Steuervorrichtung 50 eine normale Rückkopplungssteuerung, um die Ist-Öffnung auf die Motoranforderungs-Sollöffnung einzustellen und rückt dann zur Verarbeitung von Schritt S114 vor.
-
Als Nächstes setzt in Schritt S114 die Steuervorrichtung 50 den im Schritt S106 verwendeten Zähler C zurück, um zu bestimmen, ob der maximale WGA-Betätigungsgrenzwert auf den Anfangswert von 0 einzustellen ist oder nicht, und beendet dann die Reihe von Prozessen.
-
Mit der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, kann der zum Antreiben des WGV zur voll geschlossenen Position verwendete WGA-Betätigungsbetrag durch einen optimalen Wert anhand der Betriebsbedingungen beschränkt werden.
-
Weiter ist in einer Region, wo die Ist-Öffnung offen ist, oder mit anderen Worten, eine Region auf der offenen Seite einer Öffnung, bei welcher aufgrund der Temperatur-Charakteristik des Sensors und so weiter die wahre Öffnung zur voll geschlossen Position korrespondieren kann, der Betätigungsbetrag nicht begrenzt. Daher kann in einer Region, in der es eine große Abweichung zwischen der Sollöffnung und der Ist-Öffnung gibt, der WGA durch den maximalen Betätigungsbetrag angetrieben werden, und als Ergebnis kann eine Reduktion bei der Responsivität während eines Übergangs verhindert werden.
-
Spezifischer ist die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert, das WGV zur voll geschlossenen Position anzutreiben, durch anfängliches Antreiben des WGA in der Richtung der voreingestellten, provisorisch voll geschlossenen Öffnung, und wenn einmal die Geschwindigkeit des WGV abgenommen hat, nachdem die Ist-Öffnung die provisorisch voll geschlossene Öffnung erreicht, durch Umschalten der Sollöffnung zur voll geschlossen Öffnung und Wiederbeschleunigen des WGV. Hier wird die provisorisch voll geschlossene Öffnung als eine Öffnung entsprechend der oberen Grenzposition eines Variationsbereichs der Betriebsposition eingestellt, in welcher das WGV die Abgas-Nebenflusspassage vollständig blockiert.
-
Als Ergebnis ist es möglich, eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, mit welcher verhindert werden kann, dass das WGV in die voll geschlossene Position kracht, wenn bei hoher Geschwindigkeit, welche die Kollisionsgeschwindigkeit übersteigt, angetrieben, eine Vollschließungsoperation zuverlässig am WGV durchgeführt werden kann, während sichergestellt ist, dass das WGV nicht in die voll geschlossene Position bei hoher Geschwindigkeit kracht, und verhindert werden kann, dass der Motor abnormal aufgrund eines übermäßigen WGA-Antriebsstroms überhitzt.
-
Weiter ist die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert, den WGA-Betätigungsbetrag zu berechnen und den WGA so anzutreiben, dass die Ist-Öffnung in Übereinstimmung gebracht ist mit der Motoranforderungs-Sollöffnung, nachdem die Ist-Öffnung die provisorisch voll geschlossene Öffnung während der Periode erreicht, in welcher die erste Bedingung etabliert ist, und den WGA-Betätigungsbetrag zu dieser Zeit so zu berechnen, dass die Ist-Öffnung zur Motoranforderungs-Sollöffnung mit der Referenzgeschwindigkeit variiert. Daher kann das WGV zuverlässig daran gehindert werden, die Kollisionsgeschwindigkeit wieder zu übersteigen, nach Wiederbeschleunigung während der Rückkopplungssteuerung, die ausgeführt wird nach Umschalten zu der Periode, in welcher die zweite Bedingung etabliert ist, und als Ergebnis kann die volle Schließoperation noch zuverlässiger durchgeführt werden.
-
Weiterhin ist die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert, in der Lage zu sein, den maximalen WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert auf einen optimalen Wert einzustellen, in Reaktion auf die Variation bei dem optimalen WGA-Betätigungsbetrag gemäß den Betriebsbedingungen während einer Betätigung zum Antreiben des WGV zur voll geschlossen Position. Hier kann der WGA-Betätigungsbetrag in Intervallen einer voreingestellten Steuerperiode eingestellt und variiert werden und wird der WGA durch kontinuierliches Anwenden eines Steuerbetrags entsprechend beispielsweise einer stromsteuernden Ausgabespannungslast an ihn angetrieben.
-
Wenn der maximale WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert eindeutig eingestellt ist, unabhängig von Betriebsbedingungen, und die Priorität der Sicherstellung gegeben wird, dass die volle Schließoperation zuverlässig durchgeführt wird, muss der maximale Grenzwert auf einen Maximalwert eingestellt werden, was es unmöglich macht, einen übermäßigen Betätigungsbetrag zu unterdrücken. Als Ergebnis kann eine Abweichung beim WGA-Positionssensor aufgrund abnormaler Überhitzung des Motors und Verbiegen des Verbindungsmechanismus auftreten.
-
Umgekehrt, wenn die Priorität der Unterdrückung eines übermäßigen Betätigungsbetrags gegeben wird, muss der maximale Grenzwert auf einen Minimalwert eingestellt werden, und daher kann nicht mehr länger dem Sicherstellen, dass die volle Schließoperation zuverlässig durchgeführt wird, Priorität gegeben werden. Als Ergebnis kann das WGV durch den Abgasdruck so zurückgeschoben werden, dass das WGV nicht in der voll geschlossen Position gehalten werden kann, was zu einer Reduktion bei der Responsivität führt.
-
In der vorliegenden Erfindung wird andererseits der maximale WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert auf einen optimalen Wert anhand der Betriebsbedingungen eingestellt und daher können die oben beschriebenen Probleme vermieden werden.
-
Darüber hinaus wird der maximale WGA-Betätigungsbetragsgrenzwert nur in der Region aktiviert, wo die wahre WGV-Öffnung eine Öffnung ist, die der wahren geschlossenen Position entsprechen kann, oder mit anderen Worten, die Region, wo die zweite Bedingung etabliert wird. Daher kann in einer Region, in der die Ist-Öffnung offen ist, der WGA beim maximalen WGA-Betätigungsbetrag angetrieben werden und als Ergebnis sinkt die Responsivität nicht.
-
Weiter ist die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert, einen zweiten maximalen Betätigungsbetragsgrenzwert als einen maximalen Betätigungsbetragswert einzustellen, bei welchem der Motor nicht beschädigt wird, was einen Fall berücksichtigt, bei welchem die WGV-Sollöffnung kontinuierlich einen langen Zeitraum lang auf die voll geschlossene Position eingestellt ist, wodurch der Betätigungsbetrag während dem Zeitraum beschränkt werden kann, in welchem die zweite Bedingung etabliert ist. Daher kann der Betätigungsbetrag durch den zweiten maximalen Betätigungsbetragsgrenzwert in einem Fall beschränkt werden, bei dem ein abnormal großer Wert fehlerhaft als der maximale Betätigungsbetragsgrenzwert eingestellt ist, bestimmt auf Basis des Betätigungsbetrags zu dem Punkt, wo ein Zustand, in welchem die erste Bedingung etabliert ist, zu einem Zustand umschaltet, in welchem die zweite Bedingung etabliert ist, und als Ergebnis kann abnormales Überhitzen des Motors vermieden werden.
-
Weiterhin, wenn die Steuerung unter Verwendung der Umgebung der voll geschlossen Position als der Sollöffnung in einer Bedingung durchgeführt wird, wo die tatsächliche WGV-Betätigungsposition von der während der Steuerung wahrgenommenen Betätigungsposition abweicht, aufgrund von Temperaturdrift bei der Ausgabe-Charakteristik des WGV-Positionssensors und so weiter, kann es sein, dass der Detektionswert des WGV-Positionssensors nicht die voll geschlossene Position angibt, und daher kann der WGA-Betätigungsbetrag in einer Richtung vergrößert sein, die in die voll geschlossene Position geht, selbst obwohl die wahre WGV-Öffnung bereits an der voll geschlossenen Position anschlägt.
-
Gleichermaßen wird in diesem Fall der WGA-Betätigungsbetrag kontinuierlich gesteigert und daher kann ein übermäßiger Motorstrom kontinuierlich an den WGA angelegt sein, was zu einer abnormalen Überhitzung des Motors führt. Bei der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch ein Motor-Burnout gleichermaßen in diesem Fall vermieden werden, indem der zweite Maximal-Betätigungsbetragsgrenzwert eingestellt wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2015-59549 [0012, 0012, 0012, 0014, 0015, 0018, 0024]
