DE102016219369A1

DE102016219369A1 - Steuersystem für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102016219369A1
Application number: DE102016219369.4A
Authority: DE
Inventors: Tatsuhiko Takahashi; Takahiko Ono
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2017-10-26
Also published as: JP2017198102A; US10260403B2; CN107313853A; JP6173523B1; US20170306834A1; CN107313853B

Abstract

In einem Steuersystem für einen Verbrennungsmotor steuert der Waste-Gate-Aktuator (34) das Öffnen und Schließen eines Waste-Gate-Ventils (31) gemäß einem durch die Steuervorrichtung (50) gesteuerten Betätigungsbetrag, einer Ist-Position des Waste-Gate-Aktuators (34), welche durch den Positionssensor (53) zum Detektieren der Position des Waste-Gate-Aktuators (34) detektiert wird, der mit der aktuellen offenen Position eines Waste-Gate-Ventils (31) korreliert, wird an der Steuervorrichtung (50) eingegeben, die Steuervorrichtung (50) führt eine Steuerung zum Begrenzen des Betätigungsbetrags zum Stoppen auf eine vorbestimmte Öffnungsabweichung in Richtung zur offenen Seite von der Offenseiten-Stopperposition des Waste-Gate-Aktuators (34) durch.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader, beispielsweise für ein Fahrzeug, insbesondere auf eine Steuervorrichtung zum Öffnungs- und Schließsteuern eines Waste-Gate-Ventils durch Steuern eines Betätigungsbetrags eines durch elektrische Energie angetriebenen Waste-Gate-Aktuators.
BESCHREIBUNG VERWANDTEN STANDS DER TECHNIK
In einem konventionellen Verbrennungsmotor, nachfolgend als Motor bezeichnet, ist es bekannt, für den Zweck der Verbesserung der Abgabe des Motors den Turbolader mit einem Superlader auszustatten, der durch Rotieren der Turbine durch Abgas betrieben wird.
Wenn der Motor bei hoher Geschwindigkeit und hoher Last betrieben wird, wird, weil der Druck in der Einlasspassage eines Motors, nämlich Verstärkungsdruck, mehr als nötig steigt, was den Motor beschädigen kann, bei einem solchen Turbolader, typischer Weise eine Abgasnebenstrompassage parallel zur Turbine vorgesehen.
Dann wird gemäß dem in der Abgasnebenstrompassage vorgesehenen Waste-Gate-Ventil ein Teil des Abgases, welches durch die Abgaspassage fließt, abgelenkt durch die Abgasnebenstrompassage, wird dann die Flussmenge von Abgas zur Turbine eingestellt, und dadurch wird der Verstärkungsdruck auf einen angemessenen Wert gesteuert.
Das Waste-Gate-Ventil wird beispielsweise für die Öffnungs- und Schließoperation durch den Antrieb des Positivdruckaktuators benutzt. Spezifisch, wenn die Betriebsbedingung, in welcher der Druck einer Einlasspassage eines Motors, insbesondere bei der Strom-aufwärtigen Fläche der Drosselklappe, die den Druck erhöht, höher als der Atmosphärendruck ist, wird durch Antreiben des Positivdruckaktuators der Öffnungsgrad der Waste-Gate-Ventilöffnung justiert.
Üblicher Weise ist in einem Positivdruckaktuator während der Periode, bis der Antrieb des Positivdruckaktuators freigegeben wird, das Waste-Gate-Ventil in einem voll geschlossenen Zustand.
Es sollte angemerkt werden, dass in der nachfolgenden Beschreibung das Waste-Gate-Ventil als das WGV bezeichnet wird und der Waste-Gate-Aktuator zum Betreiben des WGVs als WGA bezeichnet wird.
Im Positiv-Druckaktuator, falls der Druck in der Einlasspassage des Motors nicht höher als der Schwellenwert wird, ist es nicht möglich, das WGV zu betreiben. Das heißt, wenn der Druck gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, ist es nicht möglich, das WGV zu betätigen und ist es unmöglich, den Öffnungsgrad des WGVs zu ändern.
Daher wird in den letzten Jahren der WGA verbessert, indem nach Bedarf das WGV elektrisch betrieben angetrieben wird, unabhängig vom Druck der Einlasspassage des Motors, und es ist als ein System vorgeschlagen worden, dass es ermöglicht, die Superladung durch den Superlader frei zu beschränken.
Jedoch zeigen sich in einem solchem System aufgrund der Auswirkung der Mehrarbeit Pflichtänderungen an der Öffnungs- und Schließoperation des WGVs, welche lange Zeit wiederholt durchgeführt werden, der Temperaturcharakteristik des WGV-Öffnungssensors, der den Öffnungsgrad des WGVs detektiert, und der thermischen Ausdehnung der Struktur, die das WGV bildet, Fehler zwischen dem detektierten Wert des WGV-Öffnungssensors und dem Ist-Öffnungsgrad des WGVs.
Als Ergebnis weicht die Referenzposition des WGVs, das heißt die Position des WGVs, wenn der detektierte Wert des WGV-Öffnungssensors 0% wird, hinsichtlich der tatsächlich voll geschlossenen Position des WGVs ab.
Daher, selbst wenn er auf den benötigten Soll-Öffnungsgrad gesteuert wird, zeigt sich eine Abweichung zum Ist-WGV-Öffnungsgrad und er kann nicht auf einen erwünschten Superladungsdruck gesteuert werden.
Alternativ ist es möglich, dass der Verstärkungsdruck den Steuersollwert nicht erreicht.
In Patentdokument 1, wenn der Ist-Öffnungsgrad in einen Zustand, bei dem der Soll-Öffnungsgrad in der vollgeschlossenen Position ist, bestimmt wird, dass er zu einem vollgeschlossenen Zustand konvergiert ist, wird das Erlernen der vollgeschlossenen Position basierend auf dem Ausgabewert des Öffnungssensors zu dieser Zeit durchgeführt, abhängig von der Temperaturänderung ab der Zeit der Aktualisierung des vollgeschlossenen Lernwerts, durch Modifizieren des vollgeschlossenen Lernwerts auf einen Wert, der zu der Sensorausgabe-Charakteristikänderung passt, selbst falls die Temperaturbedingungen sich ändern, wird die Steuergenauigkeit des WGV-Mechanismus aufrechterhalten.
Patentdokument 1: JP-A-2015-59549
In einem üblichen Steuersystem für einen Verbrennungsmotor der in Patentdokument 1 gezeigten Art, gemäß den Effekten der zeitlichen Änderungen aufgrund der Tatsache, dass die Öffnungs- und Schließoperation des WGVs wiederholt über einen langen Zeitraum ausgeführt wird, der Temperaturcharakteristika des WGV-Öffnungssensors, wie auch thermischen Ausdehnung der das WGV bildenden Struktur aufgrund des Einflusses des zwischen dem WGV-Öffnungssensors und dem Ist-WGV-Öffnungsgrad verursachten Fehler, ist es notwendig, in einer Revision der Abweichung der vollgeschlossenen Position durch das Erlernen und der vollgeschlossenen Position wenn Temperaturänderung durchzuführen ist, zu prozessieren. Daraus wird das Absinken des Fehlers in der tatsächlich vollgeschlossenen Position und der vollgeschlossenen Lernwert versucht, aber um die vollgeschlossene Position zu erlernen, ist es notwendig, das WGV zur vollgeschlossenen Position zu steuern.
Um jedoch den Superladungsdruck zu erhöhen, wenn das WGV voll geschlossen ist, wird abhängig von der Operationsweise erwogen, dass, ohne in der Lage zu sein, die Gelegenheit zum Implementieren des vollgeschlossenen Lärms zu erhalten, der Zustand, in welchem der Lernwert nicht aktualisiert wird, sich fortsetzt.
In diesem Fall ist der von der tatsächlich vollgeschlossenen Position abweichende vollgeschlossene Lernwert gespeichert worden, selbst falls der vollgeschlossenen Lernwert anhand der Temperaturänderung revidiert wird, der Revisionsumfang in der vollgeschlossenen Position gemäß der Temperaturänderung nur ein Schätzwert ist und die Schätzgenauigkeit mit dem Verstreichen der Zeit verschlimmert wird.
Daher wird auch im Patentdokument 1, wenn die Gelegenheit zum Aktualisieren des vollgeschlossenen Lernwerts klein ist, für die tatsächlich vollgeschlossene Position erwartet, dass der vollgeschlossene Lernwert abweicht. Weiter ist der vollgeschlossene Lernwert in einem Zustand, in welchem die offene Seite mehr verschoben ist als die tatsächlich vollgeschlossene Position, falls die Anforderung für den Zielöffnungsgrad voll geöffnet wird, der Ist-Öffnungsumfang hinsichtlich des erforderlichen Öffnungsgrads geöffnet ist, gleich oder größer als der zulässige Geschwindigkeitswert, wird ein unerfreuliches Kollisionsgeräusch erzeugt, wenn er in Kontakt mit dem Offenseitenstopper des WGAs kommt, gemäß Fortsetzung des Zustands, in welchem er in Kontakt mit dem Offenseitenstopper des WGAs gelangt, tritt ein neues Problem auf, wie etwa abnormale Überwärmung des Motors des WGAs aufgrund der Fortsetzung des Antriebsstroms des Motors zur offenen Seite, falls zu groß.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung solcher Umstände gemacht worden und hat als Aufgabe, ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, um zu verhindern, dass an einem WGA ein unerfreuliches Aufschlaggeräusch auftritt, bei Kontakt mit dem Offenseitenstopper und dann der Antriebsstrom des Motors des WGAs zur Öffnungsseite des WGVs zu groß wird, und verursacht, dass der WGA überhitzt.
Ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung, das eine Steuervorrichtung, welche den Betätigungsbetrag eines durch elektrische Energie angetriebenen Waste-Gate-Aktuators steuert, und einen Positionssensor, der die Ist-Position des Waste-Gate-Aktuators detektiert, beinhaltet, wobei der Waste-Gate-Aktuator das Öffnen und Schließen eines Waste-Gate-Ventils entsprechend einem durch die Steuervorrichtung gesteuerten Betätigungsbetrag steuert, eine Ist-Position des Waste-Gate-Aktuators, die durch den Positionssensor zum Detektieren der Position des Waste-Gate-Aktuators detektiert wird, welche mit der Ist-Offenposition eines Waste-Gate-Ventils korreliert, an der Steuervorrichtung eingegeben wird, und die Steuervorrichtung die Steuerung zum Begrenzen des Betätigungsbetrags zum Stoppen zu einer vorbestimmten Öffnungsabweichung in der Richtung zur offenen Seite von der offenen Seitenstopperposition des Waste-Gates durchführt.
Ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung, das eine Steuervorrichtung, die einen Betätigungsbetrag eines durch elektrische Energie angetriebenen Waste-Gate-Aktuators steuert, und einen Positionssensor, welcher die Ist-Position des Waste-Gate-Aktuators detektiert, beinhaltet, wobei die Steuervorrichtung einen Antriebsteil zum Steuern des Betätigungsbetrags des Waste-Gate-Aktuators durch Antreiben des Waste-Gate-Aktuators, einen Referenzpositionslernteil, der eine Referenzposition erlernt, wenn die durch den Positionssensor detektierte Ist-Position in der Referenzposition ist, einen Ist-Öffnungsgrad-Rechenteil zum Berechnen eines Ist-Öffnungsgrads des Waste-Gate-Ventils, basierend auf der durch den Lernpositionsteil erlernten Referenzposition und der durch den Positionssensor detektierten Ist-Position, einen Anforderungsbetätigungsbetrag-Rechenteil, der den Anforderungsbetätigungsbetrag für den Antriebsteil basierend auf der Ist-Öffnung und der Sollöffnung berechnet, einen Betätigungsbetrag-Grenzwertrechenteil, der einen Betätigungsbetrags-Offenseitengrenzwert zum Begrenzen der Anforderungsbetätigungsvariable berechnet, und einen Betätigungsbetrag-Begrenzungsteil zum Begrenzen der Anforderungsbetätigungsvariable auf den Betätigungsbetrag-Offenseitengrenzwert aufweist.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Aufgrund eines Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung, das eine Steuervorrichtung, welche den Betätigungsbetrag eines durch elektrische Energie angetriebenen Waste-Gate-Aktuators steuert, und einen Positionssensor, der die Ist-Position des Waste-Gate-Aktuators detektiert, beinhaltet, wobei der Waste-Gate-Aktuator das Öffnen und Schließen eines Waste-Gate-Ventils entsprechend einem durch die Steuervorrichtung gesteuerten Betätigungsbetrag steuert, eine Ist-Position des Waste-Gate-Aktuators, die durch den Positionssensor zum Detektieren der Position des Waste-Gate-Aktuators detektiert wird, welche mit der Ist-Offenposition eines Waste-Gate-Ventils korreliert, an der Steuervorrichtung eingegeben wird, und die Steuervorrichtung die Steuerung zum Begrenzen des Betätigungsbetrags zum Stoppen zu einer vorbestimmten Öffnungsabweichung in der Richtung zur offenen Seite von der offenen Seitenstopperposition des Waste-Gates durchführt, ist es möglich, zu verhindern, dass ein unerfreuliches Kollisionsgeräusch erzeugt wird, wenn der Waste-Gate-Aktuator in Kontakt mit dem Offenseitenstopper gelangt, und die abnormale Überhitzung des Waste-Gate-Aktuators zu verhindern, wenn der Waste-Gate-Aktuator-Antriebsstrom zur offenen Seite zu groß wird.
Falls der vollgeschlossene Lernwert zur tatsächlichen vollgeschlossenen Position des WGVs passt, falls die Rückkopplungssteuerung des WGAs zur maximalen Soll-Öffnung angetrieben wird, gemäß der Geschwindigkeit des tatsächlichen Öffnens, die verlangsamt wird, wenn der Ist-Öffnungsgrad nahe an dem Soll-Öffnungsgrad ist, und die volloffene Position an der Steuerung auf eine kleinere Öffnung als die Öffnungsseiten-Stopperposition des WGAs bei einer Rate eingestellt wird, welche die Kollisionsgrenzgeschwindigkeit übersteigt, kommt der WGA nicht in Kontakt mit der Offenseiten-Stopperposition.
Falls jedoch der vollgeschlossene Lernwert mehr zur offenen Seite als der tatsächlich vollgeschlossenen Position verschoben wird, kann die der maximalen Soll-Öffnung entsprechende Position die Position der offenen Seite werden, statt der Öffnungsseiten-Stopperposition, in einem solchen Zustand, wenn die Steuerrückkopplung des WGAs zur maximalen Soll-Öffnung angetrieben wird, besteht eine Möglichkeit, in Kontakt mit der Offenseiten-Stopperposition zu gelangen, oberhalb der Geschwindigkeit der Kollisionsgrenzgeschwindigkeit.
Auch ist es gemäß Anspruch 4 eines Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung, durch die Beschränkung der Verwendung des Betätigungsbetrags-Offenseitengrenzwertes durch den auf Basis des Soll-Öffnungsgrads und des Ist-Öffnungsgrads berechneten Anforderungs-Betätigungsbetrags, um unter die Kollisionsgrenzgeschwindigkeit des WGAs, der zum Offenseitenstopper hin arbeitet, zu verlangsamen, über der Geschwindigkeit der Kollisionsgrenzgeschwindigkeit möglich, die Emission eines unerfreulichen Kollisionsgeräusches des WGAs am Offenseitenstopper zu vermeiden.
Auch schaltet gemäß Anspruch 5 die Betätigungsbetrags-Offenseitengrenze durch Vergleichen der durch den Positionssensor detektierten Ist-Position und der begrenzten Bestimmungsposition, die Grenz-validen und invaliden Werte, die begrenzte Bestimmungsposition gemäß der Einstellung der Position zwischen der Position des entsprechenden zu dem maximalen Soll-Öffnungsgrads, der basierend auf dem Entwurfs-Wert der vollgeschlossenen Position und der Position des Offenseitenstoppers des WGAs berechnet ist, kann den WGA-Betätigungsbetrag durch den Grenzwert nur bei Bedarf begrenzen. Weiter ist es durch Vergleichen der durch den Positionssensor detektierten Ist-Position und der begrenzten Bestimmungsposition möglich, einen Grenzwert einzustellen, wenn die Offenseiten-Stopperposition des WGAs eine vorbestimmte Öffnungsabweichung erreicht.
Weiter, gemäß Anspruch 6, durch Einstellen eines Wertes, der den WGA anhalten oder stoppen kann, um in Richtung der Offenseiten-Stopperposition zu gehen, kann ein Kontakt mit der Offenseiten-Stopperposition des WGAs vermieden werden, kann die Erzeugung von unerfreulichen Geräuschen, wenn der WGA in Kontakt mit der Offenseiten-Stopperposition ist, verhindert werden, auch, wenn der Zustand, in welchem ein Kontakt zur Offenseiten-Stopperposition des WGAs in Fortsetzung ist, wird der Betätigungsbetrag des WGAs übermäßig und es wird möglich, zu verhindern, dass der Motor des WGAs überhitzt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Systemkonfiguration einer Motorsteuervorrichtung für einen Motor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels des mechanischen Verbindungszustands des WGVs und des WGAs in einer Motorsteuervorrichtung des Motors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Steuersystems für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen eines Soll-Superladungsdrucks gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Beziehung zwischen der Öffnungsposition und dem Positionssensor-Ausgabewert des WGA gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs des Motorsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des WGA-Betätigungsbetrags, des Ist-Öffnungsgrads, wie auch des WGV-Soll-Öffnungsgrads gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betätigungsbetrags des WGAs, des Ist-Öffnungsgrads wie auch des WGV-Soll-Öffnungsgrads gemäß einer konventionellen Technologie zeigt.
9 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betätigungsbetrags des WGAs, des Ist-Öffnungsgrads wie auch des WGA-Soll-Öffnungsgrads gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm einer Motorsteuervorrichtung für einen Motor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 ist ein Luftfilter 12 am Einlass einer Einlasspassage 11 des Motors 10 angebracht. Auf der Strom-abwärtigen Seite des Luftfilters 12 ist ein Luftflusssensor 51 zum Detektieren einer Einlassluftmenge eingestellt.
Ein Turbolader 20 ist Strom-abwärts des Luftflusssensors 51 vorgesehen. Der Turbolader 20 beinhaltet einen Kompressor 201 und eine Turbine 202. Der Kompressor 201 und die Turbine 202 sind miteinander durch eine Verbindungswelle gekoppelt. Der Kompressor 201 wird angetrieben, durch Fluidenergie des an der Turbine 202 eingegebenen Abgases zu rotieren. Dann ist ein Zwischenkühler 13 zum Kühlen der komprimierten Luft stromabwärts des Kompressors 201 angeordnet. Eine Drosselklappe 14 ist stromabwärts des Zwischenkühlers 13 angeordnet. Weiter ist ein Verstärkungsdrucksensor 52 zum Detektieren des Drucks der super-geladenen Einlassluft zwischen den Zwischenkühler 13 und der Drosselklappe 14 vorgesehen.
Auch beinhaltet das Abgassystem des Motors 10 eine Abgaspassage 15. Eine Turbine 202 des sogenannten Turboladers ist in der Mitte der Abgaspassage 15 vorgesehen. Weiter ist eine mit den Einlass- und Auslassseiten der Turbine 202 durch Umgehung der Turbine 202 verbundene Abgasnebenflusspassage 30 in der Abgaspassage 15 vorgesehen. Ein WGV 31 ist als ein Abgasnebenflussventil in der Abgasnebenflusspassage 30 angeordnet. Zusätzlich ist ein Abgasreinigungskatalysator 16 zum Reinigen des Abgases auf der Strom-abwärtigen Seite der Turbine 202 angeordnet.
Das in der Abgasnebenflusspassage 30 angeordnete WGV 31 ist mechanisch mit einem Ende eines Verbindungselements 32 verbunden. Das andere Ende des Verbindungselementes ist mit einer Ausgabewelle 33 des WGA 34 mechanisch verbunden, als eine Abgasnebenflussventil-Antriebsvorrichtung. Dann wird in der Umgebung der Ausgabewelle 33 des WGA 34 ein Positionssensor 53 zum Detektieren der mit der Ventilöffnungsposition des WGV 31 korrelierten Positionsinformation vorgesehen. Weiter ist der Positionssensor 53 in dieser Ausführungsform getrennt vom WGA 34 konfiguriert, kann aber in den WGA 34 inkorporiert sein.
Die Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung stellt eine Steuervorrichtung 50 bereit.
Im Eingabeteil der Steuervorrichtung 50, zusätzlich zum vorgenannten Luftflusssensor 51, dem Superladungsdrucksensor 52 und dem Positionssensor 53 sind verschiedene Sensoren, wie etwa in den Figuren nicht gezeigter Kurbelwinkelsensor und Fahrpedalöffnungssensor verbunden, um den Betriebszustand des Motors 10 durch die Steuervorrichtung 50 zu detektieren.
Im Ausgabeteil der Steuervorrichtung 50, zusätzlich zum WGA 34, sind verschiedene Aktuatoren, wie etwa ein Injektor und eine Zündspule, die in den Figuren nicht gezeigt sind, verbunden, um den Betriebszustand des Motors 10 durch die Steuervorrichtung 50 zu steuern.
Die Steuervorrichtung 50 steuert basierend auf den verschiedenen, oben beschriebenen Eingangsinformationen, durch Antreiben der verschiedenen oben beschriebenen Aktuatoren den Verbrennungszustand und das Abgabedrehmoment des Motors 10 optimal.
Als nächstes wird die mechanische Verbindung zwischen dem WGV 31 und dem WGA 34 im Detail beschrieben. In der Motorsteuervorrichtung des Motors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist 2 ein schematisches Diagramm zum Erläutern des mechanischen Verbindungszustands von WGV 31 und WGA 34. In 2 sind das WGV 31 und der WGA 34 über ein Verbrennungselement 32 verbunden, ohne direkt verbunden zu sein.
Spezifischer sind ein vom Spitzenteil der WGA-Ausgabewelle 33 gebildeter WGA-Ausgabeaxial-Verbindungsteil 331 und ein an einem Ende des Verbindungselements 32 gebildeter erster Verbindungsteil 321 verbunden, um einander frei durchs Innere zu schwingen, eine sogenannte Universalverbindung.
Der WGV-Verbindungsteil 331, der ein im WGV 31 vorgesehenes Durchgangsloch besitzt, und ein am anderen Endes des Elements 32 gebildeter zweiter Verbindungsteil 322 sind verbunden, um frei zu schwingen, wobei sie im Durchgangsloch des WGV-Verbindungsteils 311 durch den zweiten Verbindungsteil 322 penetriert werden, als sogenannte Universalverbindung.
Das WGV 31, das in der Abgaspassage 15 angeordnet ist, wird durch das abgegebene Abgas aus dem Motor 10 in einem 100 Grad Hochtemperaturzustand exponiert. Daher wird, die Wärmebeständigkeit des WGA 34 mit eingebauten Elektronikkomponenten wie etwa einem Motor berücksichtigend, da der WGA 34 nicht nahe am WGV 31 angeordnet werden kann, ein Verbindungselement 32 zwischen WGV 31 und WGA 34 eingefügt, vermeidet der WGA 34 eine zu hohe Temperatur. Weiter ist die Tatsache, dass durch mechanisches Verbinden des WGA 34 und des WGV 31 über das Verbindungselement 32 der Freiheitsgrad der Montageposition des WGA 34 am Fahrzeug leicht durch das Layout gesteigert wird, auch einer der Gründe zum Einfügen des Verbindungselements 32.
Im WGA 34 ist auch ein bekannter Vorwärts- und Rückwärtsmotor eingebaut und der WGA weist die Ausgabewelle 33 zum Ausgeben der in Linearbewegung umgewandelten Rotationsbewegung des Motors auf. Diese WGA-Ausgabewelle 33 wird in Axialrichtung entsprechend der Energetisierungsrichtung des Motors bewegbar, und falls der Motor in Richtung zum Schieben der WGA-Ausgabewelle 33 auf der Außenweite des WGA 34 energetisiert wird, wird es möglich, dass WGV 31 durch das Verbindungselement 32 zur Ventilöffnungsseite zu bewegen, das heißt in Richtung des Pfeils A in 2. Falls andererseits der Motor in der Richtung zum Ziehen der WGA-Ausgabewelle 33 auf der inneren Seite des WGA 34 energetisiert wird, wird es möglich, das WGV 31 durch das Verbindungselement 32 zur Ventilschließungsseite zu bewegen, das heißt in Richtung des Pfeils B in 2. Auch ist es durch Energetisierung des Motors auf null bei Abwesenheit einer Störung wie etwa einem Abgasstrom möglich, in den Öffnungs- und Schließventilen gestoppt zu sein, ohne bewegt zu werden.
Weiter ist in der Umgebung der Seite der WGA-Ausgabewelle 33 ein Positionssensor 53 vorgesehen. Die Axialposition der WGA-Ausgabewelle 33, welche durch den Positionssensor 53 detektiert wird, ist konfiguriert, in die Steuervorrichtung 50 inkorporiert zu werden, wie in 1 gezeigt, als die Ist-Betätigungsposition des WGV 31, mit anderen Worten die offene oder geschlossene Ist-Position des WGV 31, wie auch als eine Zwischenposition dazwischen.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der internen Konfiguration der Steuervorrichtung 50 des Motors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf 3 wird zuerst eine Beschreibung der Konfiguration und des Betriebs gegeben, die sich auf die Basissteuerung des WGV 31 beziehen.
Die Steuervorrichtung 50 führt, basierend auf den Detektionsergebnissen von verschiedenen oben beschriebenen Sensoren die allgemeine Steuerung des Motors 10 durch. Als WGV 31-Steuerteil verfügt sie über einen Soll-Verstärkungsdruck-Rechenteil 501, einen Motoranforderungs-Soll-Öffnungsrechenteil 502, einen Referenzpositions-Lernteil 503, einen Ist-Öffnungsrechenteil 504, einen WGA-Betätigungsbetrags-Rechenteil 505, einen WGA-Betätigungsbetrag-Grenzwertrechenteil 506, einen WGA-Antriebsteil 507, einen WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrag-Rechenteil 508 und einen WGA-Betätigungsbetrag-Begrenzungsteil 509.
Im Soll-Verstärkungsdruck-Rechenteil 501 werden die basierend auf dem durch den Kurbelwinkelsensor detektierten Kurbelwinkel berechnete Motordrehzahl und eine dem Betriebszustand des Motors 10 anzeigende Mehrzahl von Informationen wie etwa die durch den Fahrpedalöffnungssensor detektierte Fahrpedalöffnung eingegeben, und stellt basierend auf der Information jener der eingegebenen Motorbetriebsbedingung der Soll-Verstärkungsdruck-Rechenteil 501 den Soll-Verstärkungsdruck Sp, der ein Steuer-Sollwert ist, ein.
Hier wird ein Beispiel davon beschrieben, wie der Soll-Verstärkungsdruck-Rechenteil 501 den Soll-Verstärkungsdruck Sp berechnet, unter Bezugnahme auf 4. 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen eines Soll-Superladungsdrucks zeigt. Weiter wird in dem in 4 gezeigten Kennfeld der Teil des Soll-Superladungsdrucks auf [kPa] eingestellt.
Wie in 4 gezeigt, ist das Soll-Superladungsdruck-Kennfeld mit der Motordrehzahl [u/min], der Fahrpedalöffnung [%] und dem Soll-Verstärkungsdruck [kPa] assoziiert. Der Soll-Verstärkungsdruck-Rechenteil 501 bestimmt anhand des Kennfelds den, der Fahrpedalöffnung und der Motorgeschwindigkeit entsprechenden Soll-Superladungsdruck.
Insbesondere sind beispielsweise die Motordrehzahl 2000 [u/min] und die Fahrpedalöffnung von 50 [%] angenommen. Im Falle eines solchen Antriebszustands wird der Soll-Verstärkungsdruck-Rechenteil 501 durch einen Soll-Superladungsdruck auf 140 [kPa] gemäß dem Kennfeld festgelegt.
Weiter, ohne ein Soll-Superladungsdruck-Kennfeld wie etwa in 4 zu verwenden, kann beispielsweise gemäß dem physikalischen Modell wie zuvor definiert der Soll-Verstärkungsdruck-Rechenteil 501 berechnet werden, um einen Soll-Verstärkungsdruck zu ermitteln.
Im Motoranforderungs-Soll-Öffnungsrechenteil 502 werden der Ist-Superladungsdruck Pp und der Soll-Verstärkungsdruck Sp, die durch den Soll-Verstärkungsdruck-Rechenteil 501 berechnet sind, eingegeben, und wird, um den Ist-Superladungsdruck Pp an den Soll-Verstärkungsdruck Sp anzugleichen, die Anforderungsmotorbedarfs-Soll-Öffnung Sv berechnet. Es sollte angemerkt werden, dass der Ist-Superladungsdruck Pp die Ausgabe des Verstärkungsdrucksensors 250 ist. Auch ist der Motoranforderungs-Soll-Öffnungsgrad Sv der Soll-Öffnungsgrad des WGV 31, den der Motor anfordert.
Der Referenzpositions-Lernteil 503 berechnet den vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn, welcher die vollgeschlossene Position des WGVs ist, wenn in der Betriebsposition zum vollständigem Schließen der Abgasnebenflusspassage 30 von der durch den Positionssensor 53 detektierten Ist-Position Vs. Da der Ist-Öffnungsgrad des WGVs 31 unmöglich zu berechne ist, falls nicht voll geschlossen, wird, bis das WGV 31 zuerst zum vollen Schluss gesteuert und dann das Lernen der vollgeschlossenen Position abgeschlossen ist, ein vorbestimmter Anfangswert als die vollgeschlossene Position des WGVs 31 eingestellt.
Im Ist-Öffnungsrechenteil 504 wird die durch den Positionssensor 53 detektierte Ist-Position Vs eingegeben und wird der Ist-Öffnungsgrad Pv des WGVs 31 basierend auf dem durch den Referenzpositions-Lernteil 503 berechneten vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn berechnet.
In dem, im WGA-Betätigungsbetrags-Rechenteil 505 gebildeten WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrag-Rechenteil 508, gemäß der auf dem durch den Motoranforderungs-Soll-Öffnungsrechenteil 502 berechneten Motoranforderungs-Soll-Öffnungsgrad Sv und dem im Ist-Öffnungsrechenteil 504 berechneten Ist-Öffnungsgrad PV basierenden Rückkopplungssteuerung, wird, um den Ist-Öffnungsgrad PV an den Motoranforderungs-Soll-Öffnungsgrad Sv anzugleichen, der erforderliche WGA-Anforderungsbetätigungsbetrag D_dem berechnet. Im, in dem WGA-Betätigungsbetrags-Rechenteil 505 gebildeten WGA-Betätigungsbetrag-Begrenzungsteil 509 wird ein kleines Wegnehmen am im WGA-Betätigungsbetrag-Grenzwertrechenteil 506 berechneten, WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenzwert Pv_Imt, dessen Details später beschrieben werden, und dem erforderlichen WGA-Anforderungsbetätigungsbetrag D_dem durchgeführt, wird der begrenzte WGA-Betätigungsbetrag D_out in der WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_Imt an den WGA-Antriebsteil 507 ausgegeben, dessen Details später beschrieben werden.
Im WGA-Betätigungsbetrag-Grenzwertrechenteil 506 wird die durch den Positionssensor 53 detektierte Ist-Position Vs eingegeben, wird der Grenzwert am WGA-Betätigungsbetrag eingestellt, falls die Ist-Position Vs in einer beschränkten bestimmten Position ist oder größer, wird der Grenzwert am WGA-Betätigungsbetrag abgeschaltet, falls die Ist-Position Vs kleiner als die bestimmte Grenzposition ist, und als die WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_lmt an den WGA-Betätigungsbetrags-Rechenteil 505 ausgegeben.
Im WGA-Antriebsteil 507 wird der WGA-Betätigungsbetrag D_out aus dem WGA-Betätigungsbetrags-Rechenteil 505 eingegeben, und wird basierend auf dieser Information der durch den WGA 34 angetriebene Betätigungsbetrag Mv ausgegeben.
5 zeigt die Beziehung zwischen der Achsenposition der WGA-Ausgabewelle 33 und der durch die Axialposition und den Positionssensor 53 detektierten Ist-Position Vs.
In der Axialposition, die in einer 0mm Position ist, ist das WGV 31 in der Position, in der es in Kontakt mit der Position zum vollständigen Schließen der Abgasnebenflusspassage gelangt, da der Planwert der Ausgabespannung des Positionssensors 53 in dieser Position 1,5 V beträgt, in einem Zustand, bei dem das WGV 31 in der Position zum vollständigen Schließen der Abgasnebenflusspassage 30 ist, wird die Ist-Position Vs des WGAs 34 auf 1,5 V justiert, nämlich die Ausgangsspannung des Positionssensors 53, und wird dann der WGA 34, der derart justiert ist, am Motor eingebaut.
Die Position, in der die Axialposition in einer –3mm Position ist, in Kontakt kommend mit den geschlossenen Seitenstoppern der Innenseite des WGA 34, ist die Ist-Position Vs 0,5 V, welche die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, aber wenn das WGV 31 zur Schließseite bewegt wird, damit das WGV zuvor in einer vollgeschlossenen Position ist, kommt der WGA 34 innerhalb des Geschlossen-Seitenstoppers nicht in Kontakt.
Die Position, an welcher die Axialrichtungsposition 7,5 mm beträgt, ist die offene Obergrenzposition des WGA 34, eingestellt durch Steuerung als der Soll-Öffnungsgrad. Da die Soll-Öffnung Sv, die im Motoranforderungs-Soll-Öffnungsrechenteil 502 berechnet wird, von Minimalwert von 0% bis zu einem Maximalwert von 100% eingestellt wird, in dem Fall, bei dem der vollgeschlossene Lernwert Pv_Irn zur tatsächlich vollgeschlossenen Position des WGVs 31 passt, die Axialposition des WGAs, bei 1,5 V, welche die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, der Öffnungsgrad 0% beträgt, und wenn 4 V, welche die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, der Öffnungsgrad als 100% behandelt wird.
Dann, wenn die Position der Axialposition 9mm ist, ist die Ist-Position Vs 4,5 V (Ausgangspannung des Positionssensors 53), und kommt der WGA 34 in Kontakt mit dem Öffnungsseitenstopper innerhalb des WGA. Bei normaler Steuerung kommt er nicht in Kontakt mit der Offenseiten-Stopperposition, oder sogar in Kontakt mit der Offenseiten-Stopperposition wird er so gesteuert, dass er bei einer niedrigeren Geschwindigkeit als der Kollisionsgrenzgeschwindigkeit in Kontakt ist, aber in dem Fall, bei dem der vollgeschlossene Lernwert zur offenen Seite eher als zur tatsächlich vollgeschlossenen Seite verschoben wird, aufgrund des potentiellen Kontakts zur Kollisionsgrenzgeschwindigkeit, wenn die Geschwindigkeit überstiegen wird, wie in 6 gezeigt, wird die Kollision der in der Kollisionsgrenzgeschwindigkeit gestoppten WGA-Offenseite vermieden.
Zusätzlich, da die Kontaktposition der WGA-Offenseite eher zur offenen Seite eingestellt wird als der WGA 34-Offenseiten-Stopperposition, selbst falls von der geschlossenen Seite zur WGA 34-Offenseite bewegt, bevor das WGV 31 die Offenseitenkontaktposition erreicht, kommt der WGA 34 in Kontakt mit der Offenseiten-Stopperposition, kann das WGV 31 die Offenseiten-Kontaktposition nicht erreichen.
Dann wird der Betrieb der Steuervorrichtung für einen Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Betriebs des Motorsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und wird wiederholt bei einem vorbestimmten Steuerzyklus ausgeführt.
In 6 wird in Schritt S101 der Ausgangsspannungswert des Positionssensors 53 als die Ist-Position Vs eingelesen.
Im Schritt S102, zur Unterroutine springend, wird in der Unterroutine der vollgeschlossene Lernwert Pv_lrn berechnet. In der Unterroutine ist die Soll-Öffnung Sv in der vollgeschlossenen Position, dadurch, dass das WGV in Kontakt mit der vollgeschlossenen Position kommt, wird die Ist-Position Vs als in einem stabilen Zustand oder nicht festgestellt, wird, falls festgestellt wird, dass sie stabil ist, die Ist-Position Vs im vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn zugewiesen.
Es ist auch möglich, den Durchschnittswert der Ist-Position Vs zuzuweisen, wenn in der vollgeschlossenen Position stabil.
Wenn der Durchschnittswert der Ist-Position Vs wie auch der Ist-Position Vs in dem vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn zugewiesen wird, falls der Durchschnittswert der Ist-Position Vs und der Ist-Position Vs in der Position der offenen Seite der vollgeschlossenen Lernobergrenze, wird der vollgeschlossene Lernobergrenzwert dem vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn zugewiesen, falls der Durchschnittswert der Ist-Position Vs und der Ist-Position Vs eher in der Position der geschlossenen Seite als die vollgeschlossene Lernuntergrenze ist, wird der vollgeschlossene Lernuntergrenzewert dem vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn zugewiesen.
In der vollgeschlossenen Lernobergrenze und der vollgeschlossenen Lernuntergrenze, selbst falls die Ausgabe des Positionssensors 53 und die Montage des WGAs 34 verstreut sind, und falls es selbst eine Änderung bei der Temperatur im WGV 31 ist, wird der Extremwert des möglichen Bereichs vorab eingestellt, kann, indem der Aktualisierungsbereich des vollgeschlossenen Obergrenzbereichs vom vollgeschlossenen Lernuntergrenzbereich des vollgeschlossenen Lernwerts Pv_lrn begrenzt wird, fehlerhaftes Lernen verhindert werden.
Weiter, unmittelbar nachdem sich die Stromversorgung der Steuerung 50 einschaltet, wird der vorab in der Initialisierungsroutine eingestellte Planwert auf den vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn als Anfangswert eingestellt.
Wenn die Aktualisierungsbedingungen des vollgeschlossenen Lernwerts im Verlauf der Ausführung von Schritt S102 etabliert werden, wird der vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn aus dem Anfangswert oder aus in der Vergangenheit erlernten Werten auf den neugelernten Wert aktualisiert.
Im Schritt S103 wird der Ist-Öffnungsgrad Pv durch die folgende Gleichung berechnet. Pv = (Vs – Pv_Irn)/2.5·100 Formel 1
Der durch Subtrahieren des vollgeschlossenen Lernwerts Pv_lrn von der Ist-Position Vs ermittelte Wert, mit anderen Worten, durch Teilen des Änderungsbetrags vom vollgeschlossenen Lernwert durch die maximale Variation (2,5 V = volloffener Wert (4,0 V) – vollgeschlossener Wert (1,5 V)) im Steuerprozess, und Multiplizieren mit 100%, und dann wird der tatsächliche Öffnungsgrad Pv, als 100% zum vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn und als 100% zum volloffenen Wert berechnet.
Im Schritt S104, welcher zur Unterroutine zum Berechnen des Soll-Öffnungsgrad Sv des WG springt, wird der Soll-Öffnungsgrad Sv zum Angleichen des Ist-Superladungsdrucks Pp zum Soll-Verstärkungsdruck Sp, der aus dem Kennfeld der 4 ermittelt wird, berechnet.
Im Schritt S105 wird die Ist-Position Vs bestimmt, ob es 4,1 V, was die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, oder mehr gibt.
Im Schritt S105, wenn die Ist-Position Vs 4,1 V, was die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, oder mehr beträgt, geht der Prozess zum Schritt S106, um die WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_Imt auf 0% einzustellen.
Im Schritt S105, wenn die Ist-Position Vs weniger als 4,1 V, was die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, beträgt, geht der Prozess zu Schritt S107, um die WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_lmt auf 100% einzustellen.
Die beschränke Bestimmungsposition wird basierend auf dem 1,5 V Planwert der vollgeschlossenen Position der Ausgangsspannung des Positionssensors 53 bestimmt, indem die 4V-Position entsprechend 100% der Maximal-Zielöffnung auf die 4,1V-Positionsoffenseite der Ausgangsspannung des Positionssensors 53 eingestellt wird, wenn der größte Öffnungsgrad der Soll-Öffnung Sv 100% beträgt, wenn die Ist-Öffnung Pv in der geschlossenen Seite mehr als die Soll-Öffnung Sv ist, die Ist-Öffnung Pv, wird es möglich, dass „Compliance“-Problem zur Soll-Öffnung Sv zu vermeiden. Weiter kann die beschränkte Determinante in einer 4,1V-Position über die Ausgangsspannung des Positionssensors 53, durch Einstellen der Schließseite eher als dem Öffnungsseitenstopper in einer 4,5V-Position zur Ausgangsspannung des Positionssensors 53 die Ist-Öffnung Pv einen Kontakt bei einer Rate, welche die Kollesionsgrenzgeschwindigkeit übersteigt, zur WGA 34-Offenseiten-Stopperposition, vermeiden.
Abhängig von der thermischen Ausdehnung des WGVs 31 und/oder dem Abrieb des Kontaktteils der Abgasnebenflusspassage 30 und des WGVs 31, selbst falls die vollgeschlossene Position des WGVs 31 geändert wird, ändert sich die Offenseiten-Stopperposition des WGAs 34 nicht. Da die WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_Imt durch Vergleichen der Ist-Position Vs und der beschränkten determinanten Position 4,1 V zur Ausgangsspannung des Positionssensors 53 eingestellt wird, selbst falls der vollgeschlossenen Lernwert verändert wird, da die WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_Imt auf einer Öffnungsposition einer definierten geschlossenen Seitenabweichung vom Offenseitenstopper des WGAs 34 eingestellt werden kann, ist es möglich, den Kontakt durch Übersteigen der zulässigen Grenzgeschwindigkeit zum WGA 34-Offenseitenstopper zu vermeiden.
Im Schritt S108, der zur Unterroutine springt, die den WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrag D_dem berechnet, wird in der Unterroutine eine Rückkopplungssteuerung gemäß der Abweichung der Soll-Öffnung Sv und der Ist-Öffnung Pv durchgeführt und wird der WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrag D_dem, der so nötig ist, dass die Ist-Öffnung Pv in Übereinstimmung ist mit der Soll-Öffnung Sv, berechnet. Der WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrag D_dem ist der Lastwert, der bei einem Plus-Wert berechnet wird, wenn die Offenseite betrieben wird, und bei einem Minus-Wert berechnet wird, wenn die geschlossene Seite betrieben wird. Der WGA-Anforderungs-Betätigungs-Maximalbetrag D_dem beträgt 100% und der WGA-Anforderungs-Betätigungs-Minimalbetrag beträgt –100%. Der WGA-Anforderungs-Betätigungs-Maximalbetrag D_dem stoppt in Abwesenheit von Störung beim WGV 31 unabhängig von der WGV-Öffnungsposition.
Im Schritt S109 wird der WGA-Betätigungsbetrag D_out wie folgt berechnet. D_out = min(D_dem, Pv_Imt) Formel 2
Im WGA-Betätigungsbetrag D_dem und der WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lmt ergibt der kleinere Wert den WGA-Betätigungsbetrag D_out.
Hinsichtlich dem WGA-Betätigungsbetrag D_dem, in dem Fall, wo der Wert größer ist als die WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lmt, ergibt die WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lmt den WGA-Betätigungsbetrag D_out, und wenn der Wert kleiner ist als die WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lmt, ergibt der WGA-Betätigungsbetrag D_dem den WGA-Betätigungsbetrag D_out.
7 und 9 ist ein Zeitdiagramm, welches den Betrieb der Ausführung des Flussdiagramms von 6 zeigt.
8 ist auch ein Zeitdiagramm, welches den Betrieb zeigt, wenn es keine Begrenzung bei der WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lmt gibt.
In 7, 8, und 9, wird unter Verwendung des 1,5V-Einstellwertes der vollgeschlossenen Position des Prozentwerts der Soll-Öffnung Sv, die in der zweiten Reihe ab oben im Graph beschrieben ist, die in der ersten Reihe ab oben des Graphs beschriebene Soll-Position durch Umwandlung in einen Spannungswert erhalten, und ist nicht im Blockdiagramm von 3 und dem Flussdiagramm von 6 beschrieben.
7 zeigt den Betrieb in dem Fall, bei dem der vollgeschlossene Lernwert Pv_lrn zur vollgeschlossenen Position des WGV 31 passt, in 7 der vollgeschlossene Lernwert Pv_lrn 1,5 V ist, welches die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, und auch der in 5 gezeigten, vollgeschlossenen Position des WGV.
Zuvor wird der Punkt A auf der linken Seite von A in 7 durch die Motoranforderungs-Soll-Öffnungsgrad Sv auf 20% gesteuert. Zu dieser Zeit ist die Ist-Position Vs 2V, welche die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, und wird der durch die Gleichung 1 aus der Ist-Position Vs umgewandelte Ist-Öffnungsgrad Pv durch Rückkopplung gesteuert, um zum Soll-Öffnungsgrad Sv zu passen.
Im Punkt A, wenn die Soll-Öffnung Sv von 20% zu 100% verändert wird, beginnt die Ist-Öffnung Pv ihre Compliance mit der Soll-Öffnung Sv gemäß Rückkopplungssteuerung.
Am Punkt B hat der Ist-Öffnungsgrad Pv den Soll-Öffnungsgrad Sv überstiegen, da die Ist-Position Vs die Derteminantengrenz-Position 4,1 V, welche die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, übersteigt, und variiert die WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lmt von 100% zu 0%. Da der Ist-Öffnungsgrad Pv mehr zur offenen Seite überschießt als der Soll-Öffnungsgrad Sv, wird der WGA-Betätigungsbetrag D_out zu einem negativen Wert durch Rückkopplungssteuerung, gibt es keine Begrenzung bei der WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lmt, wird der WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrag D_dem durch Rückkopplungssteuerung aus der Ist-Öffnung Pv und der Soll-Öffnung Sv bestimmt, wird zum WGA-Betätigungsbetrag D_out, und wird an den WGA-Antriebsteil 507 gesendet.
Im Punkt C konvergiert der Ist-Öffnungsgrad Pv zum Soll-Öffnungsgrad Sv durch Rückkopplungssteuerung, da die Ist-Position Vs kleiner als die vorbestimmte Grenzposition 4,1V ist, welche die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, und wird die WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_lmt von 0% zu 100% geändert.
Auf diese Weise, falls der vollgeschlossene Lernwert Pv_lrn zur tatsächlichen vollgeschlossenen Position des WGVs 31 passt, selbst falls die Ist-Position Vs die Determinanten-Positionsgrenze übersteigt, ist der Ist-Öffnungsgrad Pv eher auf der offenen Seite als der Soll-Öffnungsgrad Sv, da der WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrag D_dem entsprechend der Abweichung des Ist-Öffnungsgrads Pv und des Soll-Öffnungsgrads Sv durch Rückkopplungssteuerung auf den WGA-Betätigungsbetrag D_out eingestellt wird, ohne auf die WGV-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_lnt begrenzt zu sein, und konvergiert der Ist-Öffnungsgrad Pv rasch zum Soll-Öffnungsgrad Sv.
In 8, wenn die Zeit verstreicht, während der vollgeschlossene Lernwert Pv_lrn lernt, ändern sich die Temperaturbedingungen und Betriebsbedingungen, mehr als der Punkt, wenn der vollgeschlossene Lernwert Pv_lrn gelernt hat, ändert sich die vollgeschlossene Position zur geschlossenen Seite, mit dem vollgeschlossenen Lernwert Pv_lrn mehr in der offenen Seitenposition als der tatsächlichen vollgeschlossenen Position, wird die WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lnt nicht eingestellt, arbeitet, wenn der WGA-Betätigungsbetrag D_out nicht begrenzt ist und arbeitet die äquivalente, existierende Technologie.
Vor Punkt A auf der linken Seite von 8 wird der Soll-Öffnungsgrad Sv im Superladungsdruck gesteuert, bei 20% zu liegen. Die Ist-Position Vs ist 2,8 V, was die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, und der durch die Formel 1 aus der Ist-Position Vs umgewandelte Ist-Öffnungsgrad Pv wird rückkopplungsgesteuert, um zum Soll-Öffnungsgrad Sv zu passen.
Im Punkt A startet der Ist-Öffnungsgrad Pv die Compliance mit dem Soll-Öffnungsgrad Sv anhand der Rückkopplungssteuerung, wenn sich der Soll-Öffnungsgrad Sv von 20% zu 100% ändert.
Im Punkt D ist die WGA 34-Offenseiten-Stopperposition in Kontakt, wird die Ist-Position 4,5V, was die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, und in einem Zustand, der nicht mehr zur Offenseite arbeiten kann. Zu dieser Zeit, da der Ist-Öffnungsgrad Pv 88% beträgt und die 100% des Soll-Öffnungsgrads Sv nicht erreicht, nach dem Punkt D und gemäß der Rückkopplungssteuerung, wird der WGA-Betätigungsbetrag D_out weiter angehoben, und steigt die durch den elektrischen WGA 34 erzeugte Wärmemenge an.
In 9, ändern sich im Verlauf der Zeit, wenn der vollgeschlossene Lernwert Pv_lrn lernt, die Temperaturbedingungen und Betriebsbedingungen, wird die tatsächlich vollgeschlossene Position zur Schließseite mehr als der vollgeschlossene Lernwert Pv_lrn Lernpunkt geändert, ist der vollgeschlossene Lernwert Pv_lrn in der Position der offenen Seite mehr als die vollgeschlossene Position, und arbeitet die WGA-Betriebsbetrags-Maximalgrenze Pv_lmt wenn der Grenzmöglichkeitswert eingestellt ist und wenn der WGA-Betätigungsbetrag D_out begrenzt ist.
Im Punkt A startet der Ist-Öffnungsgrad Pv die Compliance zum Soll-Öffnungsgrad Sv durch die Rückkopplungssteuerung, wenn der Soll-Öffnungsgrad von 20% zu 100% geändert wird.
Im Punkt E, da die Ist-Position Vs, weil die vorbestimmte Grenzposition 4,1 V, welche die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, überschritten wird, wird die WGA-Betriebsbetätigungs-Maximalgrenze Pv_lnt von 100% zu 0% geändert. Da der Ist-Öffnunsgrad Pv auf der geschlossenen Seite größer ist als der Soll-Öffnungsgrad Sv, wird eine Rückkopplungssteuerung vorgenommen, berechnet der WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrag D_dem einen positiven Wert, aufgrund der Beschränkung durch die WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lnt, wird der WGA-Betätigungsbetrag D_out auf 0% beschränkt. Als Ergebnis wird die Ist-Position Vs bei ungefähr 4,1 V gestoppt, welches die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, in der Umgebung der WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lmt, und daran gehindert, in Kontakt mit der WGA 34-Offenseiten-Stopperposition gebracht zu werden.
Da der Ist-Öffnungsgrad Pv mehr in der geschlossenen Seite ist als der Soll-Öffnungsgrad Sv, wird eine Rückkopplungssteuerung vorgenommen, ist der WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrag D_dem dabei, mit Verstreichen der Zeit zu steigen, da der WGA-Betätigungsbetrag D_out auf 0% beschränkt ist, gemäß der WGA-Betätigungsbetrag-Maximalgrenze Pv_lmt, ist es möglich, den WGA des Motors daran zu hindern, zu überhitzen.
Die 0% der WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_lmt, eingestellt, wenn die Ist-Position Vs über die 4,1 V wird, welches die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, wird die definierte Grenzposition nicht auf 0% beschränkt. Um den gestoppten Zustand aufrechtzuerhalten, in der Breite von 0% bis plus oder minus 10% oder so durch Reibung, innerhalb des Bereichs, in welchem der Stopp-Zustand aufrechterhalten werden kann, kann sie innerhalb eines Bereich von 0% plus oder minus 10% oder so eingestellt werden.
Auf diese Weise, gemäß der Konfiguration gemäß Anspruch 4, wenn die Ist-Position Vs gleich oder größer als die vorbestimmte Position ist, durch Steuern des WGA-Anforderungs-Betätigungsbetrags D_dem als den WGA-Betätigungsbetrag D_out mit einem durch die WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_lnt beschränkten Wert, selbst in dem Fall, bei dem die Offenseite mehr gezeigt wird als das WGV 31 tatsächlich vollgeschlossene Position in dem Zustand, bei dem der vollgeschlossene Lernwert Pv_Irn in einem unaktualisierten Zustand ist, da es möglich ist, dass die WGA-Offenseiten-Stopperposition bei oder unter der zulässigen Geschwindigkeit in Kontakt ist, oder nicht in Kontakt steht, ist es möglich, ein unerfreuliches Kollisionsgeräusch zum Zeitpunkt des Kontakts zu vermeiden.
Weiter, gemäß der Konfiguration von Anspruch 5, da die 4,1 V beschränkte Grenzposition größer als die 4,0 V ist, welche die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist und welche der 100% Obergrenze-Einstellwert der Soll-Öffnung ist, und einen kleineren Bereichswert aufweist, als die WGA-Offenseiten-Stopperposition 4,5 V, welches die Ausgangsspannung des Positionssensors 53 ist, ist sie durch die WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_lmt beschränkt, wenn die Grenze des WGA-Betätigungsbetrags D_out erforderlich ist, und nicht durch die WGA-Betätigungsbetrags-Maximalgrenze Pv_lmt beschränkt, wenn die Grenze des WGA-Betätigungsbetrags D_out nicht erforderlich ist.
Weiterhin ist es durch Vergleichen der durch den Positionssensor detektierten, beschränkten Grenzposition und der Ist-Position möglich, einen Grenzwert beim Erreichen einer vorbestimmten Öffnungsabweichung von der WGA-Offenseiten-Stopperposition einzustellen.
Auch kann gemäß der Konfiguration von Anspruch 6 der Betätigungsbetrag-Öffnungsseiten-Grenzwert durch Einstellen eines Wertes, um in der Lage zu sein, den Wert des WGA 34, der in der offenen Seite operiert, zu stoppen oder anzuhalten, bevor ein Kontakt mit dem WGA 34-Offenseiten-Stopperposition, da es möglich ist, die WGA 34-Offenseitenoperation zu stoppen, der Motor daran gehindert werden, zu überhitzen, weil die WGA-Betätigungsmenge übermäßig wird in einem Zustand, in welchem der WGA 34 in Kontakt mit der Offenseiten-Stopperposition ist.
In der ersten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung für das Abgasnebenflussventil und sein Steuerverfahren im Waste-Gate-Ventil beschrieben worden, kann aber auch in einem Ventil anwendbar sein, das ein durch elektrische Energie angetriebenes Element verwendet, wie etwa ein Ventil eines EGR, d.h. Abgasrückführung.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich, ohne vom Schutzumfang und Geist dieser Erfindung abzuweichen, und es versteht sich, dass diese nicht auf die hier dargestellten illustrativen Ausführungsformen beschränkt ist. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile.
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 A [0014]

Claims

Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Steuervorrichtung (50), welche den Betätigungsbetrag eines durch elektrische Energie angetriebenen Waste-Gate-Aktuators (34) steuert, und einen Positionssensor (53), der die Ist-Position des Waste-Gate-Aktuators (34) detektiert; wobei der Waste-Gate-Aktuator (34) das Öffnen und Schließen eines Waste-Gate-Ventils (31) entsprechend einem durch die Steuervorrichtung (50) gesteuerten Betätigungsbetrag steuert, eine Ist-Position des Waste-Gate-Aktuators (34), die durch den Positionssensor (53) zum Detektieren der Position des Waste-Gate-Aktuators (34) detektiert wird, welche mit der Ist-Offenposition eines Waste-Gate-Ventils (31) korreliert, an der Steuervorrichtung (50) eingegeben wird, und die Steuervorrichtung (50) die Steuerung zum Begrenzen des Betätigungsbetrags zum Stoppen zu einer vorbestimmten Öffnungsabweichung in der Richtung zur offenen Seite von der offenen Seitenstopperposition des Waste-Gate-Aktuators (34) durchführt
Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei eine beschränkte Bestimmungsposition zum Beschränken des Antriebs des Waste-Gate-Aktuators (34) in Richtung zur offenen Seite zum Stoppen zu einer vorbestimmten Öffnungsabweichung in Richtung zur offenen Seite von der Offenseiten-Stopperposition des Waste-Gate-Aktuators (34) in der Steuervorrichtung (50) eingestellt ist.
Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei die beschränkte Bestimmungsposition zwischen dem Öffnungsseitenstopper des Waste-Gate-Aktuators (34) und der Position, die dem maximalen Soll-Öffnungsgrad entspricht, der basierend auf den Planwert der vollgeschlossenen Position des Waste-Gate-Ventils (31) ermittelt wird, eingestellt wird.
Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Steuervorrichtung (50), die einen Betätigungsbetrag eines durch elektrische Energie angetriebenen Waste-Gate-Aktuators (34) steuert, und einen Positionssensor (53), welcher die Ist-Position des Waste-Gate-Aktuators (34) detektiert, wobei die Steuervorrichtung (50) aufweist: einen Antriebsteil (507) zum Steuern des Betätigungsbetrags des Waste-Gate-Aktuators (34) durch Antreiben des Waste-Gate-Aktuators (34), einen Referenzpositionslernteil (503), der eine Referenzposition erlernt, wenn die durch den Positionssensor (53) detektierte Ist-Position in der Referenzposition ist, einen Ist-Öffnungsgrad-Rechenteil (504) zum Berechnen eines Ist-Öffnungsgrads des Waste-Gate-Ventils (31), basierend auf der durch den Lernpositionsteil erlernten Referenzposition und der durch den Positionssensor (53) detektierten Ist-Position, einen Anforderungsbetätigungsbetrag-Rechenteil (508), der den Anforderungsbetätigungsbetrag für den Antriebsteil (507) basierend auf der Ist-Öffnung und der Sollöffnung berechnet, einen Betätigungsbetrag-Grenzwertrechenteil (506), der einen Betätigungsbetrags-Offenseitengrenzwert zum Begrenzen der Anforderungsbetätigungsvariable berechnet, und einen Betätigungsbetrag-Begrenzungsteil (509) zum Begrenzen der Anforderungsbetätigungsvariable auf den Betätigungsbetrag-Offenseitengrenzwert.
Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 4, wobei die beschränkte Bestimmungsposition zwischen dem Offenseitenstopper des Waste-Gate-Aktuators (34) und der Position eingestellt ist, die dem maximalen Soll-Öffnungsgrad entspricht, der basierend auf dem Planwert der vollgeschlossenen Position des Waste-Gate-Ventils (31) ermittelt wird.
Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei der Betätigungsbetrag-Öffnungsseitengrenzwert, der durch den WGA-Betätigungsbetrag-Grenzwertrechenteil (506) berechnet ist, durchgeführt wird, umschaltend die effektiven und ungültigen Werte durch Vergleichen der durch den Positionssensor (53) detektierten Ist-Position im Vergleich mit der Grenzbestimmungs-Positionsgrenze, und der effektive Wert des durch den WGA-Betätigungsbetrag-Grenzwertrechenteil (506) berechneten Operationsvariablen-Öffnungsseiten-Grenzwerts auf einen möglichen Wert eingestellt wird, durch Anhalten der Betätigungsgeschwindigkeit oder Stoppen, wenn der Waste-Gate-Aktuator (34) die Öffnungsseite der beschränkten Bestimmungsposition bewegt.