DE102018110949A1

DE102018110949A1 - Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader

Info

Publication number: DE102018110949A1
Application number: DE102018110949.0A
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Aoyagi; Junichi Murase
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2018-05-07
Publication date: 2018-11-15
Also published as: US20180328269A1; JP6589932B2; JP2018189051A; US10526957B2

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welcher einen Turbolader und ein Unterdruck-Wastegate-Ventil aufweist, umfasst eine elektronische Steuerungseinheit (50), welche dazu ausgelegt ist, i) einen ersten Antriebsstromwert an ein Druckregelventil (78) anzulegen, um so einen Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils in dem vollständig geschlossenen Zustand zu halten, wenn ein Ist-Ladedruck niedriger als ein Soll-Ladedruck ist und eine Ladedruckdifferenz zwischen dem Ist-Ladedruck und dem Soll-Ladedruck gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, und ii) einen zweiten Antriebsstromwert, welcher kleiner als der erste Antriebsstromwert ist, an dem Druckregelventil (78) anzulegen, wenn der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck und die Ladedruckdifferenz kleiner als der Schwellenwert ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welcher einen Turbolader und ein Wastegate-Ventil (WGV) aufweist, ist in der japanischen Patentanmeldung JP 2016-200027 A offenbart. Der Turbolader weist eine Turbine, welche durch das durch eine Abgasleitung strömende Abgas angetrieben wird, und einen Kompressor auf, welcher mit der Turbine verbunden ist und eine durch eine Ansaugleitung strömende Luft komprimiert. Das WGV ist in einer Bypassleitung vorgesehen, welche die Turbine in der Abgasleitung umgeht. Wenn ein Öffnungsgrad des WGV verändert wird, wird ein Druck der durch einen Abschnitt der Ansaugleitung stromabwärts von dem Kompressor strömenden Luft (im Folgenden auch als „Ladedruck“ bezeichnet) verändert.
Die Steuerungsvorrichtung steuert den Öffnungsgrad des WGV derart, dass der Ladedruck dem Soll-Ladedruck entspricht. Die Steuerungsvorrichtung bestimmt, ob in dem Fall, in dem der Öffnungsgrad des WGV sich in einem vollständig geschlossenen Zustand befindet, ein Ist-Ladedruck gleich oder höher als der Soll-Ladedruck ist. Wenn das Bestimmungsergebnis positiv ist, verändert die Steuerungsvorrichtung den Öffnungsgrad des WGV ausgehend von dem vollständig geschlossenen Zustand in Richtung eines geöffneten Zustands (das heißt, die Steuerungsvorrichtung verändert den Öffnungsgrad des WGV derart, dass das WGV ausgehend von dem vollständig geschlossenen Zustand geöffnet wird). Durch die Durchführung dieser Öffnungsgradsteuerung des WGV kann ein Überschießen des Ladedrucks verhindert werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein druckreguliertes WGV ist bekannt. Der Öffnungsgrad des druckregulierten WGV wird durch ein Regulieren des Drucks verändert. Die druckregulierten WGV können auf der Grundlage einer Differenz in einer Druckquelle grob in Überdruck-WGV und Unterdruck-WGV aufgeteilt werden. In einem Zustand, in dem kein Überdruck von der Druckquelle auf das Überdruck-WGV wirkt, befindet sich der Öffnungsgrad des Überdruck-WGV in einem vollständig geschlossenem Zustand (das heißt, der Öffnungsgrad des Überdruck-WGV ist ein Wert, bei dem angenommen wird, dass sich das Überdruck-WGV im vollständig geschlossenen Zustand befindet). In einem Zustand, bei dem kein Unterdruck von der Druckquelle auf das Unterdruck-WGV wirkt, befindet sich der Öffnungsgrad des Unterdruck-WGV im vollständig geöffneten Zustand (das heißt, der Öffnungsgrad des Unterdruck-WGV ist ein Wert, bei dem angenommen wird, dass sich das Unterdruck-WGV sich im vollständig geöffneten Zustand befindet). Wenn der Überdruck auf das Überdruck-WGV wirkt, wird der Öffnungsgrad-WGV ausgehend von dem vollständig geschlossenen Zustand zu dem vollständig geöffneten Zustand verändert (das heißt, der Öffnungsgrad des Überdruck-WGV wird derart verändert, dass das Überdruck-WGV ausgehend von dem vollständig geschlossenen Zustand geöffnet wird). Wenn der Unterdruck auf das Unterdruck-WGV wirkt, wird der Öffnungsgrad des Unterdruck-WGV ausgehend von dem vollständig geöffneten Zustand zu dem vollständig geschlossenen Zustand verändert (das heißt, der Öffnungsgrad des Unterdruck-WGV wird derart verändert, dass das Unterdruck-WGV ausgehend von dem vollständig geöffneten Zustand geschlossen wird).
Der Öffnungsgrad des WGV wird durch eine Abgasdruckdifferenz zwischen den Positionen stromaufwärts und stromabwärts des WGV und eine Stromrate des stromabwärts des WGV strömenden Abgases beeinflusst. Demgemäß muss, wenn das Unterdruck-WGV verwendet wird und der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist, ein Unterdruck mit einem signifikant großem Absolutwert auf das Unterdruck-WGV wirken, um den Öffnungsgrad des Unterdruck-WGV in dem vollständig geschlossenen Zustand zu halten. Wenn der Unterdruck mit einem großem Absolutwert auf das Unterdruck-WGV wirkt, wird das vorstehend beschriebene positive Bestimmungsergebnis erhalten (das heißt, es wird bestimmt, dass der Ist-Ladedruck gleich oder höher als der Soll-Ladedruck ist) aufgrund einer Zunahme des Ist-Ladedrucks. Wenn das positive Bestimmungsergebnis erhalten wird, muss, um den Öffnungsgrad des Unterdruck-WGV zu verändern, um das Unterdruck-WGV aus dem vollständig geschlossenen Zustand zu öffnen, der Absolutwert des Unterdrucks, welcher auf das Unterdruck-WGV gewirkt hat, bevor die vorstehend beschriebene Bestimmung erhalten worden ist, signifikant verringert werden. Dies kann die Veränderung des Ist-Ladedrucks in Richtung des Soll-Ladedrucks verzögern.
Die Erfindung ermöglicht es, einen Öffnungsgrad des Unterdruck-Wastegate-Ventils zu einem Zeitpunkt in einem vollständig geschlossenen Zustand zu halten, zu dem ein Ist-Ladedruck niedriger als ein Soll-Ladedruck ist, und ein Aufladeansprechverhalten zu einem Zeitpunkt sicherzustellen, zu dem der Ist-Ladedruck derart erhöht ist, dass er in einem Fall, in dem der Ladedruck durch ein Steuern des Öffnungsgrads des Unterdruck-Wastegate-Ventils gesteuert wird, gleich oder höher als der Soll-Ladedruck ist.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welcher einen Turbolader und ein Wastegate-Ventil aufweist. Der Turbolader umfasst eine von durch eine Abgasleitung des Verbrennungsmotors strömendem Abgas angetriebene Turbine und einen Kompressor, welcher mit der Turbine verbunden und dazu ausgelegt ist, durch eine Ansaugleitung des Verbrennungsmotors strömende Luft zu komprimieren. Das Wastegate-Ventil ist ein Unterdruck-Wastegate-Ventil, welches in einer Bypasspassage vorgesehen ist, welche die Turbine in der Abgasleitung umgeht. Das Wastegate-Ventil ist derart ausgelegt, dass ein Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils aus einem vollständig geöffneten Zustand zu einem vollständig geschlossenen Zustand geändert wird, wenn ein Druckregelventil einen Unterdruck reguliert. Die Steuerungsvorrichtung weist eine elektronische Steuerungseinheit auf. Die elektronische Steuerungseinheit ist dazu ausgelegt, i) einen ersten Antriebsstromwert an dem Druckregelventil anzulegen, um so den Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils im vollständig geschlossenen Zustand zu halten, in einem Fall, in dem ein Ist-Ladedruck, welcher ein Ist-Druck der durch einen Abschnitt der Ansaugleitung stromabwärts des Kompressors strömenden Luft ist, niedriger als ein Soll-Ladedruck ist, und eine Ladedruckdifferenz zwischen dem Ist-Ladedruck und dem Soll-Ladedruck gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, und ii) einen zweiten Antriebsstromwert, der kleiner als der erste Antriebsstromwert ist, an dem Druckregelventil anzulegen, in einem Fall, in dem der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist und die Ladedruckdifferenz kleiner als der Schwellenwert ist.
Der erste Antriebsstromwert wird an das Druckregelventil in dem Fall angelegt, in dem der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist und die Ladedruckdifferenz gleich oder größer als der Schwellenwert ist. Daher wird der Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils in dem vollständig geschlossenen Zustand gehalten. Der zweite Antriebsstromwert wird an dem Druckregelventil in dem Fall angelegt, in dem der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist und die Ladedruckdifferenz kleiner als der Schwellenwert ist. Daher wird ein Veränderungsgrad des Unterdrucks relativ klein, wenn der Ist-Ladedruck derart erhöht wird, dass er in der nahen Zukunft gleich oder höher als der Soll-Ladedruck ist.
Der zweite Antriebsstromwert kann den Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils in dem vollständig geschlossenen Zustand halten, in dem der Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils so nah wie möglich bei einem Zwischenöffnungsgrad liegt.
Da der zweite Antriebsstromwert den Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils in dem vollständig geöffneten Zustand hält, bei dem der Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils so nahe wie möglich bei dem Zwischenöffnungsgrad liegt, wird der Veränderungsgrad des Unterdrucks minimiert, wenn der Ist-Ladedruck derart erhöht wird, dass er in der nahen Zukunft gleich oder höher als der Soll-Ladedruck ist.
Gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung kann der Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils zu dem Zeitpunkt in dem vollständig geschlossenen Zustand gehalten werden, zu dem der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist, und das Aufladeansprechverhalten kann zu dem Zeitpunkt sichergestellt werden, zu dem der Ist-Ladedruck derart erhöht wird, dass er gleich oder höher als der Soll-Ladedruck ist.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile sowie die technische Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren beschrieben, bei denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen, und wobei:

1 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel einer Systemkonfiguration gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Ansicht ist, welche ein Konfigurationsbeispiel der in 1 gezeigten WGV ist;
3 ein Graph ist, welcher ein Beispiel eines Grund-Öffnungsgradkennfelds für das WGV zeigt;
4 ein Diagramm ist, welches eine Eingangs-/Ausgangs-Beziehung bei einem Antriebsstromkennfeld zeigt;
5 ein Graph ist, welcher ein Beziehungsbeispiel zwischen einem Grundantriebsstromwert und einem Ist-Öffnungsgrad des WGV zeigt;
6 ein Graph ist, welcher ein Beziehungsbeispiel zwischen einem Öffnungsgrad eines VRV, wie es in 2 gezeigt ist, und dem Grundantriebsstromwert zeigt;
7 ein Diagramm ist, welches einen Antriebsstromwert zeigt, welcher aus dem Antriebsstromkennfeld zu einem Zeitpunkt berechnet wird, zu dem das Grund-Öffnungsgradkennfeld, welches verwendet werden soll, umgeschaltet wird; und
8 ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsbeispiels ist, welches durchgeführt wird, wenn eine in 1 gezeigte ECU eine Ladedruckregelung bei der Ausführungsform der Erfindung durchführt.

Ausführliche Beschreibung der Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung auf der Grundlage der Figuren vorgenommen. Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass in den Figuren gemeinsame Elemente durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet werden und eine Beschreibung dieser nicht wiederholt wird. Die Erfindung ist nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt.
1 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel einer Systemkonfiguration gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Ein in 1 gezeigtes System ist ein an bzw. in einem Fahrzeug montiertes System und weist einen Dieselmotor (im Folgenden auch einfach als „Motor“ bezeichnet) 10 als Energiequelle auf. Der Motor 10 ist ein Vierzylinder-Reihenmotor. Jedoch ist die Anzahl der Zylinder und die Anordnung der Zylinder des Motors 10 nicht auf die vorstehend beschriebene Anzahl und Anordnung beschränkt. Der Motor 10 weist ein Einspritzventil 12 auf, welches Kraftstoff in einen jeden Zylinder einspritzt. Eine Ansaugleitung 14 ist mit einer Einlassseite des Motors 10 verbunden. Ein Luftreiniger 18 ist nahe bei einem Einlass der Ansaugleitung 14 vorgesehen. Eine Abgasleitung 16 ist mit einer Auslassseite des Motors 10 verbunden. Eine Nachbehandlungsvorrichtung 20, welche dazu ausgelegt ist, Abgas zu reinigen, ist in einem Zwischenabschnitt der Abgasleitung 16 vorgesehen.
Das in 1 gezeigte System ist als ein sequenzieller Biturbolader ausgestaltet, bei dem zwei Turbolader in Serie angeordnet sind. Genauer gesagt, weist der Motor 10 einen Niederdruckstufe-Turbolader 22 und einen Hochdruckstufe-Turbolader 24 auf. Der Turbolader 22 weist eine Turbine 22a, welche unter Verwendung der Abgasenergie betätigt wird; und einen Kompressor 22b auf, welcher mit der Turbine 22a integral verbunden ist. Der Kompressor 22b wird unter Verwendung der Abgasenergie, welche an die Turbine 22a abgegeben wird, drehangetrieben. Ähnlich wie der Turbolader 22 weist der Turbolader 24 eine Turbine 24a und einen Kompressor 24b auf. Der Turbolader 22 und der Turbolader 24 haben dieselbe Grundkonfiguration. Jedoch ist der Turbolader 24 als ein relativ kleinerer Turbolader als der Turbolader 22 ausgestaltet.
Die Turbinen 22a, 24a sind jeweils in einem Zwischenabschnitt der Abgasleitung 16 vorgesehen. Die Turbine 22a ist stromabwärts von der Turbine 24a in der Abgasleitung 16 vorgesehen. Die Kompressoren 22b, 24b sind in der Ansaugleitung 14 vorgesehen. Der Kompressor 22b ist stromaufwärts von dem Kompressor 24b in der Ansaugleitung 14 vorgesehen. Ein Ladeluftkühler ist stromabwärts von dem Kompressor 24b in der Ansaugleitung 14 vorgesehen. Eine Dieseldrosselklappe 28 ist stromabwärts von dem Ladeluftkühler 26 vorgesehen. Die in die Ansaugleitung 14 durch den Luftreiniger 18 eingesaugte Luft wird durch den Kompressor 22b und den Kompressor 24b komprimiert. Die von dem Kompressor 22b und dem Kompressor 24b komprimierte Luft wird durch den Ladeluftkühler gekühlt. Die durch den Ladeluftkühler 26 gekühlte Luft wird über einen Ansaugkrümmer 30 auf einen jeden der Zylinder in dem Motor 10 verteilt.
Ein Ende einer Ansaugbypasspassage 32 ist mit einem Zwischenabschnitt der Ansaugleitung 14 zwischen dem Kompressor 24b und dem Ladeluftkühler 26 verbunden. Das andere Ende der Ansaugbypassleitung 32 ist mit einem Zwischenabschnitt der Ansaugleitung 14 zwischen dem Kompressor 22b und dem Kompressor 24b verbunden. Ein Luft-Bypassventil (ABV) 34, welches eine Strömungsrate der durch die Ansaugbypassleitung 32 strömenden Luft steuert, ist in einem Zwischenabschnitt der Ansaugbypasspassage 32 vorgesehen. Das ABV 34 umfasst einen Überdruckmembranaktuator. Wenn ein Öffnungsgrad des ABV 34 geregelt wird, um die Ansaugbypassleitung 32 zu öffnen, umgeht die durch den Kompressor 22b komprimierte Luft den Kompressor 24b und wird dem Motor 10 zugeführt.
Das in 1 gezeigte System weist eine Abgasbypassleitung 36, welche die Turbine 34 in der Abgasleitung 1 umgeht, und eine Abgasbypassleitung 38 auf, welche die Turbine 22a in der Abgasleitung 16 umgeht. Ein Wastegate-Ventil (WGV) 40, welches eine Strömungsrate des in der Abgasbypassleitung 36 strömenden Abgases steuert, ist in einem Zwischenabschnitt der Abgasbypassleitung 36 vorgesehen. Ähnlich wie bei der Abgasbypassleitung 36 ist in einem Zwischenabschnitt der Abgasbypassleitung 38 ein WGV vorgesehen. Die WGV 40, 42 weisen jeweils einen Überdruckmembranaktuator auf. Wenn die Öffnungsgrade der WGV 40, 42 reguliert werden, wird ein Druck der durch einen Abschnitt der Ansaugleitung 14 stromabwärts von dem Kompressor 24b strömenden Luft verändert. Hierbei bezeichnet ein „Abschnitt stromabwärts des Kompressors 24b“ einen Abschnitt unmittelbar stromabwärts des Ladeluftkühlers 36, einen Abschnitt unmittelbar stromaufwärts der Dieseldrosselklappe 28 oder des Einlassfilters 30. Im Folgenden wird der „Druck der durch einen Abschnitt der Ansaugleitung 14 stromabwärts des Kompressors 24b strömenden Luft“ kollektiv als „Ladedruck“ bezeichnet.
Das in 1 gezeigte System weist eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) als Steuerungsvorrichtung auf. Die ECU 50 weist eine zentrale Steuerungseinheit (CPU), einen Random Access Memory (RAM), einen Read Only Memory (ROM), eine Eingangsschnittstelle, eine Ausgangsschnittstelle, einen bidirektionalen Bus und Ähnliches auf. Mit der Eingangsschnittstelle der ECU 50 sind ein Gaspedalbetätigungsmengensensor 51, ein Kurbelwinkelsensor 52, ein Ladedrucksensor 53, ein Luftflussmessgerät 54, Abgasdrucksensoren 55, 56, 57, 58 und Ähnliches verbunden. Mit der Ausgangsschnittstelle der ECU 50 sind die Kraftstoffeinspritzventile 12, das Dieseldrosselventil 28, das ABV 34, die WGV 40, 42, eine elektrische Pumpe 76, ein Vakuumregelventil (VRV) 78 und Ähnliches verbunden. Das VRV 78 kann als ein Druckregelventil bezeichnet werden.
Der Gaspedalbetätigungsmengensensor 51 gibt ein Signal aus, welches einer Durchtretmenge des Gaspedals entspricht. Der Kurbelwinkelsensor 52 gibt ein Signal aus, welches einem Drehwinkel einer Kurbelwelle entspricht. Der Ladedrucksensor 53 gibt ein Signal aus, welches einem Ist-Ladedruck entspricht. Das Luftflussmessgerät 54 gibt ein Signal aus, welches der Strömungsrate der in den Motor 10 angesaugten Luft entspricht. Der Abgasdrucksensor 56 gibt ein Signal aus, welches einem Druck der durch einen Abschnitt der Abgasleitung 16 stromabwärts von dem WGV 40 strömenden Luft (im Folgenden auch als „Motordrehzahl (Motorrotationsgeschwindigkeit) Ne“ bezeichnet) wiedergibt. Der Abgasdrucksensor 56 gibt ein Signal aus, welches der Motordrehzahl Ne, das heißt, einem Druck des Abgases stromabwärts des WGV 40, entspricht. Der Abgasdrucksensor 57 gibt ein Signal aus, welches der Motordrehzahl Ne, das heißt, einem Druck des Abgases stromaufwärts des WGV 42 entspricht. Der Abgasdrucksensor 58 gibt ein Signal aus, welches der Motordrehzahl Ne, das heißt, einem Druck des Abgases stromabwärts des WGV 42 entspricht.
2 ist eine Ansicht, welche ein Konfigurationsbeispiel der WGV 40, 42, wie sie in 1 gezeigt sind, zeigt. Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass, weil das WGV 40 und das WGV 42 im Wesentlichen dieselbe Grundkonfiguration haben, 2 nur beispielhaft die Konfiguration des WGV 40 zeigt. Wie in 2 gezeigt, öffnet und schließt das WGV 40 ein Ende der Abgasbypassleitung 36. Das WGV 40 weist einen Membranaktuator 60 auf. Der Aktuator 60 weist ein Gehäuse 62, eine Membran 64, eine Stange 66 und eine Schraubenfeder 68 auf. Die Membran 64 ist aus einem flexiblen Material wie beispielsweise einem Gummi oder einem Harz ausgeformt. Ein äußerer Umfang der Membran 64 ist an einem inneren Umfang des Gehäuses 62 fest angebracht. Ein Innenraum des Gehäuses 62 ist durch die Membran 64 in eine Hochdruckkammer 70 und eine Niederdruckkammer 72 aufgeteilt. Die Hochdruckkammer 70 wird auf atmosphärischem Druck gehalten.
Das Gehäuse 62 ist mit einer Druckleitung 74 ausgestattet, welche mit der Niederdruckkammer 72 kommuniziert. Die Druckleitung 74 ist mit der elektrischen Pumpe 76 als Druckquelle verbunden, welche dazu ausgelegt ist, einen bestimmten Unterdruck zu erzeugen. Das Vakuumregelventil (VRV) ist in der Druckleitung 74 in einem Zwischenabschnitt vorgesehen und das VRV 78 reguliert den Unterdruck, welcher dem Aktuator 60 von der elektrischen Pumpe 76 zugeführt wird. Das VRV 78 ist beispielsweise als Magnetventil ausgestaltet. Das VRV 78 gibt auf der Grundlage eines Antriebsstromwerts I_D, welcher dem VRV 78 von der ECU 50 zugeführt wird, etwas oder den gesamten Unterdruck, welcher durch die elektrische Pumpe 76 erzeugt wird, an die Atmosphäre ab. Auf diese Weise wird der Unterdruck, welcher auf die Niederdruckkammer 72 wirkt, zwischen einem Wert nahe des atmosphärischen Drucks und einem bestimmten Unterdruck (maximaler Unterdruck), welcher durch die elektrische Pumpe 76 erzeugt wird, geregelt (angepasst).
Das in 2 gezeigte WGV 40 weist auch einen Antriebsarm 18 auf. Der Antriebsarm 80 ist mit der Stange 66 verbunden und an einer Drehwelle 82 fest angebracht. Ebenso ist an der Drehwelle 82 ein Verbinder 84 fest angebracht. Das WGV 40 und der Verbinder 84 drehen sich integral um die Drehwelle 82. Wenn die Stange 66 in der Richtung eines Pfeils (einer Verschieberichtung), wie sie in 2 gezeigt ist, verschoben wird, bewegt sich das WGV 40 in eine geschlossene Position (das heißt, das WGV 40 wird in einen geschlossenen Zustand gebracht). Wenn die Stange 66 in einer der Pfeilrichtung entgegengesetzten Richtung verschoben wird, bewegt sich das WGV 40 in eine geöffnete Position (das heißt, das WGV 40 wird in einen geöffneten Zustand gebracht). Wenn der Unterdruck von der elektrischen Pumpe 76 nicht auf die Niederdruckkammer 72 wirkt, befindet sich der Öffnungsgrad des WGV 40 in einem vollständig geöffneten Zustand. Wenn der Absolutwert des auf die Niederdruckkammer 72 wirkenden Unterdrucks erhöht wird, wird der Öffnungsgrad des WGV 40 verringert. Wenn der Absolutwert des auf die Niederdruckkammer 72 wirkenden Unterdrucks gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, befindet sich der Öffnungsgrad des WGV 40 im vollständig geschlossenen Zustand. Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet die Phrase „der Öffnungsgrad des WGV befindet sich im vollständig geöffneten Zustand“, dass der Öffnungsgrad des WGV ein Wert ist, bei dem angenommen wird, dass sich das WGV in dem vollständig geöffneten Zustand befindet, und die Phrase „der Öffnungsgrad des WGV befindet sich im vollständig geschlossenen Zustand“, dass der Öffnungsgrad des WGV ein Wert ist, bei dem angenommen wird, dass sich das WGV in dem vollständig geschlossenen Zustand befindet.
Bei dieser Ausführungsform führt die ECU 50 eine Ladedruckregelung (im Folgenden auch als Regelung bezeichnet) aus. Bei der Regelung wird, um zu bewirken, dass der Ist-Ladedruck einem Soll-Ladedruck folgt, ein Öffnungsgrad des VRV 78 derart geregelt, dass der Öffnungsgrad des WGV 40 oder des WGV 42 gesteuert wird. Wenn die Regelung ausgeführt wird, stellt die ECU 40 zuerst den Soll-Ladedruck auf der Grundlage eines Betriebszustands des Motors 10 ein. Der Soll-Ladedruck wird auf der Grundlage eines Soll-Ladedruck-Kennfelds eingestellt, welches die Motordrehzahl Ne und eine Kraftstoffeinspritzmenge Q als Parameter hat. Die Motordrehzahl Ne wird auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 52 berechnet. Die Kraftstoffeinspritzmenge Q wird auf der Grundlage des Ausgangssignals des Gaspedalbetätigungsmengensensors 51 berechnet.
Parallel zu dem Einstellen des Soll-Ladedrucks wählt die ECU 50 den Turbolader 22 oder den Turbolader 24 als den anzutreibenden Turbolader aus. Der anzutreibende Turbolader wird auf der Grundlage eines Kennfelds des anzutreibenden Turboladers ausgewählt, welches die Motordrehzahl Ne und die Kraftstoffeinspritzmenge Q als Parameter hat. Beispielsweise wählt in einem Fall, bei dem der Betriebszustand des Motors 10 innerhalb eines Betriebsbereichs der niederen Drehzahl fällt, die ECU 50 den Turbolader 24 als den anzutreibenden Turbolader aus. In diesem Fall bringt die ECU 50 den Öffnungsgrad des WGV 42 in den vollständig geöffneten Zustand und regelt den Öffnungsgrad des WGV 40. In dem Fall, in dem der Betriebszustand des Motors 10 innerhalb des Betriebszustands der hohen Drehzahl fällt, wählt die ECU 50 den Turbolader 22 als den anzutreibenden Turbolader aus. In diesem Fall bringt die ECU 50 den Öffnungsgrad des WGV in den vollständig geöffneten Zustand und regelt den Öffnungsgrad des WGV 42.
Um den Öffnungsgrad des WGV zu regulieren, welcher dem anzutreibenden Turbolader entspricht (im Folgenden auch als „angetriebenes WGV“ bezeichnet) bestimmt die ECU 50 einen Grund-Öffnungsgrad des angetriebenen WGV. Der Grund-Öffnungsgrad wird als ein Grundantriebsstromwert I_DBASE unter Verwendung der Motordrehzahl Ne und der Kraftstoffeinspritzmenge Q als Parameter berechnet. Der Grundantriebsstromwert I_DBASE ist ein Grundwert eines Stroms, welcher einem Treiberschaltkreis des VRV 78 zugeführt wird. Ein Grund-Öffnungsgradkennfeld für das WGV 40 und ein Grund-Öffnungsgradkennfeld für das WGV 42 sind separat vorgesehen. 3 ist ein Graph, welcher ein Beispiel des Grund-Öffnungsgradkennfelds für das WGV 42 zeigt. Wie in 3 gezeigt, wird der Grundantriebsstromwert I_DBASE derart eingestellt, dass der Öffnungsgrad des WGV in dem vollständig geöffneten Zustand über einen großen Teil (einen signifikanten Teil) des Motorbetriebsbereichs gehalten wird und der Öffnungsgrad des WGV in einem Teil auf der Seite der hohen Drehzahl ein Zwischenöffnungsgrad wird. Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass der Zwischenöffnungsgrad einen Öffnungsgrad zwischen dem vollständig geschlossenen Zustand und dem vollständig geöffneten Zustand bezeichnet.
Nachdem der Grund-Öffnungsgrad (der Grundantriebsstromwert I_DBASE) des angetriebenen WGV bestimmt wurde, berechnet die ECU 50 einen finalen Öffnungsgrad des angetriebenen WGV auf der Grundlage des Grund-Öffnungsgrads und eines Regelungskorrekturwerts. Der Regelungskorrekturwert ist beispielsweise ein Gesamtwert einer Differenz zwischen dem Ist-Ladedruck und dem Soll-Ladedruck, ein Integral davon oder ein Differential bzw. eine Ableitung davon. Der Ist-Ladedruckwert wird auf der Grundlage des Ausgangssignals des Ladedrucksensors 53 berechnet. Der Soll-Ladedruck wird auf der Grundlage des Soll-Ladedruck-Kennfelds berechnet. Der finale Öffnungsgrad des angetriebenen WGV wird als eine Summe des Grund-Öffnungsgrads und des Regelungskorrekturwerts berechnet.
Nach dem Berechnen des finalen Öffnungsgrads des angetriebenen WGV berechnet die ECU 50 den Antriebsstromwert I_D, welcher dem Treiberschaltkreis des VRV 78 zugeführt wird, welches in dem angetriebenen WGV vorgesehen ist. Der Antriebsstromwert I_D wird auf der Grundlage eines Antriebsstromkennfelds berechnet, welches den finalen Öffnungsgrad des angetriebenen WGV und eine Abgasdruckdifferenz zwischen der Position stromaufwärts und stromabwärts des angetriebenen WGV (im Folgenden auch als ein „Differenzialdruck vor und nach dem WGV“ bezeichnet) als Parameter hat. 4 ist ein Diagramm, welches eine Eingangs-/Ausgangsbeziehung bei dem Antriebsstromkennfeld zeigt. Der in 4 gezeigte Längs-Differenzialdruck des WGV wird auf der Grundlage der Ausgangssignale der Abgasdrucksensoren 55, 56 oder der Ausgangssignale der Abgasdrucksensoren 57, 58 berechnet. Wie in 4 gezeigt, kann anstatt des Differenzialdrucks vor und nach dem WGV eine Strömungsrate des stromaufwärts von dem angetriebenen WGV strömenden Abgases als der Eingangsparameter für das Antriebsstromkennfeld verwendet werden. Dies rührt daher her, dass die Strömungsrate des Abgases hochgradig mit dem Differenzialdruck vor und nach dem WGV korreliert.
Der Antriebsstromwert I_D wird unter Verwendung eines bestimmten Umwandlungsfaktors in ein Steuerungspulssignal in einem DUTY (bzw. Tastverhältnis)-Erzeugungsschaltkreis umgewandelt. Das Steuerungspulssignal wird einer Magnetspule des VRV 78, welches in dem angetriebenen WGV vorgesehen ist, zugeführt.
Wie bereits beschrieben wurde, wird der Öffnungsgrad des WGV durch die Abgasdruckdifferenz zwischen den Positionen stromaufwärts und stromabwärts des WGV und die Strömungsrate des stromaufwärts des WGV strömenden Abgases beeinflusst. Das heißt, der Öffnungsgrad des angetriebenen WGV wird durch den Differenzialdruck vor und nach dem WGV und die Strömungsrate des stromaufwärts des angetriebenen WGV strömenden Abgases beeinflusst. Bei dieser Ausführungsform wird in dem Fall, in dem der Ist-Ladedruckwert niedriger als der Soll-Ladedruck ist, der Grundantriebsstromwert I_DBASE auf den Maximalwert I_{D_FCmax} eingestellt, um so den Öffnungsgrad des angetriebenen WGV unabhängig von den vorstehend beschriebenen Beeinflussungen in dem vollständig geschlossenen Zustand zu halten. Wenn der Maximalwert I_{D_FCmax} auf einen großen Wert eingestellt ist, kann der Öffnungsgrad des angetriebenen WGV verlässlich in dem vollständig geschlossenen Zustand gehalten werden. Wenn der Ist-Ladedruck erhöht wird, sodass er gleich oder höher als der Soll-Ladedruck ist, kann der Grundantriebsstromwert I_DBASE derart berechnet werden, dass der Öffnungsgrad des angetriebenen WGV zu dem geöffneten Zustand verändert wird (das heißt, der Öffnungsgrad des angetriebenen WGV derart verändert wird, dass das angetriebene WGV geöffnet wird). Wenn der Maximalwert I_{D_FCmax} auf den großen Wert eingestellt ist, benötigt es Zeit, bis der Unterdruck, welcher auf die Niederdruckkammer 72 wirkt, einen erwünschten Wert erreicht (in anderen Worten dauert es, bis der Absolutwert des Unterdrucks auf einen erwünschten Wert abnimmt). Dies kann die Veränderung des Ist-Ladedrucks zu dem Soll-Ladedruck verzögern.
In Anbetracht dessen wird bei dieser Ausführungsform das Grund-Öffnungsgradkennfeld, welches verwendet werden soll, auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen dem Soll-Ladedruck und dem Ist-Ladedruck (im Folgenden auch als „Ladedruckdifferenz“ bezeichnet) umgeschaltet. Genauer gesagt, wird in dem Fall, in dem die Ladedruckdifferenz gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, das in 3 gezeigte Grund-Öffnungsgradkennfeld verwendet. In dem Fall, in dem die Ladedruckdifferenz kleiner als der Schwellenwert und der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist, wird ein Grund-Öffnungsgradkennfeld verwendet, welches von dem in 3 gezeigten Grund-Öffnungsgradkennfeld abweicht. Im Folgenden wird aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung das in 3 gezeigte Grund-Öffnungsgradkennfeld auch als „erstes Grund-Öffnungsgradkennfeld“ und das andere Grund-Öffnungsgradkennfeld auch als „zweites Grund-Öffnungsgradkennfeld“ bezeichnet. In Anbetracht des Aufladeansprechverhaltens, welches für den Motor 10 erforderlich ist, kann der Schwellenwert der Ladedruckdifferenz auf einen Wert eingestellt werden, welcher beispielsweise im Wesentlichen 1 % bis 10 % des Soll-Ladedrucks ist.
5 ist ein Graph, welcher ein Entsprechungsbeispiel zwischen dem Grundantriebsstromwert I_DBASE und dem Ist-Öffnungsgrad des WGV zeigt. 5 wird durch das Verändern eines Grundantriebsstromwerts I_DBASE unter der Bedingung erzeugt, dass der Differenzialdruck vor und nach dem WGV auf einem konstanten Wert gehalten wird, und der Ist-Öffnungsgrad des WGV bezogen auf den Grundantriebsstromwert I_DBASE (im Diagramm) aufgezeichnet wird. Wie in 5 gezeigt, kann in dem Fall, in dem der Grundantriebsstromwert I_DBASE gleich oder größer als ein Minimalwert I_{D_FCmin} ist, der Ist-Öffnungsgrad des WGV in den vollständig geschlossenen Zustand gebracht werden, bei dem der Ist-Öffnungsgrad des WGV so nahe wie möglich bei dem Zwischenöffnungsgrad liegt (in anderen Worten kann das WGV in den vollständig geschlossenen Zustand gebracht werden, während der Ist-Öffnungsgrad des WGV so nah wie möglich an den Zwischenöffnungsgrad angenähert wird).
Das erste Grund-Öffnungsgradkennfeld und das zweite Grund-Öffnungsgradkennfeld unterscheiden sich voneinander in den Daten des Grundantriebsstromwerts I_DBASE in dem Betriebszustand (siehe den Bereich „WGV vollständig geschlossen“ oben in 3), in dem der Öffnungsgrad des WGV in dem vollständig geschlossenen Zustand gehalten wird. Das heißt, bei dem ersten Grund-Öffnungsgradkennfeld entsprechen all die Daten des Grundantriebsstromwerts I_DBASE innerhalb dieses Betriebsbereichs dem vorstehend beschriebenen Maximalwert I_{D_FCmax}. Bei dem zweiten Grund-Öffnungsgradkennfeld entsprechen all die Daten des Grundantriebsstromwerts I_DBASE innerhalb dieses Betriebszustands dem Minimalwert I_{D_FCmin}, welcher in 5 gezeigt ist. Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass die Daten des Grundantriebsstromwerts I_DBASE innerhalb des Betriebszustands (siehe den Bereich „Zwischenöffnungsgrad des WGV“ in 3), bei dem der Öffnungsgrad des WGV der Zwischenöffnungsgrad ist, bei dem ersten Grund-Öffnungsgradkennfeld und dem zweiten Grund-Öffnungsgradkennfeld gleich bzw. diesen gemeinsam ist.
6 ist ein Graph, welcher ein Entsprechungsbeispiel zwischen dem Öffnungsgrad des in 2 gezeigten VRVs 78 und dem Grundantriebsstromwert I_DBASE zeigt (bei dem der Differenzialdruck vor und nach dem WGV konstant ist). Wie in 6 gezeigt, kann, wenn der Maximalwert I_{D_FCmax} an die Magnetspule des VRVs 78 angelegt wird, der Öffnungsgrad des VRVs 78 auf 100 % eingestellt werden. Wenn der Öffnungsgrad des VRVs 78 100 % wird, kann der auf der Niederdruckkammer 42, wie sie in 2 gezeigt ist, wirkende Unterdruck auf dem maximalen Unterdruck gehalten werden. Wenn der auf die Niederdruckkammer 42 wirkende Unterdruck auf dem maximalen Unterdruck gehalten werden kann, kann der Öffnungsgrad des angetrieben WGV in dem vollständig geschlossenen Zustand gehalten werden, ohne durch den Differenzialdruck vor und nach dem WGV oder Ahnliches beeinflusst zu werden. Wenn der Minimalwert l_{D_FCmin} an die Magnetspule des VRVs 78 angelegt wird, kann der Öffnungsgrad des VRVs 78 auf 100-a % (< 100%) eingestellt werden. Wenn der Öffnungsgrad des VRVs 78 100-α % wird, kann der auf die Niederdruckkammer 72 wirkende Unterdruck auf einem Wert gehalten werden, welcher kleiner als der Maximaldruck ist, genauer gesagt, auf einem Wert, dessen Absolutwert kleiner als der Absolutwert des maximalen Unterdrucks ist (in anderen Worten kann der Unterdruck, welcher auf die Niederdruckkammer 72 wirkt, auf einem Wert auf der Seite des atmosphärischem Drucks gehalten werden, das heißt, einem Wert, welcher näher bei dem atmosphärischem Druck als der maximale Unterdruck ist). In dem Fall, in dem der Unterdruck, welcher auf die Niederdruckkammer 72 wirkt, bei dem Wert gehalten werden kann, welcher näher bei dem atmosphärischem Druck ist, kann die Zeitdauer bis der auf die Niederdruckkammer 72 wirkende Unterdruck den erwünschten Wert erreicht, verkürzt werden, wenn der Ist-Ladedruck erhöht wird, sodass er in der nahen Zukunft gleich oder höher als der Soll-Ladedruck wird.
7 ist ein Diagramm, welches einen Antriebsstromwert I_D zeigt, welcher aus einem Antriebsstromkennfeld zu dem Zeitpunkt berechnet wird, wenn das zu verwendende Grund-Öffnungsgradkennfeld umgeschaltet wird. Wie in 7 gezeigt, wird das Antriebsstromkennfeld durch den finalen Öffnungsgrad des angetriebenen WGV und den Differenzialdruck vor und nach dem WGV (oder des stromaufwärts von dem angetriebenen WGV strömenden Abgas) definiert. Der Antriebsstromwert I_D in dem Antriebsstromkennfeld wird derart eingestellt, dass er größer wird, wenn der finale Öffnungswert des angetriebenen WGV erhöht wird. Wie in 7 gezeigt, wird der finale Öffnungsgrad des angetriebenen WGV unter Verwendung des Öffnungsgrads des VRV 78 ausgedrückt. Das heißt, wenn der Zustand des angetriebenen WGV aus dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand verändert wird, wird der finale Öffnungsgrad von 0 % auf 100 % verändert. Zusätzlich wird der Antriebsstromwert I_D in dem Antriebsstromkennfeld derart eingestellt, dass er größer wird, wenn der Längs-Differenzialdruck des WGV erhöht wird. Wenn das erste Grund-Öffnungsgradkennfeld verwendet wird, dienen all die Daten des in 7 gezeigten Antriebsstromkennfelds als Kandidaten für den Antriebsstromwert I_D. Wenn das zweite Grund-Öffnungsgradkennfeld verwendet wird, dienen die Daten auf der linken Seite des Öffnungsgrads 100 - β %, wie in 7 gezeigt, als Kandidaten für den Antriebsstromwert I_D. Das heißt, wenn das zweite Grund-Öffnungsgradkennfeld verwendet wird, sind die Daten auf der rechten Seite des Öffnungsgrads 100 - β % keine Kandidaten für den Antriebsstromwert I_D.
Wie vorstehend ist beschrieben, wird gemäß der Ladedruckregelung gemäß dieser Ausführungsform, wenn die Ladedruckdifferenz gleich oder größer als der Schwellenwert ist, das erste Grund-Öffnungsgradkennfeld verwendet. Demgemäß kann in dem Fall, in dem der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist, und die Ladedruckdifferenz gleich oder größer als der Schwellenwert ist, der auf die Niederdruckkammer 72, welche in 2 gezeigt ist, wirkende Unterdruck bei dem maximalen Unterdruck gehalten werden. Daher kann der Öffnungsgrad des angetriebenen WGV auf dem vollständig geschlossenen Zustand gehalten werden, ohne durch den Differenzialdruck vor und nach dem WGV und ähnliches beeinflusst zu werden. In dem Fall, in dem die Ladedruckdifferenz kleiner als der Schwellenwert und der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist, wird das zweite Grund-Öffnungsgradkennfeld verwendet. Demgemäß kann in dem Fall, in dem die Ladedruckdifferenz kleiner als der Schwellenwert ist und der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist, der Unterdruck, welcher auf die Niederdruckkammer 72 wirkt, auf einem Wert gehalten werden, welcher kleiner als der maximale Unterdruck ist, genauer gesagt, auf einem Wert, dessen Absolutwert kleiner als der Absolutwert des maximalen Unterdrucks ist. Daher kann die Zeitdauer verkürzt werden, bis der auf die Niederdruckkammer 72 wirkende Unterdruck den erwünschten Wert erreicht, wenn der Ist-Ladedruck erhöht wird, sodass er in der nahen Zukunft gleich oder höher als der Soll-Ladedruck wird. Das heißt, es kann das Aufladeansprechverhalten zu dem Zeitpunkt sichergestellt werden, wenn der Ist-Ladedruck derart erhöht wird, dass er in der nahen Zukunft gleich oder höher als der Soll-Ladedruck wird.
8 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsbeispiels, welches ausgeführt wird, wenn die in 1 gezeigte ECU 50 die Ladedruckregelung gemäß der Ausführungsform der Erfindung ausführt. Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass eine in 8 gezeigt Routine wiederholt bei den Zyklen des Motors 10 ausgeführt wird. Zusätzlich ist das erste Grund-Öffnungsgradkennfeld als ein Standard-Grund-Öffnungsgradkennfeld eingestellt, welches durch die ECU 50 verwendet wird.
Bei der in 8 gezeigten Routine berechnet die ECU 50 zuerst die Motordrehzahl Ne (Schritt S10). Die ECU 50 berechnet die Motordrehzahl Ne auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 52.
Folgend auf den Schritt S10 berechnet die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzmenge Q (Schritt S12). Die ECU 50 berechnet die Kraftstoffeinspritzmenge Q auf der Grundlage des Ausgangssignals des Gaspedalbetätigungsmengensensors 51.
Folgend auf Schritt S12 stellt die ECU 50 auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und der Kraftstoffeinspritzmenge Q den Soll-Ladedruck ein, wählt den anzutreibenden Turbolader aus und bestimmt den Grund-Öffnungsgrad des angetriebenen WGV (Schritt S14). Die ECU 50 berechnet den Soll-Ladedruck auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und der Kraftstoffeinspritzmenge Q, welche in den Schritten S10, S12 berechnet worden sind, und dem vorstehend beschriebenen Soll-Ladedruck-Kennfeld. Die ECU 50 wählt den anzutreibenden Turbolader auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne, der Kraftstoffeinspritzmenge Q und dem vorstehend beschriebenen Kennfeld des anzutreibenden Turboladers aus. Die ECU 50 bestimmt den Grund-Öffnungsgrad des angetriebenen WGV auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne, der Kraftstoffeinspritzmenge Q und des ersten Grund-Öffnungsgradkennfelds.
Folgend auf Schritt S14 bestimmt die ECU 50, ob die Ausführung der Ladedruck-Regelung zulässig ist (Schritt S16). Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, überspringt die ECU 50 die Verarbeitung von Schritt S18 bis Schritt S26 und die Verarbeitung rückt zu Schritt S28 vor. Wenn das Bestimmungsergebnis positiv ist, erfasst die ECU 50 den Ist-Ladedruck (Schritt S18). Die ECU 50 erfasst den Ist-Ladedruck auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Ladedruck-Sensors 53.
Folgend auf Schritt S18 berechnet die ECU 50 die Ladedruckdifferenz (Schritt S20). Die ECU 50 berechnet eine Differenz zwischen dem in Schritt S14 berechneten Soll-Ladedruck und dem in Schritt S18 erfassten Ist-Ladedruck als Ladedruckdifferenz.
Folgend auf den Schritt S20 bestimmt die ECU 50, ob der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck und die Ladedruckdifferenz kleiner als der Schwellenwert ist (Schritt S22). Die ECU 50 bestimmt eine Größenbeziehung zwischen dem in Schritt S14 berechneten Soll-Ladedruck und dem in Schritt S18 erfassten Ist-Ladedruck. Die ECU 50 bestimmt auch, ob die Ladedruckdifferenz, welche in Schritt S20 berechnet worden ist, kleiner als der vorstehend beschriebene Schwellenwert ist. Wenn das Bestimmungsergebnis positiv ist, schaltet die ECU 50 das zu verwendende Grund-Öffnungsgradkennfeld von dem ersten Grund-Öffnungsgradkennfeld auf das zweite Grund-Öffnungsgradkennfeld um (Schritt S24). Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, überspringt die ECU 50 die Verarbeitung bei den Schritten S24, S26 und die Verarbeitung rückt zu Schritt S28 vor.
Folgend auf Schritt S24 bestimmt die ECU 50 den Grund-Öffnungsgrad des angetriebenen WGV auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne, der Kraftstoffeinspritzmenge Q und des zweiten Grund-Öffnungsgradkennfelds (Schritt S26).
In Schritt S28 berechnet die ECU 50 den finalen Öffnungsgrad des WGV. Die ECU 50 berechnet den vorstehend beschriebenen Regelungskorrekturwert auf der Grundlage der Ladedruckdifferenz, welche in Schritt S20 berechnet worden ist. Dann berechnet die ECU 50 den finalen Öffnungsgrad des WGV auf der Grundlage dieses Regelungskorrekturwerts und dem in Schritt S14 bestimmten Grund-Öffnungsgrad. Alternativ dazu berechnet die ECU 50 den finalen Öffnungsgrad des WGV auf der Grundlage des Regelungskorrekturwerts und dem in Schritt S26 bestimmten Grund-Öffnungsgrad.
Folgend auf Schritt S28 berechnet die ECU 50 die Abgasdruckdifferenz (Schritt S30). Die ECU 50 berechnet die Abgasdruckdifferenz auf der Grundlage der Ausgangssignale der Abgasdrucksensoren 55, 56 oder der Ausgangssignale der Abgasdrucksensoren 57, 58.
Folgend auf Schritt S30 bestimmt die ECU 50 den Antriebsstromwert I_D (Schritt S32). Die ECU 50 bestimmt den Antriebsstromwert I_D auf der Grundlage der in Schritt S30 berechneten Abgasdruckdifferenz des Antriebsstromkennfelds.
Wie vorstehend beschrieben, kann bei der in 8 gezeigten Routine das Grund-Öffnungsgradkennfeld zwischen dem ersten Grund-Öffnungsgradkennfeld und dem zweiten Grund-Öffnungsgradkennfeld in Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis bezüglich der Ladedruckdifferenz umgeschaltet werden. Demgemäß kann der Öffnungsgrad des angetrieben WGV zu dem Zeitpunkt in dem vollständig geschlossenen Zustand gehalten werden, zu dem der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist, und das Aufladeansprechverhalten zu dem Zeitpunkt sichergestellt werden, zu dem der Ist-Ladedruck erhöht wird, sodass er in naher Zukunft gleich oder höher als der Soll- Ladedruck wird.
Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass bei der bevorstehend beschriebenen Ausführungsform die Daten des Antriebsstromwerts I_D, welche auf der rechten Seite des Öffnungsgrads 100 - β %, wie in 7 gezeigt, liegen, dem „ersten Antriebsstromwert“ gemäß der Erfindung entsprechen. Zusätzlich entsprechen die Daten des Antriebsstromwerts I_D bei dem Öffnungsgrad 100 - β % dem „zweiten Antriebsstromwert“ gemäß der Erfindung. Der Öffnungsgrad 100 - β % wird als der Öffnungsgrad bei dem vollständig geschlossenen Zustand angesehen. In anderen Worten wird, wenn der Öffnungsgrad 100 - β % ist, angenommen, dass sich das WGV in dem vollständig geschlossenen Zustand befindet. Der Öffnungsgrad 100 - β % ist der Öffnungsgrad, welcher dem vollständig geschlossenen Zustand entspricht und ist so nahe wie möglich bei dem Zwischenöffnungsgrad.
Bei dem System gemäß der vorstehenden Ausführungsform ist ein sequenzieller Biturbolader vorgesehen, bei dem die zwei Turbolader 22, 24 in Serie angeordnet sind. Jedoch kann die vorstehend beschriebene Ladedruck-Regelung auch auf ein System mit einem einzigen Turbolader angewandt werden, welche einen beliebigen der Turbolader 22, 24 umfasst.
Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welcher einen Turbolader und ein Unterdruck-Wastegate-Ventil aufweist, welche eine elektronische Steuerungseinheit (50) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, i) einen ersten Antriebsstromwert an ein Druckregelventil (78) anzulegen, um so einen Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils in dem vollständig geschlossenen Zustand zu halten, wenn ein Ist-Ladedruck niedriger als ein Soll-Ladedruck ist und eine Ladedruckdifferenz zwischen dem Ist-Ladedruck und dem Soll-Ladedruck gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, und ii) einen zweiten Antriebsstromwert, welcher kleiner als der erste Antriebsstromwert ist, an dem Druckregelventil (78) anzulegen, wenn der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck und die Ladedruckdifferenz kleiner als der Schwellenwert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016200027 A [0002]

Claims

Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welcher einen Turbolader und ein Wastegate-Ventil aufweist, wobei der Turbolader eine Turbine, welche durch ein durch eine Abgasleitung (16) des Verbrennungsmotors strömendes Abgas angetrieben wird, und einen Kompressor aufweist, welcher mit der Turbine verbunden und dazu ausgelegt ist, eine durch eine Ansaugleitung (14) des Verbrennungsmotors strömende Luft zu komprimieren, wobei das Wastegate-Ventil ein Unterdruck-Wastegate-Ventil ist, welches in einer Bypassleitung vorgesehen ist, welche die Turbine in der Abgasleitung (16) umgeht, und das Wastegate-Ventil derart ausgelegt ist, dass ein Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils von einem vollständig geöffneten Zustand zu einem vollständig geschlossenen Zustand verändert wird, wenn ein Druckregelventil (78) einen Unterdruck regelt, wobei die Steuerungsvorrichtung eine elektronische Steuerungseinheit (50) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, i) einen ersten Antriebsstromwert an dem Druckregelventil (78) anzulegen, um so den Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils in dem vollständig geschlossenen Zustand zu halten, wenn ein Ist-Ladedruck, welcher ein Ist-Druck der durch einen Abschnitt der Ansaugleitung (14) stromabwärts des Kompressors strömenden Luft ist, niedriger als ein Soll-Ladedruck ist und eine Ladedruckdifferenz zwischen dem Ist-Ladedruck und dem Soll-Ladedruck gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, und ii) einen zweiten Antriebsstromwert, welcher kleiner als der erste Antriebsstromwert ist, an dem Druckregelventil (78) anzulegen, wenn der Ist-Ladedruck niedriger als der Soll-Ladedruck ist und die Ladedruckdifferenz kleiner als der Schwellenwert ist.
Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Antriebsstromwert den Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils in dem vollständig geschlossenen Zustand hält, bei dem der Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils so nahe wie möglich bei einem Zwischenöffnungsgrad liegt.