DE102018208192A1 - Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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Yuji Kubota
Takahiko Ono
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Abstract

In einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wenn ein durch ein Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement berechnetes Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis größer als ein durch ein Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement berechnetes Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis ist, eine obere Grenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis beschränkt wird, und eine Änderungsrate des Ziel-Vor/Nach-Kompressorverhältnisses durch einen Änderungsratengrenzwert beschränkt wird, während einer Änderungsratenbeschränkungsperiode, nachdem eine Obergrenzenbeschränkungsverarbeitung gestartet ist, wodurch verhindert wird, dass das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis plötzlich durch eine plötzliche Schwankung in einer Kompressorkanalflussrate schwankt, und verhindert wird, dass die Überrotation der Turbine und das Steuer-Hunting auftritt.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und insbesondere eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche ausgebildet ist, um einen Verbrennungsmotor zu steuern, welcher mit einem eine Turbine und einen Kompressor umfassenden Turbolader versehen ist.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Bis hierhin wurde, um eine Leistung eines als ein Verbrennungsmotor dienenden Motors zu erhöhen, eine Installation eines Turboladers in dem Motor vorgeschlagen. Der Turbolader wird ebenso als „Superlader“ bezeichnet und ist aus einer Turbine und einem Kompressor gebildet. Der Turbolader ist eine Vorrichtung, welche ausgebildet ist, um die in einem Abgaskanal vorgesehene Turbine mit Abgas zu drehen, um den in einem Einlasskanal vorgesehenen Kompressor zu bewegen, wodurch eine Verstärkung des Drucks erhöht wird.
  • Bei dem Turbolader besteht die Möglichkeit, dass, wenn der Motor in einem Rotation/Hochbelastungszustand ist, sich der Verstärkungsdruck mehr als notwendig erhöht, was in einer Beschädigung des Motors resultiert. Daher ist normalerweise ein Abgasbypassdurchgang auf einer vorgelagerten Seite der Turbine vorgesehen, um den Verstärkungsdruck einzustellen. Ein Wastegateventil ist in dem Abgasbypassdurchgang vorgesehen und ein Teil eines durch den Abgaskanal fließenden Abgases wird in dem Abgasbypassdurchgang durch das Wastegateventil umgeleitet. Auf diese Weise wird der Verstärkungsdruck auf ein geeignetes Niveau durch Einstellen einer Einflussmenge des Abgases in die Turbine gesteuert.
  • Mit anderen Worten werden der Abgasdruck und der Verstärkungsdruck des Turboladers in Korrespondenz mit einem Öffnungsgrad des Wastegateventils gesteuert. Ein Steuerbetrag des Öffnungsgrad des Wastegateventils wird basierend auf der Umdrehungsanzahl des Motors und einer Last an dem Motor durch eine geschlossene Schleifensteuerung bestimmt, welche zu einem Zielbetrag eines Einlasssystems gehört, welcher vorab bestimmt ist, oder eine einfache offene Schleifensteuerung. Beispiele des Zielbetrags umfassen einen eingestellten Verstärkungsdruck und eine eingestellte Einlassluftmenge.
  • Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche ausgebildet ist zum Berechnen eines Wastegateventilsteuerwerts, wird beispielsweise in dem japanischen Patent mit der Nummer 5420013 beschrieben. In dem japanischen Patent mit der Nummer 5420013 wird zuerst ein Zieldrosselvorlaufdruck berechnet, basierend auf einer Zielladeeffizienz und einer Drehgeschwindigkeit. Dann wird eine für ein Betreiben eines Turboladers notwendige Zielkompressorantriebskraft berechnet, basierend auf einer Zieleinlassluftflussrate und dem Zieldrosselvorlaufdruck. Weiter wird eine Abgasflussrate berechnet, basierend auf einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einer Einlassluftflussrate. Dann wird der Wastegateventilsteuerwert basierend auf der Abgasflussrate und der Zielkompressorantriebskraft unter Verwendung einer solchen Beziehung berechnet, dass Eigenschaften der Abgasflussrate und einer Kompressorantriebskraft nur von dem Wastegateventilsteuerwert abhängen.
  • Gleichzeitig nimmt in dem Turbolader, wenn eine Überrotation auftritt, was ein Zustand ist, wobei eine Turbinendrehzahl, welches die Anzahl von Umdrehungen des Turboladers ist, zu hoch ist, eine mechanische Last auf Komponenten des Turboladers zu. In dem japanischen Patent mit der Nummer 5420013 wird die Überrotation der Turbinendrehzahl nicht erwähnt.
  • Ein Verfahren zum Adressieren der Überrotation der Turbinendrehzahl wird beispielsweise in dem japanischen Patent mit der Nummer 5853403 beschrieben. In dem japanischen Patent mit der Nummer 5853403 wird zuerst ein Turbinenüberrotation-Unterdrückungsverstärkungsdruck, welcher einem Kompressor nachgelagert ist, durch Verwenden eines Vorlaufseiteneinlassdrucks, was ein Einlassdruck auf einer nachgelagerten Seite des Kompressors ist, und einem Turbinenbegrenzungsdrehzahl-Druckverhältnis berechnet. Dann wird der Turbolader basierend auf dem Turbinenüberrotation-Unterdrückungsverstärkungsdruck gesteuert, wodurch ein Auftreten der Überrotation der Turbine verhindert wird.
  • Die in dem japanischen Patent mit der Nummer 5853403 beschriebene Steuervorrichtung ist ausgebildet zum Steuern des Turboladers basierend auf dem Turbinenüberrotation-Unterdrückungsverstärkungsdruck, wenn die Drehzahl in einen Bereich über der Turbinenbegrenzungsdrehzahl von einem Bereich eintritt, welcher gleich oder geringer als die Turbinenbegrenzungsdrehzahl ist, wodurch ein Auftreten der Überrotation der Turbine verhindert wird. Allerdings wird, falls der Turbolader gesteuert wird, um den Turbinenüberrotation-Unterdrückungsverstärkungsdruck zu erhalten, welcher zu einer Einlassluftmenge gehört, basierend auf Eigenschaften der Einlassluftmenge bei der Turbinenbegrenzungsdrehzahl und einem Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis, wenn die Drehzahl in den Bereich über die Turbinenbegrenzungsdrehzahl eintritt, ein Steuerzielverstärkungsdruck derart verringert, dass der Turbolader den Turbinenüberrotation-Unterdrückungsverstärkungsdruck erlangt. Im Ergebnis vermindert sich die Einlassluftmenge und der Turbinenüberrotation-Unterdrückungsverstärkungsdruck wird als ein Ergebnis der Verminderung in der Einlassluftmenge erhöht. Daher, wenn der Steuerzielverstärkungsdruck erhöht wird, erhöht sich entsprechend die Einlassluftmenge erneut. Im Ergebnis vermindert sich der Turbinenüberrotation-Unterdrückungsverstärkungsdruck und der Steuerzielverstärkungsdruck wird vermindert. Die Steuerung kann folglich zu einer sogenannten „Steuerungsjagd“ (Control Hunting) führen, und zwar eine Wiederholung der oben beschriebenen Serie von Operationen.
  • Weiter weicht als ein Ergebnis einer Jagd nach dem Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis eine Rückkopplungssteuerung des Öffnungsgrads des Wastegateventils ab, was in einer Steuerung zu einer geschlossenen Seite resultiert, was folglich zu der Überrotation der Turbine führen kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Problems gemacht und weist eine Aufgabe auf zum Bereitstellen einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche geeignet ist ein Auftreten einer Überrotation einer Turbine eines Turboladers zu verhindern und ein Auftreten einer Steuerungsjagd (Englisch: Control Hunting) zu verhindern.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, welche ausgebildet ist zum Steuern eines für ein Fahrzeug vorgesehenen Verbrennungsmotors, wobei das Fahrzeug umfasst: ein Drosselventil, welches in einem Einlasskanal des Verbrennungsmotors vorgesehen ist; einen Luftflusssensor, welche ausgebildet ist zum Detektieren einer Einlassluftflussrate in dem Einlasskanal des Verbrennungsmotors; einen Turbolader, welcher eine in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors vorgesehene Turbine und einen in dem Einlasskanal des Verbrennungsmotors vorgesehenen Kompressor umfasst, und ausgebildet zum integralen rotieren mit der Turbine; einen Abgasbypasskanal, welcher ausgebildet ist, um zulassen, dass eine vorgelagerte Seite und eine nachgelagerte Seite der Turbine miteinander kommunizieren; ein Wastegateventil, welches in dem Abgasbypasskanal vorgesehen ist, und ausgebildet ist zum Einstellen einer Flussrate eines Abgases des Verbrennungsmotors, welches durch den Abgasbypasskanal fließt; ein Stellmotor, welcher ausgebildet ist zum Betreiben des Wastegateventils, um eine Offen-Position des Wastegateventils zu verändern; und ein Drosselvorlaufdrucksensor, welcher ausgebildet ist zum Detektieren eines tatsächlichen Drosselvorlaufdrucks mit einem tatsächlichen Wert eines Drucks einer Einlassluft an einer vorgelagerten Seite des Drosselventils, welche durch den Kompressor komprimiert ist, wobei die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor umfasst: eine Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist zum Berechnen eines Zieldrosselvorlaufdrucks mit einem Zielwert des Drucks der durch den Kompressor komprimierten Einlassluft, basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors; eine Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist zum Berechnen eines Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses basierend auf dem Zieldrosselvorlaufdruck; eine Rückkopplungskorrekturbetrags-Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist zum Ausführen einer Rückkopplungssteuerung, welche zu einer Differenz zwischen dem durch den Drosselvorlaufdrucksensor detektierten tatsächlichen Drosselvorlaufdruck und dem durch die Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungseinheit berechneten Zieldrosselvorlaufdruck, um dadurch einen Rückkopplungskorrekturbetrag für einen Zielöffnungsgrad des Wastegateventils basierend auf dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis zu berechnen; eine Zielöffnungsgrad-Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist zum Berechnen, basierend auf dem Rückkopplungskorrekturbetrag, des Zielöffnungsgrads des Wastegateventils, notwendig zum Abstimmen des tatsächlichen Drosselvorlaufdrucks mit dem Zieldrosselvorlaufdruck, um den Zielöffnungsgrad an den Stellmotor auszugeben; eine Kompressorkanalflussraten-Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist zum Berechnen einer Kompressorkanalflussrate, welche durch den Kompressor hindurchtritt, basierend auf der durch den Luftflusssensor detektierten Einlassluftflussrate; eine Kompressorvorlaufseitendruck-Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist zum Berechnen eines Drucks auf einer Vorlaufseite des Kompressors basierend auf einem Atmosphärendruck; eine Kompressornachlaufseitendruck-Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist zum Berechnen eines Drucks auf einer Nachlaufseite des Kompressors aus dem durch den Drosselvorlaufdrucksensor detektierten tatsächlichen Drosselvorlaufdruck; und eine Turbinenbegrenzungszeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist zum Berechnen, basierend auf der Kompressorkanalflussrate, eines Turbinenbegrenzungszeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis, welches ein Druckverhältnis des Drucks auf der nachgelagerten Seite zu dem Druck auf der vorgelagerten Seite des Kompressors ist, bei einer Turbinenbegrenzungsdrehzahl, wobei: die Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungseinheit ausgebildet ist zum Vergleichen des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses und des Turbinenbegrenzungszeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses miteinander und zum Ausführen einer Obergrenzenbegrenzungsverarbeitung zum Begrenzen des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses durch das Turbinenbegrenzungszeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis, wenn das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis mehr als das Turbinenbegrenzungszeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis ist; und die Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungseinheit ausgebildet ist zum Ausführen einer Änderungsratenbegrenzungsverarbeitung zum Begrenzen einer Änderungsrate des durch das Turbinenbegrenzungszeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis begrenzten Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis, sodass ein Überschreiten eines vorab eingestellten Änderungsratengrenzwerts während einer vorab eingestellten Periode verhindert wird, nachdem ein Ausführen der Obergrenzenbegrenzungsverarbeitung begonnen hat.
  • Mit der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der vorliegenden Erfindung wird, wenn das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis das Turbinenbegrenzungszeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis überschreitet, die Obergrenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses durch das Turbinenbegrenzungszeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis begrenzt und wird die Änderungsrate des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses durch den Änderungsratengrenzwert während der vorab eingestellten Periode begrenzt, wodurch ermöglicht wird, dass eine plötzliche Schwankung des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses aufgrund der plötzlichen Schwankung der Kompressorkanalflussrate vermieden wird, was dazu führt, dass das Auftreten der Überrotation der Turbine und das Auftreten des Control Hunting verhindert wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm für eine schematische Darstellung einer Konfiguration eines Einlass/Abgassystems einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist ein Blockdiagramm zum schematischen Darstellen einer Konfiguration der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist ein funktionales Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Wastegateventil-Steuereinheit in einer ECU aus 2 und der betreffenden Teile.
    • 4 ist ein Graph zum Zeigen eines Beispiels einer Berechnungstabelle zum Bestimmen eines Turbinenbegrenzungszeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses in der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 5A ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Beispiels von Verhaltensweisen einer Kompressorkanalflussrate und eines Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses während einer Beschleunigungsübergangsoperation in einer Vorrichtung aus dem Stand der Technik.
    • 5B ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Beispiels von Verhaltensweisen einer Kompressorkanalflussrate und eines Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses während einer Beschleunigungsübergangsoperationen der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 5C ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Beispiels der Verhaltensweisen der Kompressorkanalflussrate und des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses während der Beschleunigung Übergangsoperationen der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 5D ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Beispiels der Verhaltensweisen der Kompressorkanalflussrate und des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses während der Beschleunigung Übergangsoperation in der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6 ist eine Tabelle zum Anzeigen eines Beispiels einer Karte zum Bestimmen eines Zieldrosselvorlaufdrucks in der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 7A und 7B sind Flussdiagramme zum Darstellen eines Beispiels einer Operation einer Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungseinheit in der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm zum schematischen Darstellen einer Konfiguration eines Einlasssystems und eines Abgassystems eines Motors, welcher durch eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu steuern ist. Die diesen Motor umfassende Konfiguration aus 1 ist in einem Fahrzeug vorgesehen. In 1 ist ein Kurbelwinkelsensor 11, welcher zum Erzeugen eines elektrischen Signals entsprechend eines Rotationswinkels einer Kurbelwelle eines Motors 1 ausgebildet ist, für die Kurbelwelle vorgesehen. Darüber hinaus sind ein Einlassrohr 2 zum Bilden eines Einlasskanals und ein Abgasrohr 7 zum Bilden eines Abgaskanals jeweils an einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss einer Brennkammer des Motors 1 verbunden.
  • Eine Luftreinigungseinheit 3, welche zum Reinigen einer in das Einlassrohr 2 eingelassenen äußeren Luft ausgebildet ist, ist an dem am meisten vorgelagerten Ende des Einlassrohrs 2 angebracht. Das Einlassrohr 2 ist mit einem Luftflusssensor 12 und einem Einlasslufttemperatursensor 13 auf einer nachgelagerten Seite der Luftreinigungseinheit 3 vorgesehen, mit anderen Worten auf einer Seite, welche näher an dem Motor 1 ist. Der Luftflusssensor 12 ist ausgebildet zum Erzeugen eines zu einer Einlassluftflussrate gehörigen elektrischen Signals. Der Einlasslufttemperatursensor 13 ist ausgebildet zum Erzeugen eines zu einer Einlasslufttemperatur gehörigen elektrischen Signals. In 1 ist ein Beispiel dargestellt, wobei der Luftflusssensor 12 und der Einlasslufttemperatursensor 13 integral miteinander ausgebildet sind, allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und der Luftflusssensor 12 und der Einlasslufttemperatursensor 13 können unabhängig voneinander gebildet sein. Zusätzlich ist ein Atmosphärendruck Sensor 9, welcher zum Erzeugen eines zu einem atmosphärischen Druck gehörigen elektrischen Signals ausgebildet ist, auf der nachgelagerten Seite der Luftreinigungseinheit 3 an dem Einlassrohr 2 vorgesehen. Der Atmosphärendruck Sensor 9 kann in eine später beschriebene ECU 100 eingebaut sein.
  • Ein Abgasreinigungskatalysator 22 ist an dem Abgasrohr 7 vorgesehen. In dem Abgasrohr 7 ist auf einer nachgelagerten Seite des Abgasreinigungskatalysators 22, das heißt auf der Seite, welche näher an dem Motor 1 ist, einen Luftkraftstoff-Verhältnis-Sensor 16 vorgesehen, welche ausgebildet ist zum Erzeugen eines elektrischen Signals, welches zu einem Verhältnis eines Kraftstoffs oder Sauerstoffs in einem Verbrennungsgas gehört.
  • Darüber hinaus ist ein Turbolader 36 in dem aus dem Einlassrohr 2 und dem Abgasrohr 7 gebildeten Einlass/Abgassystem vorgesehen. Der Turbolader 36 umfasst einen Kompressor 31, eine Turbine 32 und eine Welle 37 zum koppeln des Kompressors 31 und der Turbine 32 miteinander. Die Turbine 32 ist auf der vorgelagerten Seite des Abgasreinigungskatalysators 22 des Abgasrohrs 7 vorgesehen und ist ausgebildet, um für eine Rotation durch das Abgas betrieben zu werden, welches durch das Abgasrohr 7 kommuniziert. Der Kompressor 31 ist auf der nachgelagerten Seite der Luftreinigungseinheit 3 an dem Einlassrohr 2 vorgesehen. Der Kompressor 31 ist ausgebildet, um für eine Rotation durch die Rotation der Turbine 32 betrieben zu werden, um die Luft in dem Einlasskanal zu komprimieren.
  • Ein Turboladerrotationssensor 38, welcher ausgebildet ist zum Messen einer Turboladerrotationsgeschwindigkeit Nt, ist in dem Turbolader 36 vorgesehen. Anstatt den zum direkten Messen der Turboladerrotationsgeschwindigkeit Nt ausgebildeten Turboladerrotationssensor zu verwenden, kann ein Verfahren zum Abschätzen der Turboladerrotationsgeschwindigkeit Nt aus einer Sensorinformation von anderen Sensoren verwendet werden.
  • Ein Luftbypassventil 33 ist auf einer nachgelagerten Seite des Kompressors 31 vorgesehen. Das Luftbypassventil 33 ist ausgebildet zum Umleiten von komprimierter Luft auf eine vorgelagerte Seite des Kompressors 31, sodass verhindert wird, dass ein Verstärkungsdruck zu hoch wird, um das Einlassrohr 2 zu beschädigen, hauptsächlich wenn ein Beschleuniger freigegeben wird. Ein Zwischenkühler 30, welcher zum Kühlen der komprimierten Luft ausgebildet ist, ist an einer nachgelagerten Seite des Bypassventils 33 vorgesehen. Ein Drosselventil 4, welches zum Einstellen eines an den Motor 1 zugeführten Luftbetrags ausgebildet ist, ist an einer nachgelagerten Seite des Zwischenkühlers 33 vorgesehen. Ein Drosselpositionssensor 14, welcher zum Erzeugen eines elektrischen Signals ausgebildet ist, welches zu einem Öffnungsgrad des Drosselventils 4 gehört, ist mit dem Drosselventil 4 verbunden. Darüber hinaus ist ein Drosselvorlaufdrucksensor 35 auf einer vorgelagerten Seite des Drosselventils 4 vorgesehen. Der Drosselvorlaufdrucksensor 35 ist ausgebildet zum Erzeugen eines elektrischen Signals, welches zu einem Luftdruck zwischen dem Zwischenkühler 30 und dem Drosselventil 4 gehört, und zwar eines Drosselvorlaufdrucks P2. Der durch den Drosselvorlaufdrucksensor 35 detektierte Drosselvorlaufdruck P2 gehört zu einem tatsächlichen Drosselvorlaufdruck, welches ein tatsächliche Wert des Drucks der durch den Kompressor 31 komprimierten Einlassluft ist. Anstelle des Drosselvorlaufdrucksensors 35, welcher zum direkten Messen des Drosselvorlaufdrucks P2 ausgebildet ist, kann ein Drosselvorlaufdruck-Abschätzungselement vorgesehen sein, welches ausgebildet ist zum Berechnen eines Schätzwerts des Drosselvorlaufdrucks P2 aus einer Sensorinformation von anderen Sensoren.
  • Weiter ist ein Ausgleichsbehälter 5 zum Verhindern eines Einlassluft-Pulsierens auf einer nachgelagerten Seite des Drosselventils 4 an dem Einlassrohr 2 vorgesehen. Ein Einlasskrümmerdrucksensor 15, welcher zum Erzeugen eines zu einem Luftdruck in dem Ausgleichsbehälter 5 gehörigen elektrischen Signals ausgebildet ist, ist für den Ausgleichsbehälter 5 vorgesehen. Der Luftflusssensor 12 und der Einlasskrümmerdrucksensor 15 können beide vorgesehen sein oder lediglich der Einlasskrümmerdrucksensor 15 kann vorgesehen sein. Falls nur der Einlasskrümmerdrucksensor 15 installiert ist, ist der Einlasslufttemperatursensor 13 für den Ausgleichsbehälter 5 vorgesehen, wie in 1 dargestellt. Obwohl 1 eine Darstellung eines Beispiels ist, bei welchem beide Sensoren 15 und 13 unabhängig voneinander ausgebildet sind, können die Sensoren 15 und 13 integral vorgesehen sein.
  • Eine Einspritzeinheit 17, welche zum Einspritzen von Kraftstoff in Richtung des Einlassanschlusses der Verbrennungskammer des Motors 1 ausgebildet ist, ist auf einer nachgelagerten Seite des Ausgleichsbehälters 5 an dem Einlassrohr 2 vorgesehen. Die Einspritzeinheit 17 kann derart vorgesehen sein, dass der Kraftstoff direkt in einen Zylinder 8 eingespritzt wird.
  • Eine Zündkerze 18 und eine Zündspule 19 sind in einem oberen Abschnitt des Zylinders 8 vorgesehen. Die Zündkerze 18 ist ausgebildet zum Zünden einer brennbaren Mischung, welche durch Mischen der in den Motor 1 eingelassenen Luft und des durch die Einspritzeinheit 17 eingespritzten Kraftstoffs erzeugt wird. Die Zündspule 19 ist ausgebildet zum Erzeugen eines Vermögens an der Zündkerze 18. Darüber hinaus ist ein Einlassventil 20, welches zum Einstellen einer von dem Einlassrohr 2 in den Zylinder 8 eingelassenen Luftmenge ausgebildet ist, an dem Einlassanschluss der Brennkammer des Motors 1 vorgesehen und ist ein Abgasventil 21, welches zum Einstellen einer von dem Zylinder 8 in das Abgasrohr 7 abgelassenen Luftmenge ausgebildet ist, an dem Abgasanschluss der Brennkammer des Motors 1 vorgesehen.
  • An einer vorgelagerten Seite der Turbine 32 ist ein Wastegateventil 34 vorgesehen, welches zum umlenken des Abgases in den Abgasbypasskanal 40 ausgebildet ist, um zu verhindern, dass der Motor 1 beschädigt wird, wenn der Verstärkungswandler in einem Rotation/Last-Zustand zunimmt. Der Abgasbypasskanal 40 ist derart vorgesehen, dass die vorgelagerte Seite und eine nachgelagerten Seite der Turbine 32 miteinander kommunizieren. Das Wastegateventil 34 ist auf der vorgelagerten Seite der Turbine 32 vorgesehen und ist ausgebildet zum Ändern eines Flusskanal Querschnitts des Abgasbypasskanals 40. Im Ergebnis wird die Flussrate des durch den Abgasbypasskanal 40 fließenden Abgases eingestellt. Das Wastegateventil 34 wird durch einen Stellmotor 34a des Wastegateventils 34 betrieben, was in der später beschriebenen 2 dargestellt ist. Der Stellmotor 34a kann ein Druckstellmotor, welcher zum Steuern eines auf eine Membran angelegten Drucks ausgebildet ist, oder ein elektrischer Stellmotor sein, welcher zum Betreiben eines Ventils durch eine direkte Anweisung eines Ventilöffnungsgrads ausgebildet ist.
  • 2 ist ein Blockdiagramm zum schematischen Darstellen einer Konfiguration eines Steuersystems der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 2 ist eine elektronische Steuereinheit 100 ausgebildet zum Empfangen der jeweiligen elektrischen Signale, welche durch den Kurbelwinkelsensor 11, den Luftflusssensor 12, den Einlasslufttemperatursensor 13, den Drosselpositionssensor 14, den Einlasskrümmerdrucksensor 15 und den Luftkraftstoff-Verhältnis-Sensor 16 erzeugt sind. Die elektronische Steuereinheit 100 wird nachfolgend als „ECU 100“ bezeichnet.
  • Darüber hinaus ist die ECU 100 ausgebildet zum Empfangen der jeweiligen elektrischen Signale, welche durch den Atmosphärendrucksensor 9, den Drosselvorlaufdrucksensor 35 und dem Turboladerrotationssensor 38 erzeugt sind, welche für den Turbolader 36 notwendig sind. Weiter ist die ECU 100 ebenso ausgebildet zum Empfangen von elektrischen Signalen von verschiedenen Sensoren OS außer den oben genannten Sensoren 9, 11 bis 16, 35 und 38. Diese verschiedenen Sensoren OS umfassen einen Beschleunigungspositionssensor, welcher zum Erzeugen eines zu einem Bedienbetrag des Beschleunigers gehörenden elektrischen Signals ausgebildet ist, einen Sensor für eine Verbrennungssteuerung des Motors eins, Sensoren für eine Verhaltenssteuerung des Fahrzeugs und etwas Ähnliches. Die Sensoren für die Verhaltenssteuerung des Fahrzeugs umfassen beispielsweise einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Wassertemperatursensor und etwas Ähnliches.
  • Weiter ist die ECU 100 ausgebildet zum Berechnen eines abgeschätzten Abtriebsdrehmoments, welches durch Abschätzen eines von dem Motor 1 erzeugten tatsächlichen Drehmoments erhalten ist, basierend auf Teilen von Eingangsdaten (a) bis (e), welche von den jeweiligen Sensoren 9, 11 bis 16, 35 und OS eingegeben sind, welche nachstehend beschrieben werden, und berechnet ein Zielabtriebsdrehmomment basierend auf den Eingangsdaten von den jeweiligen Sensoren 9, 11 bis 16, 35 und OS und einen Drehmomentanfragewert TRR von anderen Steuereinheiten OCO. Die anderen Steuereinheiten OCO umfassen beispielsweise jeweilige Steuereinheiten für eine Getriebesteuerung, eine Bremssteuerung, eine Traktionssteuerung, eine Stabilitätssteuerung und etwas Ähnliches.
    • (a) eine Rotationsgeschwindigkeit Ne von dem Kurbelwinkelsensor 11
    • (b) eine tatsächliche gemessene Luftflussrate Qr von dem Luftflusssensor 12.
    • (C) eine Einlasslufttemperatur AT von dem Einlasslufttemperatursensor 13
    • (d) einen Drosselöffnungsgrad TH von dem Drosselpositionssensor 14
    • (e) einen Einlasskrümmerdruck Pb von dem Einlasskrümmerdrucksensor 15
    • (f) ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF von dem Luftflussverhältnis Sensor 16
    • (g) einen Atmosphärendruck AP von dem Atmosphärendrucksensor 9
    • (h) den Drosselvorlaufdruck P2 von dem Drosselvorlaufdrucksensor 35
    • (i) einen Beschleunigeröffnungsgrad D von dem Beschleunigeröffnungsgradsensor (MUS), ausgebildet zum Detektieren des Öffnungsgrads des an dem Fahrzeug vorgesehenen Beschleunigers
  • Weiter, um das Zielantriebsdrehmoment zu erzielen, nimmt die ECU 100 Bezug auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF und auf Steuerziele zum Steuern eines Stellmotors 4a des Drosselventils 4, um einen Zielwert der Zieleinlassluftflussrate Qat zu erzielen, um einen Stellmotor 17a der Einspritzeinheit 17 zu betreiben, um einen Zielwert des Luftflussverhältnisses AF zu erzielen, eine Primärspule 19a der Zündspule 19 aufzuladen, um einen Zielwert eines Zündzeitpunkts zu erzielen, und den Stellmotor 34a des Wastegateventils 34 zu betreiben, um einen Zielwert des Wastegateventilöffnungsgrads zu erzielen. Die jeweiligen Zielwerte umfassen beispielsweise einen Phasenwinkel bei einer Einlass- oder Abgas-Variablen-Ventilzeitpunkt (VVT) Steuerung, eine Gasrezirkulations (EGR) Rate und einen Zündzeitpunkt.
  • Weiter ist die ECU 100 ebenso ausgebildet zum Berechnen von Zielwerten für verschiedene Stellmotoren OAC für verschiedene Vorrichtungen außer den oben beschriebenen Stellmotoren.
  • In diesem Fall ist die ECU 100 ein Mikroprozessor, welcher eine CPU 100a und ein Speicherelement 100b umfasst. Die CPU 100a führt eine Berechnungsverarbeitung aus. Das Speicherelement 100b umfasst einen ROM zum Speichern von Programmdaten und Fixwertdaten und einen RAM zum Aktualisieren der gespeicherten Daten, um diese sequenziell zu überschreiben.
  • 3 ist ein funktionales Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer funktionalen Konfiguration einer Wastegateventil-Steuereinheit 110, welche in der ECU 100 aus 2 vorgesehen ist, und dessen betreffende Elemente. Jeweilige Funktionen 120 bis 130 der in 3 dargestellten Wastegateventil-Steuereinheit 110 werden durch Software umgesetzt. Die Software wird als Programm beschrieben und wird in dem des Speicherelements 100b der ECU 100 gespeichert. Die CPU 100a der ECU 100 ist ausgebildet zum Auslesen und Ausführen der in dem RAM gespeicherten Programme, wodurch die jeweiligen Funktionen 120 bis 130 der Wastegateventil-Steuereinheit 110 umgesetzt werden.
  • Wie in 3 dargestellt, umfasst die Wastegateventil-Steuereinheit 110 ein Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungselement 120, ein Kompressorkanalflussraten-Berechnungselement 121, ein Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 122, ein Kompressorvorlaufseitendruck-Berechnungselement 123, ein Kompressornachlaufseitendruck-Berechnungselement 124, ein Tatsächliches-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 125, ein Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126, ein Zielkompressorantriebskraft-Berechnungselement 127, ein Tatsächliches-Kompressorantriebskraft-Berechnungselement 128, ein Rückkopplungskorrekturbetrag-Berechnungselement 129 und ein Zielöffnungsgrad-Berechnungselement 130.
  • In 3 ist als eine Motoreinheit 1A lediglich ein Hauptelement betreffend den Turbolader 36 aus den Konfigurationen in dem Einlass/Abgassystem aus 1 dargestellt. In 3 sind als das Turbolader-Hauptelement nur die Turbine 32, der Kompressor 31, das Luftbypassventil 33 und das Wastegateventils 34 dargestellt. Darüber hinaus sind in 3 als Stellvertreter der jeweiligen Sensoren lediglich der Drosselvorlaufdrucksensor 35 und der Luftflusssensor 12 dargestellt.
  • Nun wird eine Beschreibung der jeweiligen Funktionen 120 bis 130 der Waste-Gate-Ventil Steuereinheit 110 gegeben.
  • Das Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungselement 120 ist ausgebildet zum Berechnen eines Zieldrosselvorlaufdrucks P2t, welches einen Zielwert des Drucks der durch den Kompressor 31 komprimierten Einlassluft ist, basierend auf dem Betriebszustand des Motors 1. Bei diesem Fall werden als eine Information über den Betriebszustand des Motors 1 beispielsweise die Rotationsgeschwindigkeit Ne und eine Zielladeeffizienz Ect des Motors 1 verwendet. Die Rotationsgeschwindigkeit E des Motors 1 wird durch den oben genannten Kurbelwinkelsensor detektiert.
  • Mit Bezug zu 6 wird nun eine bestimmte Beschreibung eines Beispiels eines Berechnungsverfahrens durch das Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungselement 120 des Zieldrosselvorlaufdrucks P2t gegeben. 6 ist eine Tabelle zum Zeigen eines Beispiels einer Karte zum Bestimmen des Zieldrosselvorlaufdrucks P2t. In der in 6 gezeigten Karte ist die Einheit des Zieldrosselvorlaufdrucks kPa. In der Karte von 6 werden Werte des Zieldrosselvorlaufdrucks T2c vorab gespeichert, während die Umdrehungszahl des Motors, was die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Motors 1 ist, und der Beschleunigeröffnungsgrad auf 2 Achsen eingestellt. Somit ist das Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungselement 120 ausgebildet zum Bezugnehmen auf die Karte von 6, wodurch diese dazu geeignet ist, den Wert des Zieldrosselvorlaufdrucks P2t aus der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Motors 1 und des Beschleunigeröffnungsgrad eindeutig zu bestimmen.
  • Das Kompressorkanalflussraten-Berechnungselement 121 ist ausgebildet zum Berechnen einer Kompressorkanalflussrate Qc, bei welcher eine Umgebungskorrektur für einen Standardluftzustand bei einer Standardtemperatur und einem Standarddruck ausgeführt wird, entsprechend Gleichung 1, basierend auf der durch den Luftflusssensor 12 detektierten tatsächlichen gemessenen Luftflussrate Qr, der Einlasslufttemperatur AT und des Atmosphärendrucks AP. Qc = Qr × √ ( AT / 293,15 ) × 101,32 / AP
    Figure DE102018208192A1_0001
    Das Turbinenreferenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 122 ist ausgebildet zum Berechnen eines Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses, welches zu der Kompressorkanalflussrate mit der Turbinenglanzzeit gehört, basierend auf Eigenschaftsdaten, welche eine Beziehung zwischen der Kompressorkanalflussrate bei der Rotation bei der Turbinengrenzdrehzahl und dem Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis darstellt.
  • 4 ist ein Diagramm zum Zeigen eines Beispiels einer Berechnungstabelle zum Bestimmen eines Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 122. 4 weist die Kompressorkanalflussrate als eine horizontale Achse und ein Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis, welches ein Verhältnis des Kompressornachlaufseitendrucks zu dem Kompressorvorlaufseitendruck ist, als eine vertikale Achse auf.
  • Eigenschaftskurven A1 bis A3 aus 4 stellen jeweils eine Korrelation zwischen der Kompressorkanalflussrate und dem Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis dar, wenn die Umdrehungsanzahl der Turbine 32 konstant ist. Die Eigenschaftskurven A1 bis A3 weisen in Bezug auf die Umdrehungsanzahlen der Turbine 32 eine Beziehung von „Umdrehungsanzahlen von A1 < Umdrehungsanzahl von A2 < ... < Umdrehungsanzahlen von A8“ auf. Die durch die gestrichelte Linie dargestellt Eigenschaftskurve A7 gibt eine Korrelation bei einer maximalen zulässigen Umdrehungsanzahl der Turbine 32 an, und zwar eine Korrelation bei einer Turbinengrenzdrehzahl. In 6 wird beispielsweise gefunden, dass der Wert des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses für eine Kompressorkanalflussrate B1 gleich C1 ist aus einer Kreuzung zwischen einer Linie 1 für die Kompressorkanalflussrate B1 und der Eigenschaftskurve A7. In einer ähnlichen Weise wird gefunden, dass der Wert des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses für eine Kompressorkanalflussrate B2 gleich C2 ist, aus einer Kreuzung zwischen einer Linie L2 für die Kompressorkanalflussrate B2 und der Eigenschaftskurve A7. Auf diese Weise kann das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 122 die in 6 gezeigte Turbinengrenzdrehzahlkurve A7 verwenden, um den Wert des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses eindeutig zu erfassen, welches zu der Kompressorkanalflussrate gehört. Wie es sich aus der Eigenschaftskurve A7 aus 4 ergibt, gibt es eine Tendenz dazu, dass, wenn sich die Kompressorkanalflussrate erhöht, sich das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis vermindert und, wenn sich die Kompressorkanalflussrate vermindert, sich andererseits das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis erhöht.
  • Als eine zusätzliche Beschreibung wird das nachstehende gegeben. Durch 2 schwarze Punkte aus 4 angegebene Vor/Nach-Kompressordrücke sind jeweils in einem Bereich größer als das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis C1 bei der Kompressorkanalflussrate B1 und in einem Bereich größer als das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis C2 bei der Kompressorkanalflussrate B2. Die schwarzen Punkte geben an, wenn das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis den Bereich größer als das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis eintritt, eine Obergrenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses begrenzt werden muss, wie Pfeile R1 und R2 angeben, damit dieses das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis nicht überschreitet. Eine Beschreibung der Begrenzung der Obergrenze wird später gegeben.
  • Das Kompressorvorlaufseitendruck-Berechnungselement 123 ist ausgebildet zum Berechnen eines Kompressorvorlaufseitendrucks P_comp_up, welcher für einen Druckverlustbetrag P_loss_ic des Einlasssystems korrigiert ist, entsprechend Gleichung 2, basierend auf dem durch den Atmosphärendrucksensor 9 detektierten Atmosphärendruck AP. P_comp_up = AP − P_loss_ic
    Figure DE102018208192A1_0002
  • Das Kompressornachlaufseitendruck-Berechnungselement 124 ist ausgebildet zum Berechnen eines Kompressornachlaufseitendrucks P_comp_up, welcher für einen Druckverlustbetrag P_loss_ic korrigiert ist, vor und nach dem Zwischenkühler 30, entsprechend Gleichung 3, basierend auf dem durch den Drosselvorlaufdrucksensor 35 detektierten Drosselvorlaufdruck P2. P_comp_up = P2 + P_loss_ic
    Figure DE102018208192A1_0003
  • Das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 125 ist ausgebildet zum Berechnen eines tatsächlichen Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses P_comp, welches ein Verhältnis des durch das Kompressornachlaufseitendruck-Berechnungselement 124 berechneten Kompressor nach Laufzeitendrucks P_comp_down zu dem durch das Kompressorvorlaufseitendruck-Berechnungselement 123 berechneten Kompressorvorlaufseitendruck P_comp_up ist, entsprechend Gleichung 4, basierend auf dem Kompressornachlaufseitendruck und dem Kompressorvorlaufseitendruck. P_comp = P_comp_down / P_comp_up
    Figure DE102018208192A1_0004
  • Das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 ist ausgebildet zum Empfangen des durch das Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungselement 120 berechneten Zieldrosselvorlaufdrucks P2t und zum Korrigieren des Zieldrosselvorlaufdrucks P2t um den Druckverminderungsbetrag P_loss_ic vor und nach dem Zwischenkühler 30 entsprechend Gleichung 5 und Gleichung 6, um dadurch einen Zielkompressornachlaufdruck P_comp_down_t zu erfassen. Das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 ist ausgebildet zum Dividieren des Zielkompressor Nachlaufdrucks durch den Kompressorvorlaufseitendruck P_comp_up, um dadurch ein Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis P_comp_t zu berechnen. P_comp_down_t = P2t + P_loss_ic
    Figure DE102018208192A1_0005
     P_comp_down_t = P_comp_down_t / P_comp_up
    Figure DE102018208192A1_0006
  • Darüber hinaus ist das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 ausgebildet zum Ausführen einer „Grenzbeschränkungs-“ Verarbeitung zum Beschränken der Obergrenze des berechneten Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses durch das durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 122 berechnete Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis, um dadurch das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis derart zu steuern, dass das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis nicht überschritten wird.
  • Darüber hinaus, wenn das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis sich in Richtung einer Zunahmeseite während der „Bergens Beschränkung“ Verarbeitung verändert, führt das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 eine „Änderungsratenbeschränkungs-“ Verarbeitung zum Beschränken einer Veränderungsrate in Richtung der Zunahmeseite des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses während einer vorab eingestellten Periode aus, welche von einem Zeitpunkt der Änderung an beginnt. Im Ergebnis kann, selbst wenn sich die Kompressorkanalflussrate plötzlich verändert, das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis derart gesteuert werden, dass dieses sich nicht plötzlich ändert.
  • Weiter, wenn das durch das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 125 berechnete Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis das durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 122 berechnete Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis überschreitet, führt das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 eine „Korrektur zur Verminderungsseite“ Verarbeitung zum Korrigieren des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses in Richtung der Verminderungsseite basierend auf dem übermäßigen Druckverhältnis aus. Allerdings ist die „Korrektur zur Verminderungsseite“ nicht notwendigerweise auszuführen.
  • Zusätzlich, wenn sich das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis in Richtung einer Zunahmeseite während der „Korrektur zur Verminderungsseite“ Verarbeitung erhöht, führt das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 die „Änderungsratenbegrenzungs-“ Verarbeitung zum Begrenzen der Änderungsrate in Richtung der Zunahme Seite des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses während einer vorab eingestellten Periode aus, welche von einem Zeitpunkt der Änderung an beginnt. Im Ergebnis kann, selbst wenn sich die Kompressorkanalflussrate plötzlich ändert, das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis nach der Korrektur zu der Verminderungsseite derart gesteuert werden, dass dieses sich nicht plötzlich verändert.
  • Das Zielkompressorantriebskraft-Berechnungselement 127 ist ausgebildet zum Berechnen einer Zielkompressorantriebskraft Pct basierend auf dem durch das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 berechneten Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis und der Ziel Einlassluftflussrate Qat.
  • Das tatsächliche Kompressorantriebskraft-Berechnungselement 128 ist ausgebildet zum Berechnen einer tatsächlichen Kompressorantriebskraft Pcr basierend auf dem Drosselvorlaufdruck P2 und der tatsächlichen gemessenen Luftflussrate Qr.
  • In diesem Fall kann die durch das Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungselement 120 verwendete Zielladeeffizienz Ect, die durch das Zielkompressorantriebskraft-Berechnungselement 127 verwendete Zieleinlassluftflussrate Qat, die durch das Zielkompressorantriebskraft-Berechnungselement 127 berechnete Zielkompressorantriebskraft Pct und die durch das tatsächliche Kompressorantriebskraft-Berechnungselement 128 berechnete tatsächliche Kompressorantriebskraft Pcr durch bekannte Berechnungsverfahren wie beispielsweise in den Absätzen [0028] bis [0105] des japanischen Patents mit der Nummer 5420013 beschriebenen Berechnungsverfahren berechnet werden.
  • Das Rückkopplungskorrekturbetrag-Berechnungselement 129 ist ausgebildet zum Ausführen einer Rückkopplungssteuerung, welches eine PID Steuerung ist, sodass eine Differenz zwischen der durch das tatsächliche Kompressorantriebskraft-Berechnungselement 128 berechnete Kompressorantriebskraft Pcr und der durch das Zielkompressorantriebskraft-Berechnungselement 127 berechnete Zielkompressorantriebskraft Pct abnimmt, basierend auf der tatsächlichen Kompressorantriebskraft Pcr und der Zielkompressorantriebskraft Pct, um dadurch FB(P), FB(I) und FB(D) zu berechnen, welches Rückkopplungskorrekturbeträge eines Wastegateventilzielöffnungsgrad WG sind. FB(P) ist ein proportionaler Term, FB(I) ist ein integraler Term und FB(D) ist ein Ableitungsterm. Das Rückkopplungskorrekturbetrag-Berechnungselement 129 ist ausgebildet zum praktischen Ausführen einer Rückkopplungssteuerung in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen dem durch den Drosselvorlaufdrucksensor 35 detektierten tatsächlichen Drosselvorlaufdruck und dem durch das Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungselement 120 berechneten Zieldrosselvorlaufdruck, um dadurch die Rückkopplungskorrekturbeträge für den Zielöffnungsgrad des Wastegateventils 34 zu berechnen.
  • Das Zielöffnungsgrad-Berechnungselement 130 ist ausgebildet zum Verwenden eines Wastergateventil-Voll-Öffnungsgrads WGb_max und eines Öffnungsgradsumwandlungskoeffizienten K_wg zum Berechnen eines Wastegateventilbasisöffnungsgrads WGb entsprechend beispielsweise Gleichung 7, basierend auf der durch das Zielkompressorantriebskraft-Berechnungselement 127 berechneten Zielkompressorantriebskraft Pct. Weiter ist das Zielöffnungsgrad-Berechnungselement 130 ausgebildet zum Berechnen eines Wastegateventilöffnungsgrads WG, welches ein zum Abstimmen des tatsächlichen Drosselvorlaufdrucks mit dem Zieldrosselvorlaufdruck benötigte Zielöffnungsgrad des Wastegateventils 34 ist. Mit anderen Worten ist das Zielöffnungsgrad-Berechnungselement 130 ausgebildet zum Berechnen des Wastegateventilöffnungsgrads WG entsprechend Gleichung 8, basierend auf dem Wastegateventilsbasisöffnungsgrad WGb, welcher berechnet wurde, und den Rückkopplungskorrekturbeträgen FB(P), FB(I) und FB(D) des durch das Rückkopplungskorrekturbetrag-Berechnungselement 129 berechneten Wastegateventilzielöffnungsgrads WG. WGb = WGb_max − ( Pct × K_wg )
    Figure DE102018208192A1_0007
     WG = WGb + ( FB ( P ) + FB ( I ) + FB ( D ) )
    Figure DE102018208192A1_0008
  • Der Wastegateventilöffnungsgrad WG, welcher in das Wastegateventil 34 in der Darstellung aus 3 eingegeben wird, wird tatsächlich in den Stellmotor 34a (siehe 2) des Wastegateventils 34 eingegeben. Der Stellmotor 34a des Wastegateventils 34 ist ausgebildet zum Betreiben des Wastegateventils 34 basierend auf dem Wastegateventilöffnungsgrad WG.
  • 5B bis 5D sind Zeitablaufsdiagramme zum Darstellen eines Beispiels eines Verhaltens und eines Betriebs der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5A ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Falls, wobei die Steuerung außer der „Obergrenzenbeschränkung“ entsprechend der ersten Ausführungsform nicht ausgeführt wird, auf welche zum Vergleich mit 5B und 5D Bezug genommen wird.
  • Horizontale Achsen aus 5A bis 5D stellen die Zeit dar.
  • Darüber hinaus stellen in 5A bis 5D (1) bis (6), zugeordnet zu vertikalen Achsen, die Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisse und die Kompressorkanalflussrate dar.
  • Insbesondere stellt eine dicke durchgezogene Linie (1) das durch das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 berechnete Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis dar. Das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis wird nachfolgend als „Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1)“ bezeichnet.
  • Darüber hinaus stellt eine Ein-Punkt-Kettenlinie (2) das durch das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 125 berechnete Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis dar. Das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis wird nachfolgend als „tatsächliches Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2)“ bezeichnet.
  • Darüber hinaus stellt eine 2-Punkt-Kettenlinie (3) die durch das Kompressorkanalflussraten-Berechnungselement 121 berechnete Kompressorkanalflussrate dar. Die Kompressorkanalflussrate wird nachfolgend als „Kompressorkanalflussrate (3)“ bezeichnet.
  • Darüber hinaus stellt eine dünne durchgezogene Linie (4) das durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 122 berechnete Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis dar. Das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis wird nachfolgend als „Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4)“ bezeichnet.
  • Darüber hinaus stellt in 5C und 5D eine gepunktete Linie (5) ein durch das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 berechnete vor oberer GrenzbeschränkungsZiel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis ober GrenzbeschränkungsZiel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5)“ bezeichnet.
  • Zusätzlich stellt in 5C eine gestrichelte Linie (6) eine durch das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 126 berechnete Verminderung Seitenkorrektur Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis dar. Das Verminderung Seitenkorrektur Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis wird nachfolgend als „Verminderung Seitenkorrektur Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6)“ bezeichnet.
  • Die in den Zeitablaufsdiagrammen aus 5A bis 5D dargestellte Verarbeitung wird durch die ECU 100 als eine Unterbrechungsverarbeitung nach jeder voreingestellten Periode ausgeführt.
  • Zuerst wird eine Beschreibung der 5A gegeben. 5A ist eine Darstellung eines Falls, wobei die „Obergrenzenbeschränkungs-“ Verarbeitung ausgeführt wird, wenn das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) überschreitet. Allerdings ist 5 auch eine Darstellung eines Betriebsbeispiels, wobei die „Änderungsratenbeschränkungs-“ Verarbeitung, welches einer von Verarbeitungsschritten der Steuerung der ersten Ausführungsform ist, nicht ausgeführt wird.
  • Erst nimmt in einer Periode A das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) zu, als ein Ergebnis einer Beschleunigungsanfrage von einem Fahrer des Fahrzeugs. Darüber hinaus folgt das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) zum Erhöhen, und gleichzeitig erhöht sich die Kompressorkanalflussrate (3).
  • In einer Periode B, als ein Ergebnis der Zunahme in der Kompressorkanalflussrate (3), vermindert sich das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4), wie mit Bezug zu 4 beschrieben. Im Ergebnis überschreitet zu einem Zeitpunkt t1 das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4). Dann nachfolgend zu dem Zeitpunkt t1 in einer Periode, bei welcher eine Beziehung von „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1))> (Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4))“ zutrifft, wird die“ Obergrenzenbeschränkungs-“ Verarbeitung zum Beschränken der oberen Grenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ausgeführt.
  • Als ein Ergebnis der Abnahme in dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) durch die“ Obergrenzenbeschränkungs“ Verarbeitung, nimmt die Zielkompressorantriebskraft ab. Im Ergebnis nimmt der Ziel-Wastegateventilöffnungsgrad zu, nimmt die Umdrehungszahl des Kompressors ab und vermindert sich die Kompressorkanalflussrate (3) nach einer Verzögerung. Als ein Ergebnis der Abnahme in der Kompressorkanalflussrate (3) erhöht sich das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4). Folglich nimmt das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1), dessen Obergrenze durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) beschränkt ist, ebenso zu. Wenn die Kompressorkanalflussrate (3) weiter abnimmt, erhöht sich das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4). Im Ergebnis, wenn eine Beziehung „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1)) ≤ (Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4))“ zutrifft, wird die Obergrenzenbeschränkung des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) aufgehoben.
  • In einer Periode C hat die Kompressorkanalflussrate (3) abgenommen und ist die Obergrenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) nicht beschränkt. Das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2), welches nach der Verzögerung als ein Ergebnis der Abnahme in dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) in der Periode B abgenommen hat, nimmt somit erneut zu.
  • Danach, wie in 5A dargestellt, werden die Serien von Operationen in der Periode B und der Periode C, welche oben beschrieben sind, wiederholt, was in einem Control-Hunting resultiert. Darüber hinaus, wenn eine Verzögerung in dem Rückkopplungssystem, das heißt, eine für das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) benötigte Zeit zum Nachfolgen des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) nach dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) sich verändert, und ein Schwankungszyklus des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1), welches durch eine Schwankung in der Kompressorkanalflussrate (3) verursacht wird, miteinander übereinstimmen, kann die Rückkopplungssteuerung divergieren und kann der Wastegateventilöffnungsgrad in Richtung der Schließseite gesteuert werden, was in einer Überrotation der Turbine resultiert. Falls die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung entsprechend der ersten Ausführungsform nicht auf diese Weise ausgeführt wird, tritt das Control Hunting auf.
  • 5B ist eine Darstellung eines Falls, bei welchem die „Änderungsratenbeschränkungs“ Verarbeitung entsprechend der ersten Ausführungsform ausgeführt wird, nachdem die „Obergrenzenbeschränkungs“ Verarbeitung ausgeführt ist.
  • In 5B nimmt zuerst in der Periode A das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) als ein Ergebnis der Beschleunigungsanfrage wie in 5A zu, folgt das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) zum Erhöhen und gleichzeitig erhöht sich die Kompressorkanalflussrate (3).
  • In der Periode B nimmt als ein Ergebnis der Zunahme in der Kompressorkanalflussrate (3) das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ab. Dann nachfolgend dem Zeitpunkt t1 in einer Periode, in welcher die Beziehung „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1))> (Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4))“ zutrifft, wird die „Obergrenzenbeschränkungs“ Verarbeitung ausgeführt und wird die Obergrenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) beschränkt. Der Betrieb bis zu diesem Punkt ist identisch zu dem aus 5A.
  • In 5B ist eine Verarbeitung nach dem Start der Ausführung der „Obergrenzenbeschränkungs“ Verarbeitung unterschiedlich von der aus 5A. Insbesondere wird, nachdem die „Obergrenzenbeschränkungs“ Verarbeitung zu dem Zeitpunkt t1 gestartet ist, die Ausführung der „Änderungsratenbeschränkungs“ Verarbeitung zu einem Zeitpunkt t3 gestartet. In der „Änderungsratenbeschränkungs“ Verarbeitung wird die Änderungsrate auf der Zunahmeseite des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch einen vorab eingestellten Änderungsratengrenzwert beschränkt. Darüber hinaus wird die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung für eine vorab eingestellte Änderungsratenbeschränkungsperiode von dem Zeitpunkt t3 an beibehalten. Die Änderungsratenbegrenzungsperiode wird beispielsweise auf 2 Sekunden eingestellt und der Änderungsratengrenzwert wird auf einen Wert geringer als 1 beispielsweise 0,9 eingestellt. Allerdings sind diese Werte Beispiele und die Änderungsratenbegrenzungsperiode und der Änderungsratengrenzwert sind nicht auf diese Werte beschränkt und können angemessen eingestellt werden.
  • Auf diese Weise wird nachfolgend dem Zeitpunkt t1 in der Periode B in einer Periode, in welcher die Beziehung „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1))> (Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4))“ zutrifft, die „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung zum Beschränken der oberen Grenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ausgeführt. Darüber hinaus nimmt als ein Ergebnis der Abnahme in dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) durch die „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung die Kompressorkanalflussrate (3) ab. Im Ergebnis beginnt das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) zuzunehmen und beginnt ebenso das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) entsprechend zuzunehmen. Daher wird in 5B die „Änderungsratenbegrenzung“ Verarbeitung in der vorab eingestellten Änderungsratenbegrenzungsperiode von dem Zeitpunkt t3 ausgeführt, um die Änderungsrate auf der Zunahmeseite des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) auf den Änderungsratengrenzwert zu beschränken. Im Ergebnis nimmt das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) allmählich im Vergleich zu dem in 5A zu. In 5A stimmt in der Periode B das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) mit dem Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) überein, allerdings nimmt in 5B das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) mit einer Änderungsrate von 0,9 mal der Änderungsrate des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (4) allmählich zu. Im Ergebnis, wie in 5B dargestellt, wird der Wert der Kompressorkanalflussrate (3) stabilisiert und die Schwankung, wie in 5A dargestellt, tritt nicht mehr länger auf. In 5A tritt das Steuer-Hunting der Rückkopplungssteuerung, welches die Wiederholung der Perioden B und C ist, als ein Ergebnis der Schwankung der Kompressorkanalflussrate (3) auf. In 5B schwankt allerdings die Kompressorkanalflussrate (3) nicht und das Auftreten des Steuer-Hunting kann verhindert werden. Auf diese Weise wird in 5B die Änderungsrate auf der Zunahmeseite des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch den Änderungsratengrenzwert in der Änderungsratenbegrenzungsperiode von dem Zeitpunkt t3 an begrenzt. Der Zeitpunkt t3 ist ein Zeitpunkt, bei welchem das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) beginnt zuzunehmen.
  • Die Beschränkung an der Änderungsrate des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) wird nur auf der Zunahmeseite auf diese Weise ausgeführt, wodurch ein negativer Effekt einer Ansprechbarkeit auf einer Abnahmeseite verhindert werden kann und sicherlich eine übermäßige Turbinenrotation verhindert werden kann. Insbesondere ist in einer Periode von dem Zeitpunkt t1 zu dem Zeitpunkt t3 die Änderungsrate des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) auf der Abnahmeseite und die „Änderungsratenbegrenzung“ Verarbeitung wird somit nicht ausgeführt. Andererseits nach dem Zeitpunkt t3 ist die Änderungsrate des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) auf der Zunahmeseite und die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung wird somit ausgeführt. Wenn die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung eine Steuerung ist, welche auf die Richtung zum Verhindern der Überrotation der Turbine auf diese Weise beschränkt ist, kann der negative Effekt auf die Ansprechbarkeit der Abnahmeseite verhindert werden. In der obigen Beschreibung ist der Startzeitpunkt der Änderungsratenbegrenzungsperiode der Zeitpunkt t3, allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt und der Startzeitpunkt der Änderungsratenbegrenzungsperiode kann der Zeitpunkt t1 sein.
  • 5C ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Beispiels des Betriebs eines Modifikationsbeispiels der ersten Ausführungsform. 5C ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Falls, wobei zusätzlich zu der „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung und der „Änderungsratenbegrenzung“ Verarbeitung, die „Korrektur zur Abnahmeseite“ Verarbeitung ausgeführt wird. In der „Korrektur zur Abnahmeseite“ Verarbeitung wird das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) in Richtung der Abnahmeseite korrigiert, wenn das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) > das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ist, in Übereinstimmung mit dem übermäßigen Druckverhältnisbetrag.
  • Wie oben beschrieben stellt in 5C die gepunktete Linie das Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) dar und stellt die gestrichelte Linie eine Zunahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) dar.
  • Das Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) ist der Wert des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) vor dem Start der „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung zu dem Zeitpunkt t1.
  • Darüber hinaus ist das Zunahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) ein durch Ausführen der „Korrektur zu der Abnahmeseite“ für das Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) erfasster Wert. In 5C wird eine Berechnung des Zunahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (6) von dem Zeitpunkt t2 an gestartet, bei welchem das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) überschreitet. Dann wird die Obergrenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch das Zunahmeseitenkorrektur Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) von einem Zeitpunkt t2' beschränkt, bei welchem der Wert des Zunahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (6) unterhalb des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (4) fällt.
  • Das Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) wird durch die nachstehende Gleichung bestimmt. Mit anderen Worten ist das Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) ein Wert, welche durch Korrigieren des Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (5) in Richtung der Abnahmeseite durch eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) und dem Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) erfasst wird.
  • (Zunahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6)) = (5) - ((2) - (4))
  • Wenn das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) geringer als das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ist, wird das Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) als das Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) eingestellt, wie durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben.
  • (Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6)) = (5)
  • Darüber hinaus ist in 5C das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1), dessen obere Grenze beschränkt ist, wie folgt definiert.
  • (Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) = min((4), (6))
  • In dieser Gleichung bedeutet min(A, B) eine Auswahl des kleineren Werts aus A und B. Somit ist das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) ein Wert, welches der kleinere aus der Gruppe des „Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (4)“ und des „Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (6)“ ist. Eine Beschreibung wird nun von 5C gegeben.
  • In 5C nimmt zuerst in der Periode A das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) als ein Ergebnis der Beschleunigungsanfrage wie in 5A und 5B zu. Das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) folgt dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) zum Zunehmen und gleichzeitig nimmt die Kompressorkanalflussrate (3) zu.
  • In der Periode B nimmt als ein Ergebnis der Zunahme in der Kompressorkanalflussrate (3) das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ab. Daten wird in einer Periode, in welcher die Beziehung „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1))> (Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4))“ zutrifft, und zwar eine Periode von dem Zeitpunkt t1 zu dem Zeitpunkt t2', die „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung zum Beschränken der oberen Grenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ausgeführt. Der Betrieb bis zu diesem Punkt ist identisch zu denen aus 5A und 5B.
  • In 5C ist allerdings ein Betrieb, nachdem die „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung ausgeführt ist, unterschiedlich zu denen aus 5A und 5B. Insbesondere wird in 5C, nachdem die „Obergrenzenbeschränkung“ bei dem Zeitpunkt t1 gestartet ist, die „Korrektur zur Abnahmeseite“ Verarbeitung zu dem Zeitpunkt t2 gestartet und wird die Berechnung des Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (6) gestartet. Der Zeitpunkt t2 ist ein Zeitpunkt, bei welchem das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) überschreitet.
  • In diesem Fall wird die obere Grenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch das Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) anstelle des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (4) von dem Zeitpunkt t2' beschränkt, bei welchem das Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) unterhalb des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (4) fällt. Somit wird nach dem Zeitpunkt t2' aus 5C die obere Grenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch das Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) beschränkt. Im Ergebnis kann der Zunahme Betrag des tatsächlichen Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (2), welche durch ein Überzielen verursacht ist, vermindert werden und kann die Überrotation der Turbine weiter verhindert werden.
  • In der Periode C, wie in 5B, wird die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung ausgeführt. Insbesondere nimmt als ein Ergebnis der Abnahme in dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) durch die „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung und die „Korrektur zur Abnahmeseite“ Verarbeitung die Kompressorkanalflussrate (3) ab. Im Ergebnis nimmt das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) und das Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) zu. In diesem Fall wird in 5C, wie in 5B, die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung nach dem Zeitpunkt t3 ausgeführt. Mit anderen Worten wird die Änderungsrate auf der Zunahmeseite des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch den vorab eingestellten Änderungsratengrenzwert in der vorab eingestellten Änderungsratenbegrenzungsperiode beschränkt. Im Ergebnis kann das Steuer-Hunting der Wiederholung der Perioden B und C aus 5A, welche durch die Schwankungen der Kompressorkanalflussrate (3) verursacht wird, verhindert werden. Der Änderungsratengrenzwert wird notwendigerweise nur auf beispielsweise 0,9 eingestellt und die Änderungsratenbeschränkungsperiode wird nur notwendigerweise beispielsweise auf 2 Sekunden eingestellt. Darüber hinaus, wie in 5B, ist der Zeitpunkt t3 der Zeitpunkt, bei welchem das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) beginnt zuzunehmen.
  • Das Beispiel der Beschleunigung Übergangsoperation wird in 5C dargestellt, allerdings kann das Steuer-Hunting ähnlich verhindert werden, wenn das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) oder das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) in einer stabilen Zustandsoperation überschreitet.
  • 5D ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Beispiels der Operation eines weiteren Modifikationsbeispiels der ersten Ausführungsform. 5D ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Falls, bei welchem eine „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung ausgeführt wird, zusätzlich zu der „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung, der „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung und der „Korrektur zur Abnahmeseite“ Verarbeitung. 5D ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Falls, bei welchem die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung für das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) ausgeführt wird, nach einer Beschleunigung, wenn eine Abbremsung einmal ausgeführt wird, und wenn die Beschleunigung erneut während der Ausführungsperiode ausgeführt wird. 5D ist ein Zeitablaufsdiagramm zum Darstellen eines Vergleichs zwischen Betriebsbeispielen eines Falls, bei welchem die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung ausgeführt wird, und eines Falls, bei welchem die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung nicht ausgeführt wird, um einen Effekt der „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung darzustellen. Der Fall, bei welchem die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung nicht ausgeführt wird, ist durch (1a), (2a) und (3a) angegeben und der Fall, bei welchem die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung ausgeführt wird, ist durch (1b), (2b) und (3b) angegeben.
  • 5D nimmt zuerst in der Periode A das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) als ein Ergebnis der Beschleunigungsanfrage wie in 5C zu, folgt das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) zuzunehmen und gleichzeitig erhöht sich die Kompressorkanalflussrate (3).
  • Darüber hinaus als ein Ergebnis der Zunahme in der Kompressorkanalflussrate (3) nimmt das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ab. Daten wird in einer Periode, in welcher die Beziehung „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1))> (Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4))“ zutrifft, die obere Grenze des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) durch die „Obergrenzenbeschränkung“ beschränkt. In diesem Fall, wenn das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) überschreitet, wird die „Korrektur zur Abnahmeseite“ Verarbeitung ausgeführt, um das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) zu vermindern, durch den übermäßigen Druckverhältnis Betrag von einem Zeitpunkt des Überschreitens. Darüber hinaus nimmt als ein Ergebnis der Abnahme in dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) die Kompressorkanalflussrate (3) ab und nimmt das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) und das Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) zu. Allerdings wird die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung zum Beschränken der Änderungsrate auf der Zunahmeseite des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) auf den Änderungsratengrenzwert während der vorab eingestellten Änderungsratenbeschränkungsperiode ausgeführt. Der Betrieb bis zu diesem Punkt ist identisch zu dem aus 5C.
  • Das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) nimmt auf 1,0 ab, als ein Ergebnis einer Abbremsanfrage von dem Fahrer des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt t4 in der Periode B, und das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) und die Kompressorkanalflussrate (3) nimmt entsprechend ab.
  • Die Beschleunigung tritt erneut auf, während die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung für das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) in der Periode C ausgeführt wird. Im Ergebnis dieser erneuten Beschleunigungsanfrage, nimmt das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) erneut zu.
  • Der Fall, bei welchem die „Änderungsratenbegrenzungsfreigabe“ Verarbeitung in diesem Fall ausgeführt wird, wird durch (1b), (2b) und (3b) aus 5B gegeben, und der Fall, bei welchem die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung nicht ausgeführt wird, wird durch (1a), (2a) und (3a) aus 5D angegeben. (1a) und (1b) geben jeweils das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) an, (2a) und (2b) geben jeweils das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) an und (3a) und (3b) geben jeweils die Kompressorkanalflussrate (3) an. Die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung ist eine Verarbeitung zum Freigeben der „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung, selbst in der Änderungsratenbeschränkungsperiode, wenn das Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) sich in Richtung der Abnahmeseite verändert, während die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung für das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) ausgeführt wird.
  • Wenn die „Änderungsratenbegrenzungsfreigabe“ Verarbeitung nicht ausgeführt wird, ist die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung für das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) vom Beginn eines Anstiegs des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) bei einem Zustand aktiv, bei welchem das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) abnimmt, in der Periode B, und in dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) zunimmt und das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) somit langsam sind, wie durch (1a) und (2a) aus 5D angegeben. Im Ergebnis gibt es ein Problem derart, dass eine Beschleunigungseigenschaft während der erneuten Beschleunigung verschlechtert ist.
  • Im Gegensatz dazu, wenn die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung ausgeführt wird, wird die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ ausgeführt, wenn das vor oberer Grenzen Beschränkung Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) sich in Richtung der Abnahmeseite in der Periode B verändert, selbst während der Ausführung der „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung für das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1). Die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung ist somit nicht bei dem Anstieg des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) in der Periode C aktiviert, und die Verzögerung in dem Anstieg des tatsächlichen Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (2) tritt nicht auf, wie durch (1b) und (2b) aus 5D angegeben. Im Ergebnis kann das Problem, dass die Beschleunigungseigenschaften während der erneuten Beschleunigung verschlechtert sind, vermieden werden.
  • Im Ergebnis wird in 5D, wenn das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) überschreitet, die „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung derart ausgeführt, dass das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) oder das Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) beschränkt ist. Darüber hinaus, nachdem die „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung ausgeführt ist, wird die „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung in der vor ab eingestellten Änderungsratenbeschränkungsperiode von dem Zeitpunkt an ausgeführt, bei welchem das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) beginnt zuzunehmen, um die Änderungsrate des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) auf den Änderungsratengrenzwert zu beschränken. Im Ergebnis kann verhindert werden, dass die Drehzahl der Turbine die Grenzdrehzahl überschreitet. Weiter kann die Schwankung des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1), welche durch die Schwankung der Kompressorkanalflussrate (3) verursacht wird, und das Auftreten des Hunting der Vor/Nach-Kompressordruckverhältnissteuerung und das Hunting der Wastegateventilöffnungssteuerung, welche aus der Schwankung des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) resultieren, verhindert werden. Darüber hinaus, falls das Vor-Oberergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) sich in Richtung der Abnahmeseite verändert, wenn die Abbremsung einmal ausgeführt wird, wird die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung zum Freigeben der Beschränkung an der Änderungsrate für das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) ausgeführt, selbst während der Ausführung der „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung. Folglich kann die Verschlechterung der Beschleunigungseigenschaft, welche durch die Verzögerung in dem Anstieg des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) auf die erneute Beschleunigung verursacht wird, vermieden werden.
  • Mit Bezug zu den Flussdiagrammen der 7A und 7B wird nun eine Beschreibung eines Betriebs der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. Die 7H und 7B sind Flussdiagramme zum Darstellen eines Betriebs des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselements 126 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In den 7 mal 7B ist im Schritt S101 der Zielkompressornachlaufdruck zuerst durch Korrigieren des Drosselvorlaufdrucks durch den Druckabfall vor und nach dem Zwischenkühler basierend auf dem durch das Zimmerdrossel Vorlaufdruck-Berechnungselement 120 berechneten Zieldrosselvorlaufdrucks P2t erfasst. Das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) wird durch Dividieren des erfassten Zielkompressornachlaufdrucks durch den Kompressorvorlaufdruck berechnet und der Betrieb fährt mit dem Schritt S102 fort.
  • Im Schritt S102 wird das im Schritt S101 berechnete Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) als das Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) eingestellt und der Betrieb fährt mit dem Schritt S103 fort.
  • Im Schritt S103 werden das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) und dass du dich das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 122 berechnete Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) miteinander verglichen, und, wenn eine Beziehung „(tatsächliches Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2))> (Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4))“ zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S104 fort. Wenn die Beziehung nicht zutrifft, wird der Betrieb mit dem Schritt S107 fort.
  • Im Schritt S104 wird eine Differenz ((2) + (4)) zwischen dem tatsächlichen Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) und dem Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) als der Überdruck berechnet und der Betrieb fährt mit dem Schritt S105 fort.
  • Im Schritt S105 wird das Verzögerungsseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) durch Subtrahieren des im Schritt S104 berechneten Überdrucks von dem Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) berechnet. Dann wird das erfasste Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (6) als ein Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis 1 eingestellt und der Betrieb fährt mit Schritt S106 fort.
  • Im Schritt S106 wird, wenn die Änderungsratenbeschränkung auf das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) in der vorab eingestellten Änderungsratenbeschränkungsperiode beizubehalten ist, eine durch die zeitliche Veränderungsratenbeschränkungsperiode wiedergegebene Periode X (Sekunden) bei einem Bestimmungstimer T1 eingestellt und der Betrieb fährt mit dem Schritt S107 fort. Der Bestimmungstimer T1 wird bei null (Sekunden) initialisiert, wenn die Energiezufuhr für die ECU 100 eingeschaltet wird.
  • Im Schritt S107 werden das durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement 122 berechnete Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) und das im Schritt S102 eingestellte Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) miteinander verglichen, und, wenn eine Beziehung „(Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-von/nach-Kompressordruckverhältnis (5))> (Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4))“ zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S108 fort. Wenn die Beziehung nicht zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S107 fort.
  • Im Schritt S108 wird das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) als ein Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) eingestellt und der Betrieb fährt mit dem Schritt S109 fort.
  • Im Schritt S109 wird, um die Änderungsratenbeschränkung an dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) in der vorab eingestellten Änderungsratenbeschränkungsperiode beizubehalten, die vorbestimmte Periode X (Sekunden) auf einem Bestimmungstimer T2 eingestellt, und der Betrieb fährt mit dem Schritt S107 fort. Der Bestimmungstimer T2 wird bei null (Sekunden) initialisiert, wenn die Energieversorgung für die ECU 100 eingeschaltet wird.
  • Im Schritt S110 werden das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis 1 und das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis 2 miteinander verglichen, und, wenn eine Beziehung „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis eins)> (Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis 2)“ zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S111 fort. Wenn die Beziehung nicht zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S112 fort.
  • Im Schritt S111 wird das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) als das Zielkompressor vor/nach Druckverhältnis (1) eingestellt und der Betrieb fährt mit dem Schritt S113 fort.
  • Im Schritt S112 wird das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis 1 als das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) eingestellt und der Betrieb fährt mit dem Schritt S113 fort.
  • Im Schritt S113 wird bestimmt, ob der Bestimmungstimer T1 gleichen null (Sekunden) ist, und, wenn „T1 = null“ zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S117 fort, und, wenn „T1 = 0“ nicht zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S115 fort.
  • Im Schritt S114 werden, um zu bestimmen, ob das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) sich in Richtung der Zunahmeseite geändert hat oder nicht, ein Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (aktueller Wert) und ein Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (vorheriger Wert) miteinander verglichen und, wenn eine Beziehung „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (aktueller Wert))> (Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (vorheriger Wert))“ zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S115 fort. Wenn die Beziehung nicht zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S116 fort.
  • Im Schritt S115 wird der durch Beschränken der Änderungsrate in Richtung der Zunahmeseite des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch den vorab eingestellten Änderungsratengrenzwert (beispielsweise 0,9) erfasste Wert bei dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) eingestellt und der Betrieb fährt mit dem Schritt S116 fort.
  • Im Schritt S116 wird eine vorab eingestellte Zeitbreite Y (Sekunden) von dem Wert des Bestimmungstimer T1 subtrahiert und der Betrieb fährt mit dem Schritt S121 fort.
  • Indessen wird im Schritt S117 bestimmt, ob der Bestimmungstimer T2 gleich null (Sekunden) ist, und, wenn „T2 = 0“ zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S121 fort und, wenn „T2 = 0“ nicht zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S118 fort.
  • Im Schritt S118 werden, um zu bestimmen, ob das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) sich in Richtung der Zunahmeseite geändert hat, das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (aktueller Wert) und das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (vorheriger Wert) miteinander verglichen und, wenn die Beziehung „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (aktueller Wert))> (Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (vorheriger Wert))“ zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S119 fort. Wenn die Beziehung nicht zutrifft fährt der Betrieb mit dem Schritt S120 fort.
  • Im Schritt S119 wird der durch Beschränken der Änderungsrate in Richtung der Zunahmeseite des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch den vorab eingestellten Änderungsratengrenzwert (beispielsweise 0,9) erfasste Wert bei dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) eingestellt und der Betrieb wird mit dem Schritt S120 fort.
  • Im Schritt S120 wird die vorab eingestellte Zeitbreite Y (Sekunden) von dem Wert des Bestimmungstimers T2 subtrahiert und der Betrieb fährt mit dem Schritt S121 fort.
  • Im Schritt S121 werden, um zu bestimmen, ob das im Schritt S102 eingestellte Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis sich in Richtung der Abnahmeseite geändert hat, das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (vorheriger Wert) und ein Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (aktueller Wert) miteinander verglichen und, wenn eine Beziehung „(Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (vorheriger Wert))> (Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (aktueller Wert))“ zutrifft, fährt der Betrieb mit dem Schritt S122 fort. Wenn die Beziehung nicht zutrifft, wird der Betrieb der Verarbeitung beendet.
  • Im Schritt S122 wird der Bestimmungstimer T1 auf null (Sekunden) zurückgesetzt und der Betrieb fährt mit dem Schritt S123 fort.
  • Im Schritt S123 wird der Bestimmungstimer T2 auf null (Sekunden) zurückgesetzt und der Betrieb der Verarbeitung wird beendet.
  • Mit der oben beschriebenen Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird verhindert, dass die Drehzahl der Turbine die Grenzdrehzahlen nicht überschreitet, durch Ausführen der „Obergrenzbeschränkung“ Verarbeitung zum Beschränken des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4), welches zu der Kompressorkanalflussrate gehört, welche aus den Eigenschaftsdaten der Kompressorkanalflussrate bei der Turbinengrenzdrehzahl und dem Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis erhalten ist. Darüber hinaus wird die Änderungsrate des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) durch den Änderungsratengrenzwert beschränkt, durch Ausführen der „Änderungsratenbeschränkung“ Verarbeitung in der Änderungsratenbeschränkungsperiode nach dem Ausführen der „Obergrenzenbeschränkung“ Verarbeitung, und somit kann die Schwankung des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1), welches durch die Änderung in der Kompressorkanalflussrate (3) verursacht ist, und das Auftreten des Steuer-Huntings des Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses und des Huntings der Wastegateventilöffnungssteuerung, welche aus der Schwankung des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) resultiert, verhindert werden.
  • Darüber hinaus, falls eine Abweichung zwischen dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) und dem tatsächlichen Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) aus irgendeinem Grund auftritt, falls das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) während eines Übergangs oder etwas Ähnliches überschießt, wenn das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) nicht größer als das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ist, sondern das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (2) > das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (4) ist, wird das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) in Richtung der Abnahmeseite um den Überdruckverhältnisbetrag korrigiert, um dadurch die Steuerung in Richtung einer Abnahme des Überschießens des tatsächlichen Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (2) bereitzustellen. Auf diese Weise kann die Drehzahl der Turbine sicherer begrenzt werden, sodass die Grenzen der Drehzahl nicht überschritten wird.
  • Darüber hinaus wird die „Änderungsratenbeschränkungen“ Verarbeitung für das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) nur für die Änderungsrate auf der Zunahmeseite ausgeführt, wodurch die Steuerung, begrenzt in Richtung eines Verhinderns der Überrotation der Turbine, bereitgestellt wird. Auf diese Weise kann der negative Effekt auf die Ansprechbarkeit auf der Abnahmeseite verhindert werden.
  • Darüber hinaus, wenn das Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) sich in Richtung der Abnahmeseite verändert, wird die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ zum Freigeben der Beschränkung der Änderungsrate des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) ausgeführt, und die Verschlechterung der Beschleunigungseigenschaft bei der erneuten Beschleunigung tritt somit nicht auf. Beispielsweise besteht die Gefahr, falls die „Änderungsratenbegrenzungsfreigabe“ Verarbeitung nicht ausgeführt wird, wie folgt. Nach der Beschleunigung ist die „Änderungsratenbeschränkungen“ Verarbeitung für das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) aktiviert. Während der aktiven Periode, wenn eine Abbremsung einmal ausgeführt wird, und dann eine erneute Beschleunigung ausgeführt wird, wird der Anstieg des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) zum Zeitpunkt einer erneuten Beschleunigung aufgrund der Änderungsratenbeschränkungen verzögert, was in der Verschlechterung in den Beschleunigungseigenschaften resultiert. Im Gegensatz dazu wird entsprechend der ersten Ausführungsform die „Änderungsratenbeschränkungsfreigabe“ Verarbeitung ausgeführt, wodurch dieses Problem gelöst wird. Entsprechend der ersten Ausführungsform wird beispielsweise, wenn das Vor-Obergrenzenbeschränkung-Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (5) sich in Richtung der Abnahmeseite ändert, wenn die Abbremsung einmal ausgeführt ist, wird die „Änderungsratenbeschränkung für das Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis (1) freigegeben, selbst in der Änderungsratenbeschränkungsperiode. Folglich kann die Verschlechterung der Beschleunigungseigenschaft verhindert werden, welche durch die Verzögerung in dem Anstieg des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses (1) bei der erneuten Beschleunigung verursacht ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (6)

  1. Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche ausgebildet ist zum Steuern eines für ein Fahrzeug vorgesehenen Verbrennungsmotors, wobei das Fahrzeug umfasst: ein Drosselventil (4), welches in einem Einlasskanal des Verbrennungsmotors vorgesehen ist; einen Luftflusssensor (12), welcher zum Detektieren einer Einlassluftflussrate in dem Einlasskanal des Verbrennungsmotors ausgebildet ist; einen Turbolader (36), welcher eine Turbine (32), welche in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, und einen Kompressor (31) umfasst, welcher in dem Einlasskanal des Verbrennungsmotors vorgesehen ist und zum integralen Rotieren mit der Turbine ausgebildet ist; ein Abgasbypassventil (40), welches ausgebildet ist zum Zulassen, dass eine Vorlaufseite und eine Nachlaufseite der Turbine miteinander kommunizieren; ein Wastegateventil (34), welches in dem Abgasbypasskanal vorgesehen ist und ausgebildet ist zum Einstellen einer Flussrate von Abgas des Verbrennungsmotors, welches durch den Abgasbypasskanal fließt; einen Stellmotor (34a), welcher zum Betreiben des Wastegateventils ausgebildet ist, um eine Öffnungsposition des Wastegateventils zu ändern; und einen Drosselvorlaufdrucksensor (35), welcher ausgebildet ist zum Detektieren eines tatsächlichen Drosselvorlaufdrucks mit einem tatsächlichen Wert eines Einlassluftdrucks auf einer Vorlaufseite des Drosselventils, welcher durch den Kompressor komprimiert ist, wobei die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor umfasst: ein Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungselement (120), welches zum Berechnen eines Zieldrosselvorlaufdrucks mit einem Zielwert des Drucks der durch den Kompressor komprimierten Einlassluft ausgebildet ist, basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors; ein Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement (126), welches ausgebildet ist zum Berechnen eines Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses basierend auf dem Zieldrosselvorlaufdruck; ein Rückkopplungskorrekturbetrags-Berechnungselement (129), welches ausgebildet ist zum Ausführen einer Rückkopplungssteuerung, welche zu einer Differenz zwischen dem durch den Drosselvorlaufdrucksensor detektierten tatsächlichen Drosselvorlaufdruck und dem durch das Zieldrosselvorlaufdruck-Berechnungselement berechneten Zieldrosselvorlaufdruck gehört, um dadurch einen Rückkopplungskorrekturbetrag für einen Zielöffnungsgrad des Wastegateventils zu berechnen, basierend auf dem Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis; ein Zielöffnungsgrad-Berechnungselement (130), welches ausgebildet ist zum Berechnen, basierend auf dem Rückkopplungskorrekturbetrag, des Zielöffnungsgrads des Wastegateventils, welcher benötigt wird zum Abstimmen des tatsächlichen Drosselvorlaufdrucks mit dem Zieldrosselvorlaufdruck, zum Ausgeben des Zielöffnungsgrads an den Stellmotor; ein Kompressorkanalflussraten-Berechnungselement (121), welches ausgebildet ist zum Berechnen einer Kompressorkanalflussrate, welche durch den Kompressor hindurchtritt, basierend auf der durch den Luftflusssensor detektierten Einlassluftflussrate; ein Kompressorvorlaufseitendruck-Berechnungselement (123), welches ausgebildet ist zum Berechnen eines Drucks auf einer Vorlaufseite des Kompressors, basierend auf einem Atmosphärendruck; ein Kompressornachlaufseitendruck-Berechnungselement (124), welches ausgebildet ist zum Berechnen eines Drucks auf einer Nachlaufseite des Kompressors, basierend auf dem durch den Drosselvorlaufdrucksensor detektierten tatsächlichen Drosselvorlaufdruck; und ein Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement (122), welches ausgebildet ist zum Berechnen, basierend auf der Kompressorkanalflussrate, eines Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses, welches ein Druckverhältnis des Drucks auf der Nachlaufseite zu dem Druck auf der Vorlaufseite des Kompressors bei einer Turbinengrenzdrehzahl ist, wobei das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement (126) ausgebildet ist zum Vergleichen des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses und des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses miteinander, und zum Ausführen einer Obergrenzenbeschränkungsverarbeitung zum Beschränken des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis, wenn das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis größer als das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis ist, wobei das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement (126) ausgebildet ist zum Ausführen einer Änderungsratenbeschränkungsverarbeitung zum Beschränken einer Änderungsrate des durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis beschränkten Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses, sodass ein Überschreiten eines vorab eingestellten Änderungsratengrenzwerts verhindert wird, während einer vorab eingestellten Periode, nachdem ein Ausführen der Obergrenzenbeschränkungsverarbeitung gestartet ist.
  2. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei ein Startzeitpunkt der Änderungsratenbeschränkungsverarbeitung einen Ausführungsstartzeitpunkt der Obergrenzenbeschränkungsverarbeitung umfasst.
  3. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei eine Startzeit der Änderungsratenbeschränkungsverarbeitung einen Zeitpunkt umfasst, bei welchem sich das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis in Richtung einer Zunahmeseite verändert, nachdem das Ausführen der Obergrenzenbeschränkungsverarbeitung gestartet ist.
  4. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Änderungsratenbeschränkungsverarbeitung nur ausgeführt wird, wenn sich die Änderungsrate in Richtung einer Zunahmeseite ändert.
  5. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend ein Tatsächliches-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement (125), welches ausgebildet ist zum Berechnen eines tatsächlichen Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses, welches ein Verhältnis des durch das Kompressornachlaufseitendruck-Berechnungselement berechneten Drucks auf der Nachlaufseite des Kompressors zu dem durch das Kompressorvorlaufseitendruck-Berechnungselement berechneten Druck auf der Vorlaufseite des Kompressors ist, wobei das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement (126) ausgebildet ist zum: Vergleichen des tatsächlichen Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses und des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses miteinander und zum Berechnen, wenn das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis größer als das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis ist, eines Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses zum Korrigieren des durch das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses beschränkten Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses in Richtung einer Abnahmeseite, basierend auf einem Betrag, um welchen das Tatsächliche-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis das Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis überschreitet; und Verwenden, bei der Obergrenzenbeschränkungsverarbeitung, des Abnahmeseitenkorrektur-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses anstelle des Turbinengrenzzeit-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses zum Beschränken des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses.
  6. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn ein Wert des Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnisses, welches durch das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement vor dem Ausführen der Obergrenzenbeschränkungsverarbeitung berechnet ist, sich in Richtung einer Abnahmeseite aufgrund einer von einem Fahrer des Fahrzeugs ausgegebenen Bremsanfrage während der Periode verändert, während welcher die Änderungsrate beschränkt ist, das Ziel-Vor/Nach-Kompressordruckverhältnis-Berechnungselement (126) die Beschränkung bei der Änderungsrate freigibt, selbst bevor die Periode endet.
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