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Technischer
Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine elektrisch
unterstützte
Ladevorrichtung, die die Ladevorrichtung mit einem Elektromotor
steuert, die an einem Einlassdurchgang einer Brennkraftmaschine
angeordnet ist, die an einem Fahrzeug montiert ist.
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Stand der
Technik
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Gut
bekannt sind Brennkraftmaschinen, die mit einem Turbolader an dem
Einlassdurchgang des Verbrennungsmotors versehen sind und konfiguriert sind,
um eine hohe Leistung (oder einen niedrigen Kraftstoffverbrauch)
durch Aufladen durch den Turbolader zu erzielen. Die japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-132049 offenbart ebenso diese Brennkraftmaschine
mit dem Turbolader.
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Offenbarung
der Erfindung
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Eine
Brennkraftmaschine nimmt Luft von der Atmosphäre auf und verwendet diese
bei der Verbrennung. Die Abgabe verringert sich mit einer Verringerung
der Einlassluftmenge. Beispielsweise ergibt eine Verringerung des
Atmosphärendrucks
eine Verringerung der Luftmasse pro Zeiteinheit und somit eine Verringerung
der Abgabe. Es ist somit übliche Praxis,
die Drosselöffnung
zu vergrößern, um
das Einlassluftvolumen zu vergrößern, um die
Verringerung der Luftmasse zu verhindern. Wenn jedoch der Turbolader
mit einem variablen Steuermechanismus versehen ist, wird dieser
Mechanismus verwendet, um den Verstärkungsdruck zu erhöhen und
dadurch die Verringerung der Abgabe auszugleichen. Ein Beispiel
dieses Mechanismus kann der variable Düsenmechanismus sein, den der
in der vorstehend erwähnten
japanischen Patentanmeldung beschriebene Turbolader hat.
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Der
variable Düsenmechanismus
ist ein Mechanismus, bei dem eine Vielzahl von Schaufeln in einem
Abgaseingangsabschnitt in ein Turbinenrad angeordnet sind, und der
variabel die Abgasdurchflussrate durch Ändern des Spalts zwischen den Schaufeln
steuert (variable Düsenöffnung).
Die Turbinenabgabe wird durch variables Steuern der variablen Düsenöffnung optimiert.
Jedoch befindet sich der variable Düsenmechanismus schon auf der
minimalen Öffnung,
wenn sich die Brennkraftmaschine in einem Niedriglastbereich befindet,
und es ist fast immer der Fall, dass kein Raum für eine Erhöhung des Verstärkungsdrucks
bei einer Verringerung des Atmosphärendrucks vorhanden ist. Wenn
die Düsenöffnung nach
unten zu sehr verengt wird, wird das zu einer Verringerung der Ladeeffizienz
(Erhöhung
des Gegendrucks) als Turbolader und wiederum zur Verringerung des
Kraftstoffverbrauchs führen.
Aus diesem Grund gibt es den Bedarf nach einem Abgabeausgleich in
solchen Fällen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung
für eine
elektrisch unterstützte
Ladevorrichtung zu schaffen, die die Verringerung der Abgabe auch mit
einer Verringerung des Atmosphärendrucks
wirksam ausgleichen kann.
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Eine
Steuervorrichtung für
eine elektrisch unterstützte
Ladevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung weist einen Turbolader, der an einem Einlassdurchgang
einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, die an einem Fahrzeug montiert
ist, und der durch einen Elektromotor betrieben wird; eine Steuereinrichtung
zum Steuern des Elektromotors zum Steuern eines Verstärkungsdrucks;
und eine Druckerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Zustands
des Atmosphärendrucks
auf, wobei dann, wenn der durch die Druckerfassungseinrichtung erfasste
Atmosphärendruck
geringer als ein vorbestimmter Wert wird, die Steuereinrichtung
eine größere Antriebskraft
des Elektromotors als dann veranlasst, wenn der Atmosphärendruck
nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist.
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Vorzugsweise
weist die Steuervorrichtung ferner eine Einlassluftmassenerfassungseinrichtung zum
Erfassen einer Einlassluftmasse auf und bestimmt die Steuereinrichtung
eine Erhöhung
der Antriebskraft des Elektromotors auf der Grundlage einer Abweichung
zwischen der durch die Einlassluftmassenerfassungseinrichtung erfassten
Einlassluftmasse und einer auf der Grundlage eines Betriebszustands
der Brennkraftmaschine bestimmten Soll-Einlassluftmasse.
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In
einem weiteren Gesichtspunkt weist vorzugsweise die Steuervorrichtung
ferner einen Turbolader zum Ausführen
einer Aufladung durch Anwendung einer Abgasströmung der Brennkraftmaschine und
einen variablen Düsenmechanismus
zum variablen Steuern eines Aufladezustands durch den Turbolader
auf, und wenn der durch die Druckerfassungseinrichtung erfasste
Atmosphärendruck
geringer als der vorbestimmte Wert wird, wird die Berücksichtigung
der Einlassluftmasse bei der Gelegenheit der Bestimmung einer Steuergröße des variablen
Düsenmechanismus
unterbunden.
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Ferner
ist vorzugsweise der Elektromotor in dem Turbolader eingebaut und
sind die Ladevorrichtung und der Turbolader miteinander integriert.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Brennkraftmaschine
(eines Verbrennungsmotors) zeigt, der ein Ausführungsbeispiel der Steuervorrichtung
der vorliegenden Erfindung hat.
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2 ist
ein Ablaufdiagramm einer Ladesteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Steuervorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
ein Kennfeld, das beim Bestimmen verwendet wird, ob sich der Verbrennungsmotor
in einem EGR-Ausführungsbereich
befindet.
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4 ist
ein Kennfeld, das beim Bestimmen eines Sollwerts VN0 für eine variable
Düsenöffnung verwendet
wird.
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5 ist
ein Kennfeld, das beim Bestimmen eines Sollwerts AFt für eine neue
Luftmasse verwendet wird.
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6 ist
ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Brennkraftmaschine
(eines Verbrennungsmotors) zeigt, der ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung hat.
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Beste Art zum Ausführen der
Erfindung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. 1 zeigt
einen Verbrennungsmotor 1, der die Steuervorrichtung des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
hat.
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Der
Ausdruck „Verstärkungsdruck" wird manchmal als
Ausdruck verwendet, der eine Druckdifferenz von dem Atmosphärendruck
angibt. Andererseits wird der Ausdruck „Verstärkungsdruck" ebenso manchmal als Ausdruck verwendet,
der einen absoluten Druck in dem Einlassrohr angibt. Wenn es nötig ist,
den Verstärkungsdruck
durch definiertes Unterscheiden von diesem zu beschreiben, wird
die Beschreibung angegeben, um ihre Bedeutungen definiert anzugeben.
Wenn beispielsweise die Verstärkungsdrucksteuerung
auf der Grundlage einer Abgabe eines Drucksensors zum Erfassen des Drucks
in dem Einlassrohr durchgeführt
wird, ist es einfach, den Verstärkungsdruck
auf der Grundlage des „Verstärkungsdrucks
als Differenz von dem Atmosphärendruck" zu steuern, wenn
der Drucksensor ein Sensor zum Erfassen eines Differenzialdrucks von
dem Atmosphärendruck
ist; es ist einfach, den Verstärkungsdruck
auf der Grundlage des „Einlassluftdrucks
als absoluten Druck" zu
steuern, wenn der Drucksensor ein Sensor zum Erfassen des absoluten Drucks
ist.
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Der
Verbrennungsmotor 1, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beschrieben ist, ist ein Mehrzylinderverbrennungsmotor, aber nur
ein Zylinder von diesem ist als Schnittansicht in 1 dargestellt.
Der Verbrennungsmotor 1 ist zum Einspritzen von Kraftstoff
in einen Einlassanschluss durch einen Injektor und zum Mischen des
Kraftstoffs mit durch ein Einlassrohr 5 aufgenommener Einlassluft
angeordnet, um ein Luftkraftstoffgemisch zu erzeugen. Das so erzeugte
Luftkraftstoffgemisch wird in einen Zylinder 3 geführt, um
durch eine Zündkerze 7 gezündet und
verbrannt zu werden. Eine Ladevorrichtung 20 mit einem
Elektromotor 20a und einen Turbolader 11, der
später
beschrieben wird, werden zum Laden von mehr Einlassluft verwendet,
um dadurch nicht nur eine höhere
Leistung sondern ebenso einen niedrigeren Kraftstoffverbrauch zu
erzielen. Ein Einlassventil 8 ist zum Öffnen und Schließen zwischen dem
Inneren jedes Zylinders 3 und dem Einlassdurchgang 5 angeordnet.
Ein Abgas nach der Verbrennung wird in einen Abgasdurchgang 6 ausgestoßen. Das
Auslassventil 9 ist zum Öffnen und Schließen zwischen
dem Inneren jedes Zylinders 3 und dem Abgasdurchgang 6 angeordnet.
Die folgenden Bauteile sind in der Reihenfolge von stromaufwärts ausgehend
an dem Einlassdurchgang 5 angeordnet: ein Luftreiniger 10,
ein Luftdurchflussmessgerät 27, eine
Ladevorrichtung 20, ein Turbolader 11, ein Zwischenkühler 12,
ein Drosselventil 13 usw.
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Der
Luftreiniger 10 ist ein Filter zum Entfernen von Fremdstoffen,
Staub usw. aus der Einlassluft. Das Luftdurchflussmessgerät (Einlassluftmassenerfassungseinrichtung) 27 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist eine Heißdrahtbauart
und erfasst die Einlassluftmasse als Massendurchflussrate. Die Ladevorrichtung 20 ist
elektrisch betrieben durch einen eingebauten Motor (Elektromotor) 20a.
Ein Verdichterrad ist direkt mit einer Ausgangswelle des Motors 20a gekoppelt.
Der Motor 20a der Ladevorrichtung 20 ist durch
eine Steuerung (Steuereinrichtung) 21 mit einer Batterie 22 verbunden.
Die Steuerung 21 steuert eine zugeführte Leistung zu dem Motor 20a,
um den Antrieb des Motors 20a zu steuern. Die Steuerung 21 kann
eine Drehzahl des Motors 20a (insbesondere Upm des Verdichterrads)
erfassen.
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Eine
Bypassleitung 24 ist vorgesehen, um die Ladevorrichtung 20 zu
umgehen, während
sie zwischen deren stromaufwärtigen
und stromabwärtigen
Lagen verläuft.
Ein Ventil 25 zum Regulieren einer durch die Bypassleitung 24 geförderten
Einlassluftmasse ist an der Bypassleitung 24 angeordnet. Das
Ventil 25 ist elektrisch betrieben, um optional die Luftdurchflussrate
durch die Bypassleitung 24 zu regulieren. Während die
Ladevorrichtung 20 nicht in Betrieb ist, wirkt die Ladvorrichtung 20 als
Einlasswiderstand, und öffnet
somit das Ventil 25 die Bypassleitung 24, um zu
verhindern, dass die Ladevorrichtung 20 als Einlasswiderstand
wirkt. Während
des Betriebs der Ladevorrichtung 20 schließt dagegen das
Ventil 25 die Bypassleitung 24, um zu verhindern, dass
die durch die Ladevorrichtung 20 aufgeladene Einlassluft
zurück
durch die Bypassleitung 24 strömt.
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Der
Turbolader 11 ist zwischen dem Einlassdurchgang 5 und
dem Abgasdurchgang 6 angeordnet, um eine Aufladung zu bewirken.
Der Turbolader 11 ist gut bekannt und hat einen variablen
Düsenmechanismus 11a als
Mechanismus mit variabler Geometrie. Der variable Düsenmechanismus 11a wird durch
eine ECU (Steuereinrichtung) 16 gesteuert, die später beschrieben
wird. Bei dem Verbrennungsmotor 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
können die
Ladevorrichtung 20 und der Turbolader 11, die
in Reihe angeordnet sind, eine Aufladung ausführen. Der Zwischenkühler 12 der
Luftkühlerbauart
zum Verringern der Temperatur der Einlassluft, deren Temperatur
mit dem Anstieg des Drucks aufgrund der Aufladung durch die Ladevorrichtung 20 und/oder den
Turbolader 11 angehoben ist, ist stromabwärts von
dem Turbolader 11 angeordnet.
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Der
Zwischenkühler 12 verringert
die Temperatur der Einlassluft, um die Ladeeffizienz anzuheben.
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Das
Drosselventil 13 zum Steuern der Einlassluftmasse ist stromabwärts von
dem Zwischenkühler 12 angeordnet.
Das Drosselventil 13 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist ein sogenannter elektronisch gesteuerter Induktionsdrosselmechanismus
und ist wie folgt angeordnet: Ein Beschleunigerpositionssensor 15 erfasst
einen Betätigungsbetrag eines
Beschleunigerpedals 14 und die ECU 16 bestimmt
ein Öffnungsniveau
des Drosselventils 13 auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses
des Sensors 15 und von anderen Informationsquellen. Das Drosselventil 13 wird
durch den Drosselmotor 17 geöffnet und geschlossen, der
damit verknüpft
vorgesehen ist. Ein Drosselpositionssensor 18 zum Erfassen des Öffnungsniveaus
des Drosselventils 13 ist ebenso verknüpft mit dem Drosselventil 13 vorgesehen.
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Ein
Drucksensor 19 zum Erfassen des Drucks (des Verstärkungsdrucks
und des Einlassdrucks) in dem Einlassdurchgang 5 ist ebenso
stromabwärts
von dem Drosselventil 13 angeordnet. Ein Sensor zum Erfassen
des Verstärkungsdrucks
kann an dem Einlasskrümmerabschnitt
angebracht werden. Diese Sensoren 15, 18, 19 und 27 sind
mit der ECU 16 verbunden und führen ihre Erfassungsergebnisse
der ECU 16 zu. Ein Atmosphärendrucksensor (eine Druckerfassungseinrichtung) 30 zum
Erfassen des Atmosphärendrucks
ist ebenso mit der ECU 16 verbunden. Die ECU 16 ist
eine elektronische Steuereinheit, die aus einer CPU, einem ROM,
einem RAM usw. besteht. Der vorstehend erwähnte Injektor 2, die
Zündkerze 7,
das Ventil 25, das Luftdurchflussmessgerät 27,
die Steuerung 21, die Batterie 22 usw. sind mit
der ECU 16 verbunden, und diese Bauteile werden durch ein Signal
von der ECU 16 gesteuert oder ein Zustand jedes Bauteils
(ein Ladezustand, wenn es sich um die Batterie 22 handelt)
wird dadurch überwacht.
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Auf
der anderen Seite ist ein Abgasreinigungskatalysator 23 zum
Reinigen des Abgases stromabwärts
von dem Turbolader 11 an dem Abgasdurchgang 6 angeordnet.
Ein Kurbelpositionssensor 26 zum Erfassen einer Drehposition
der Kurbelwelle ist an der Nähe
der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 1 angebracht. Der
Kurbelpositionssensor 26 kann ebenso die Verbrennungsmotordrehzahl
aus der Position der Kurbelwelle erfassen.
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Ein
EGR-Durchgang (Abgasrezirkulationsdurchgang) 28 zum Rezirkulieren
von Abgas von dem Abgasdurchgang 6 (stromaufwärtiger Abschnitt von
dem Turbolader 11) zu dem Einlassdurchgang 5 (Ausgleichstankabschnitt)
ist vorgesehen. Ein EGR-Ventil 29 zum Regulieren der Rate
der Abgasrezirkulation (der EGR-Menge) ist an dem EGR-Durchgang 28 montiert.
Ein Öffnungsniveau (Einschaltdauerverhältnis) des
EGR-Ventils 29 wird ebenso durch die vorstehend erwähnte ECU 16 gesteuert.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist ein EGR-Kühler zum Kühlen des EGR-Gases unter Verwendung
von Kühlwasser
des Verbrennungsmotors 1 zwischen dem EGR-Ventil 29 und
dem Ausgleichstank des Einlassdurchgangs 5 angeordnet.
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Als
Nächstes
wird die Aufladesteuerung bei dem Verbrennungsmotor 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist angeordnet,
um die Aufladewirkung durch die Ladevorrichtung 20 zu verbessern,
so dass eine Antriebskraft des Motors 20a stärker mit der
Verringerung des Atmosphärendrucks
(wenn der Atmosphärendruck
geringer als ein vorbestimmter Wert wird) als ohne Verringerung
des Atmosphärendrucks
erhöht
wird, um einen Abfall der Abgabe zu verhindern. Da der Turbolader 11 mit
dem variablen Düsenmechanismus 11a versehen
ist, wird die Steuer in Zusammenwirkung damit durchgeführt. Da
ferner der Verbrennungsmotor 1 mit dem EGR-Mechanismus
versehen ist, wird die Steuerung ebenso in Zusammenwirkung mit dem
EGR-System durchgeführt.
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1 zeigt
das Ablaufdiagramm der Aufladesteuerung. Der erste Schritt ist zum
Einlesen der Verbrennungsmotordrehzahl Ne und der Verbrennungslast
vorgesehen (Schritt 200). Die Verbrennungsmotordrehzahl
wird durch den Kurbelpositionssensor 26 erfasst. Die Verbrennungsmotorlast
wird auf der Grundlage der Einlassluftmasse, die durch das Luftdurchflussmessgerät 27 erfasst
wird, und des Drosselhubs berechnet, der durch den Drosselpositionssensor 18 erfasst
wird. Der nächste
Schritt ist zum Bestimmen vorgesehen, ob der Verbrennungsmotor sich
in einem Bereich der Durchführung der
EGR-Steuerung befindet, auf der Grundlage der erfassten Verbrennungsmotordrehzahl
Ne und der Verbrennungsmotorlast (Schritt 205).
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3 zeigt
ein Beispiel eines in diesem Schritt verwendeten Kennfelds. In dem
Kennfeld von 3 stellt die horizontale Achse
die Verbrennungsmotordrehzahl Ne und die vertikale Achse die Verbrennungsmotorlast
dar. Die EGR-Steuerung wird in einem Bereich A ausgeführt, die
durch Schraffieren in dem Kennfeld angedeutet ist, um das Abgas
zu der Einlassseite zu rezirkulieren. Wie aus dem Kennfeld von 3 erkennbar
ist, wird keine Rezirkulation des Abgases in einem Bereich hoher
Drehzahl oder einem Bereich hoher Last durchgeführt. Wenn der Schritt 205 als
Ergebnis nein hat, wird eine normale Steuerung durch eine Rückführregelung
auf der Grundlage des Einlassdrucks durchgeführt, der durch den Drucksensor 19 erfasst
wird (Schritt 210).
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Wenn
andererseits der Schritt 205 als Ergebnis ja hat, um die
EGR-Steuerung durchzuführen, wird
eine Soll-Öffnung
der variablen Düse
VN0 berechnet und wird die berechnete Soll-Öffnung VN0 der variablen Düse an den
variablen Düsenmechanismus 11a abgegeben
(Schritt 215). Die Öffnung des
variablen Düsenmechanismus 11a wird
auf der Grundlage dieses Signals geändert. Zu diesem Zeitpunkt
wird ein Kennfeld, wie in 4 gezeigt
ist, bei der Berechnung der Soll-Öffnung VN0 der variablen Düse verwendet.
Das Kennfeld von 4 hat die horizontale Achse,
die die Verbrennungsmotordrehzahl Ne darstellt, und die vertikale
Achse, die die Verbrennungsmotorlast darstellt, und numerische Werte
der Soll-Öffnung
VN0 der variablen Düse
sind den jeweiligen Bereichen in dem Kennfeld zugeordnet. Die Soll-Öffnung VN0
der variablen Düse
wird mit einer niedrigeren Drehzahl und einer höheren Last kleiner und die
Soll-Öffnung
VN0 der variablen Düse
wird mit einer höheren
Drehzahl und einer niedrigeren Last größer.
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Der
Schritt, der dem Schritt 215 folgt, ist zum Einlesen einer
neuen Luftmasse AF vorgesehen, die eine Einlassluftmasse ist, die
neu nach dem Start der Steuerung des variablen Düsenmechanismus 11a zu der
Soll-Öffnung VN0
der variablen Düse
aufgenommen wird (Schritt 220). Die neue Luftmasse AF wird durch
das Luftdurchflussmessgerät 27 erfasst.
In diesem Stadium wird die neue von der Atmosphäre aufgenommene Luft mit dem
rezirkulierten Abgas gemischt und wird darauf Kraftstoff eingespritzt,
um ein Luftkraftstoffgemisch zu erzeugen, um in den Zylinder 3 eingeführt zu werden.
Der nächste
Schritt ist zum Berechnen eines Sollwerts AFt für die neue Luftmasse vorgesehen
(Schritt 225). Zu diesem Zeitpunkt wird ein Kennfeld, wie
in 5 gezeigt ist, bei der Berechnung des neuen Luftmassensollwerts
AFt verwendet. Das Kennfeld von 5 hat die
horizontale Achse, die die Verbrennungsmotordrehzahl Ne darstellt,
und die vertikale Achse, die die Verbrennungsmotorlast darstellt,
und numerische Werte des neuen Luftmassensollwerts AFt sind den
jeweiligen Bereichen in dem Kennfeld zugeordnet. Der neue Luftmassensollwert
AFt wird mit einer geringeren Drehzahl und einer geringeren Last
kleiner und der neue Luftmassensollwert AFt wird mit einer höheren Drehzahl
und einer höheren
Last größer.
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Der
Schritt, der dem Schritt 225 folgt, ist zum Berechnen einer
Abweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert vorgesehen, AFe
= AFt – AF
(Schritt 230). Ferner ist der nachfolgende Schritt zum
Erfassen des Atmosphärendrucks
P0 durch den Drucksensor 19 vorgesehen (Schritt 235).
Der nächste Schritt
ist zum Bestimmen vorgesehen, ob der erfasste Atmosphärendruck
P0 geringer als ein vorbestimmter Druck ist (hier 90 kPa) (Schritt 240).
Wenn der Atmosphärendruck
P0 geringer als der vorbestimmte Druck ist, kann bestimmt werden,
dass die Einlassluftdichte verringert ist, und in diesem Fall wird
ein Anweisungswert (Antriebsstromwert oder Ähnliches) i zu dem Motor 20a auf
der Grundlage einer Funktion f (AFe) der vorstehend erwähnten Abweichung
AFe berechnet, um die Antriebskraft des Motors 20a zu erhöhen, um
das Einlassluftvolumen zu vergrößern, um
die Einlassluftmasse sicherzustellen. Der berechnete Anweisungswert
i wird an den Motor 20a abgegeben (Schritt 245).
Der Motor 20a wird auf der Grundlage dieses Anweisungswerts
i betrieben. Dieser Anweisungswert i ist so eingerichtet, dass die
Antriebskraft größer wird
als dann, wenn der Atmosphärendruck
nicht geringer als der vorbestimmte Druck ist. Anders gesagt ist
die vorstehend genannte Funktion f (AFe) so definiert. Die Steuerung des
Motors 20a ist eine Kombination der Einlassdruckrückführregelung
durch den Drucksensor 19 mit der Einlassluftmassenrückführregelung
durch das Luftdurchflussmessgerät 27.
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Wenn
der Schritt 240 als Ergebnis ja hat, wenn insbesondere
der Atmosphärendruck
P0 geringer als der vorbestimmte Druck ist, ist die Steuerung des
variablen Düsenmechanismus 11a eine
Kombination der Kennfeldsteuerung durch die vorstehend erwähnte Soll-Öffnung VN0 der variablen Düse mit der
Einlassdruckrückführregelung
durch den Drucksensor 19. Zu diesem Zeitpunkt wird nämlich die
Berücksichtigung
der Einlassluftmasse bei der Gelegenheit der Bestimmung der variablen
Düsenöffnung unterbunden.
Dies hat den Zweck, eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs
aufgrund einer Verringerung der Effizienz des Turboladers 11 mit
einer Erhöhung
des Gegendrucks zu verhindern, der durch Verengen der variablen
Düsenöffnung für den Abgabenausgleich
verursacht wird, wenn der Atmosphärendruck P0 geringer als der
vorbestimmte Druck ist.
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In
diesem Schritt wird der Anweisungswert i an den Motor 20a,
insbesondere eine Erhöhung
der Antriebskraft des Motors 20a auf der Grundlage der vorstehend
erwähnten
Abweichung AFe bestimmt. Das macht es einfach, die neue Luftmasse
sicherzustellen, die ausreichend zum Verhindern des Auftretens von
Rauch ist, ohne den Bedarf der Verringerung der EGR-Menge. Obwohl
dies hier nicht genau beschrieben ist, wird die Rückführregelung
für die EGR-Rate zu dem Sollwert
in dem EGR-Bereich durchgeführt,
um dadurch eine Verringerung der Menge des NOx-Ausstoßes aufgrund
einer Verringerung der Verbrennungstemperatur zu erzielen. Wenn die
neue Luftmasse auf diese Art und Weise sichergestellt wird, kann
die EGR-Rate beibehalten werden und kann die Reinigung des Abgases
ebenso sicher ausgeführt
werden.
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Wenn
es unmöglich
ist, die neue Luftmasse durch den Motor 20a mit einer Verringerung
des Atmosphärendrucks
sicherzustellen und wenn eine Verringerung der Einlassluftmasse
mit einer Verringerung des Atmosphärendrucks beispielsweise im Hochland
auftritt, gäbe
es kein Mittel außer
der Verringerung der EGR-Menge gemäß der Verringerung des Atmosphärendrucks,
um den Ausstoß von Rauch
zu verhindern. Jedoch kann das vorliegende Ausführungsbeispiel die neue Luftmasse
sicherstellen und ebenso die EGR-Menge sicherstellen, und kann dadurch
die Fahrleistungsfähigkeit
und die Abgasreinigungsfähigkeit
auf einem Niveau aufrechterhalten, das äquivalent zu demjenigen ohne
eine Verringerung des Atmosphärendrucks
ist.
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Wenn
andererseits der Schritt 240 als Ergebnis nein hat, wird
ein Korrekturbetrag VNc des variablen Düsenmechanismus 11a auf
der Grundlage einer Funktion g (AFe) der vorstehend erwähnten Abweichung
AFe berechnet (Schritt 250). Ein Anweisungswert, der an
den variablen Düsenmechanismus 11a abzugeben
ist, ist ein Öffnungsniveau,
das gemäß der vorstehend
erwähnten
Soll-Öffnung VN0
+ Korrekturbetrag VNc berechnet wird. Die Funktion g ist eine Funktion
zum Bestimmen des Korrekturbetrags VNc zum Öffnen oder Verengen der variablen
Düsenöffnung,
um die Abweichung zu verringern, mit einer Vergrößerung der vorstehend erwähnten Abweichung
AFe. Wenn der Schritt 240 als Ergebnis nein hat, wird die
Steuerung des Motors 20a nur die Einlassdruckrückführregelung
durch den Drucksensor 19 ohne die Einlassluftmassenrückführregelung durch
das Luftdurchflussmessgerät 27.
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Die
vorliegende Erfindung soll nicht auf das vorstehend beschriebene
Ausführungsbeispiel
beschränkt
werden. Beispielsweise verwendet das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
den Atmosphärendruck
(Drucksensor) 30 als Druckerfassungseinrichtung. Jedoch
kann die Druckerfassungseinrichtung ein Fahrzeugnavigationssystem
oder Ähnliches
sein. Während
eine Höhendifferenz
von dem Navigationssystem bezogen wird, kann der Atmosphärendruck
auf der Grundlage der Höhendifferenz
erfasst (oder geschätzt)
werden. Das Navigationssystem kann ein solches mit einer Kommunikationsfunktion
sein und der Atmosphärendruck
kann auf der Grundlage von Wetterinformationen (einschließlich des
Atmosphärendrucks)
und der Lageinformation erfasst werden, die durch die Kommunikationsinformation
bezogen wird.
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Das
in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel ist mit der
Ladevorrichtung 20, die mit dem Motor 20a ausgestattet
ist, stromaufwärts
von dem Turbolader 11 getrennt von dem Turbolader 11 vorgesehen.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung auf Ladevorrichtungen mit einem
Elektromotor (Motor) anwendbar und ist ebenso auf einen Aufbau anwendbar,
bei dem ein Elektromotor (Motor) 11b in einem Turbolader 11 eingebaut
ist, wie in 6 gezeigt ist. Das in 6 gezeigte
Ausführungsbeispiel
hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie diejenige, die
in 1 gezeigt ist, außer dass der Motor 11b vorgesehen
ist (und außer
dass die Ladevorrichtung 20 nicht vorgesehen ist), und
somit werden die gleichen Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen
ohne die genaue Beschreibung von diesen bezeichnet. In dem in 6 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist der Motor 11b so eingebaut, dass seine Achse eine Drehwelle eines
Turbinen-/Verdichterrads des Turboladers 11 ist.
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Diese
Konfiguration kann die Anzahl von Einheiten verringern und kann
eine Raumnutzungseffizienz in dem Verbrennungsmotorraum erhöhen. Sie vereinfacht
ebenso den Zusammenbau des Verbrennungsmotors 1. Die verschiedenartigen
Steuerkennfelder sind von denjenigen des in 1 gezeigten Aufbaus
augrund einer Änderung
der Beziehung zwischen der auf den Motor 20a aufgebrachten
Leistung und der Aufladewirkung und dergleichen unterschiedlich,
aber die in dem Ablaufdiagramm von 2 gezeigte
Steuerung kann grundsätzlich
auf die gleiche Art und Weise mit einer ähnlichen Wirkung ausgeführt werden.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
Steuervorrichtung für
die elektrisch unterstützte
Ladevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in der Lage, den Verstärkungsdruck durch
die elektrisch unterstützte
Ladevorrichtung variabel zu steuern und die optimale Aufladewirkung
zu erzielen. Der Zustand des Atmosphärendrucks wird durch die Druckerfassungseinrichtung
erfasst und die Antriebskraft des Elektromotors wird größer gemacht,
wenn der Atmosphärendruck
geringer als der vorbestimmte Wert wird, als wenn der Atmosphärendruck
nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist; das kann den Abgabeabfall
aufgrund einer Verringerung des Atmosphärendrucks wirksam verhindern.
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Zusammenfassung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung
für eine
elektrisch unterstützte
Ladevorrichtung zu schaffen, die einen Abgabeabfall auch mit einer
Verringerung des Atmosphärendrucks
wirksam ausgleichen kann. Eine Steuervorrichtung für eine elektrisch
unterstützte
Ladevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung hat eine Ladevorrichtung (20), die an einem Einlassdurchgang
(5) einer Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist,
der an einem Fahrzeug montiert ist, und die durch einen Elektromotor
(20a) betrieben wird, eine Steuerung (16, 21)
zum Steuern des Elektromotors (20a) zum Steuern eines Verstärkungsdrucks und
einen Druckdetektor (30) zum Erfassen eines Zustands des
Atmosphärendrucks,
und ist dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der durch den Druckdetektor
(30) erfasste Atmosphärendruck
geringer als ein vorbestimmter Wert wird, die Steuerung (16, 21)
eine Antriebskraft des Elektromotors (20a) größer als
dann macht, wenn der Atmosphärendruck nicht
geringer als der vorbestimmte Wert ist.