DE112011104717B4 - Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit Auflader - Google Patents

Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit Auflader Download PDF

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Abstract

Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine, aufweisend: eine Einrichtung zum Ermitteln eines Ziel-Drehmoments, welches an die aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgegeben werden soll; eine Einrichtung zum Ermitteln einer Ziel-Luftmenge aus dem Ziel-Drehmoment; eine Einrichtung zum Ermitteln eines Ziel-Ladedrucks aus dem Ziel-Drehmoment; eine Einrichtung zum Steuern einer Betätigung eines Stellglieds für eine Luftmengen-Steuerung gemäß der Ziel-Luftmenge; und eine Einrichtung zum Steuern einer Betätigung eines Stellglieds für eine Ladedruck-Steuerung gemäß dem Ziel-Ladedruck, wobei: die Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinrichtung das Ziel-Drehmoment unter Verwendung einer Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente, welche jederzeit basierend auf einer Drehmoment-Anforderung von einem Fahrer eingestellt wird, und einer Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, welche wie für einen spezifischen Typ einer Fahrzeugsteuerung notwendig eingestellt wird, bildet; und die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung einer Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente bildet, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, und die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung der Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und einer Druckkomponente entsprechend einer festgelegten Drehmomentkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, bildet, wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Steuerungsvorrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen mit Aufladern, und insbesondere eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Auflader, welche in der Lage ist, sowohl einen Ladedruck als auch eine Luftmenge entsprechend einem Ziel-Drehmoment aktiv zu steuern.
  • Stand der Technik
  • Als ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine ist die Drehmoment-Anforderungs-Steuerung bekannt, welche Drehmoment als einen Steuerungsbetrag zum Ermitteln eines Betätigung-Betrages eines jeden von verschiedenen Stellgliedern verwendet. Ein Ziel-Drehmoment, welches als ein Zielwert eines Steuerungsbetrages dient, wird basierend auf einer Drehmoment-Anforderung von einem Fahrer, welche von einer Gaspedal-Betätigung abgeschätzt werden kann, oder einer Drehmoment-Anforderung von einer Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung, wie VSC und TRC, ermittelt. Bei einer Verbrennungskraftmaschine mit einem festgesetzten Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wie einem Benzinmotor, wird eine Ziel-Luftmenge aus dem Ziel-Drehmoment ermittelt und ein spezifisches Stellglied zum Steuern der Luftmenge wird gemäß der Ziel-Luftmenge betätigt.
  • Die vorstehend beschriebene Drehmoment-Anforderungs-Steuerung kann bei einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Turbolader oder einem mechanischen Auflager angewendet werden. Einige dieser aufgeladenen Verbrennungskraftmaschinen können einen Ladedruck aktiv steuern. Beispielsweise enthält eine in der JP 2006-242062 A offenbarte Verbrennungskraftmaschine einen Turbolader mit einem Elektromotor. Eine aktive Steuerung des Ladedrucks wird dadurch ermöglicht, dass zugelassen wird, dass der Elektromotor die Rotation eines Kompressors unterstützt. Eine in der JP 2007-056697 A offenbarte Verbrennungskraftmaschine enthält einen Turbolader mit einem Wastegate-Ventil, bei dem die aktive Steuerung des Ladedrucks durch die Betätigung des Wastegate-Ventils ermöglicht wird, um dadurch eine Strömungsrate eines Abgases, welches in eine Turbine strömt, zu erhöhen oder zu senken. Alternativ kann der Ladedruck unter Verwendung eines Luft-Umgehung-Ventils oder einer variablen Düse in einer Turbine aktiv gesteuert werden. Bei der in der Verbrennungskraftmaschine durchgeführten Drehmoment-Anforderungs-Steuerung, welche solch eine Ladedruck-Steuerung ausführen kann, werden eine Ziel-Luftmenge und ein Ziel-Ladedruck aus dem Ziel-Drehmoment ermittelt und das Stellglied zum Steuern des Ladedrucks wird gemäß dem Ziel-Ladedruck betätigt, wie beispielsweise in der JP 2006-242062 A offenbart ist. Um den Ziel-Ladedruck aus dem Ziel-Drehmoment zu ermitteln, kann ein Kennfeld verwendet werden, welches vorgenommene Messungen von Ladedrücken darstellt, die zum Erreichen von verschiedenen Drehmomentwerten erforderlich sind, die gemäß den verschiedenen Betriebsbedingungen variieren.
  • Als ein Verfahren zur Fahrzeugsteuerung ist ein Verfahren zum Dämpfen von Fahrzeugkörper-gefederter-Vibration oder insbesondere Neigungs-Vibration durch Drehmomentsteuerung für die Verbrennungskraftmaschine bekannt. Die Drehmoment-Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine für diesen speziellen Zweck wird nachfolgend als Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung bezeichnet. Bei der Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung wird die Neigungs-Vibration gemäß einer aktuellen Antriebskraft aus einem Fahrzeugkörper-Vibrations-Modell erhalten und ein Hochfrequenz-Drehmoment wird berechnet, um die Neigungs-Vibration aufzuheben. Diese dämpfende Hochfrequenz-Drehmomentkomponente wird zu dem Niedrigfrequenz-Drehmoment, welches basierend auf einem Gaspedal-Betätigungbetrag berechnet wird, addiert. Eine Summe der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente und der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente wird dann als ein Ziel-Drehmoment eingestellt, um dadurch die Drehmoment-Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine durchzuführen.
  • Für die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung in der Verbrennungskraftmaschine, welche in der Lage ist, den Ladedruck zu steuern, wird für Dämpfung-Zwecke ein Ziel-Ladedruck basierend auf dem Ziel-Drehmoment, das die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, ermittelt. Da die in dem Ziel-Drehmoment enthaltene Hochfrequenz-Drehmomentkomponente direkt in dem Ziel-Ladedruck Niederschlag findet, enthält der Ziel-Ladedruck zum Durchführen der Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung eine Hochfrequenz-Druckkomponente. In diesem Fall wird ein Stellglied zum Steuern des Ladedrucks derart betätigt, dass der Ladedruck gemäß den Ziel-Ladedruck, welcher die Hochfrequenz-Druckkomponente enthält, schwingend variiert wird.
  • Ein Ansprech-Verzug existiert jedoch bei einem tatsächlichen Ladedruck in Bezug auf den Betrieb des Stellglieds. Die hier enthaltene Verzögerungszeit im Ansprechen ist im Vergleich mit einem Vibrations-Zyklus in der Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung nicht vernachlässigbar klein. Folglich tritt eine nicht vernachlässigbare Phasenverschiebung zwischen dem Ziel-Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck auf, wie in dem unteren Graphen von 15 gezeigt ist. Die Phasenverschiebung zwischen dem Ziel-Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck schafft eine Situation, bei welcher der tatsächliche Ladedruck kleiner als der Ziel-Ladedruck ist, der Ladedruck ist insbesondere unzureichend. Bei der Drosselklappen-Betätigung basierend auf der Ziel-Luftmenge wird eine zum Erreichen der Ziel-Luftmenge erforderliche Drosselklappenöffnung basierend auf dem tatsächlichen Ladedruck berechnet. In diesem Fall kann, falls der tatsächliche Ladedruck höher als der Ziel-Ladedruck ist, die Ziel-Luftmenge durch Reduzieren der Drosselklappe erreicht werden; jedoch kann, falls der tatsächliche Ladedruck hinter dem Ziel-Ladedruck zurückbleibt, die Ziel-Luftmenge nicht durch einfaches Anpassen der Drosselklappenöffnung erreicht werden. Dies liegt daran, da ein Maximalwert der Luftmenge, welche in einen Zylinder gesaugt werden soll, von dem tatsächlichen Ladedruck abhängt, und die maximale Luftmenge kleiner als die Ziel-Luftmenge wird, falls der tatsächliche Ladedruck hinter dem Ziel-Ladedruck zurückbleibt. Wie in dem oberen Graphen von 15 gezeigt ist, ergibt dadurch das tatsächlich zu erreichende Drehmoment eine Wellenform, welche sich von einer Wellenform des Ziel-Drehmoments unterscheidet, so dass es unmöglich wird, eine zum Dampfen des Fahrzeugs erforderliche Vibration auf das Drehmoment zu geben.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann in der aufgeladenen Verbrennungskraftmaschine mit einem Ladedruck-Steuerungs-Stellglied, wie einem Wastegate-Ventil, der Ladedruck entsprechend dem Ziel-Drehmoment aktiv gesteuert werden. Aufgrund des Ansprech-Verzugs, welcher zwischen dem Ziel-Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck enthalten ist, kann das Ziel-Drehmoment jedoch nicht exakt erreicht werden, falls das Ziel-Drehmoment eine Hochfrequenz-Vibrationskomponente enthält.
  • Aus der JP 2007-046502 A ist ferner eine Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine bekannt, bei welcher der Ladedruck und ein Ladedrucksteller in die Steuerung des Luftpfades einer Momentenstruktur einbezogen werden.
  • Die JP 2007-198157 A offenbart weiter ein Drehmomentmodell, das eine Drehmomentreserve für eine Antiruckregelung vorsieht.
  • Aus der JP 2002-221068 A ist eine weitere Technologiezur Korrektur eines Überschusses oder Mangels an einem Motordrehmoment in einem Übergangsbetrieb bekannt. Hierbei wird ein Solldrehmoment in Übereinstimmung mit der Motorlast gesetzt, und ein angenommener Wert des Ist-Moments wird absierend auf der Drehzahl, der Luftmenge etc. berechnet.
  • Die JP 2006-242065 A lehrt ferner eine Steuerung, bei welcher ein Soll-Drehmoment auf der Grundlage der Beschleunigerposition und der Verbrennungsmotordrehzahl berechnet wird, und auf der Grundlage des Soll-Drehmoments ferner eine Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge und eine Berechnung des Soll-Verstärkungsdrucks ausgeführt wird. Hierbei wird eine Soll-Verdichterleistung auf der Grundlage des berechneten Soll-Verstärkungsdrucks und des aus dem Soll-Drehmoment berechneten Soll-Luftvolumens sowie eine Ist-Verdichterleistung auf der Grundlage der Abgasinformationen berechnet. Auf der Grundlage der Leistungsdifferenz zwischen der Soll-Verdichterleistung und der Ist-Verdichterleistung wird eine Unterstützungsleistung eines stromaufwärts eines Turboladers vorgesehenen Hilfsverdichters berechnet.
  • Weiterhin offenbart die US 2009/0118968 A1 ein Motorsteuersystem, bei welchem ein Luftmodul eine vorhergesagte Motorluftströmung basierend auf einem gewünschten Drehmoment ermittelt. Ein Bestimmungsmodul bestimmt einen ersten Motorstellgliedwert basierend auf der vorhergesagten Motorluftstrom. Hierbei bestimmt ein Soll-Luftmodul selektiv einen erstengewünschten Motorluftwert auf der Grundlage des ersten Motorstellgliedwerts und dem gewünschten Drehmoment. Ein Stellgliedpositionsmodul ermittelt einen Soll-Motorstellgliedwerts auf der Grundlage des Soll-Motorluftwert.
  • Die DE 102 32 354 A1 offenbart schließlich ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs, die eine zentrale Koordinierung von verschiedenen Reservemomentanforderungen ermöglichen. Dabei wird eine Reserve für eine Ausgangsgrösse der Antriebseinheit gebildet. Verschiedene Reserveanforderungen unterschiedlicher physikalischer Bedeutung werden miteinander verglichen und in Abhängigkeit des Vergleichs wird eine resultierende Reserveanforderung gebildet.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Von der Erfindung zu lösendes Problem
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer aufgeladenen Verbrennungskraftmaschine ein Ziel-Drehmoment exakt zu erreichen, selbst wenn das Ziel-Drehmoment eine Hochfrequenz-Vibrationskomponente enthält. Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine vor, wie nachfolgend detailliert gezeigt ist.
  • Die vorliegende Erfindung sieht eine Steuerungsvorrichtung vor, welche basierend auf verschiedenen Typen von Drehmoment-Anforderungen, einschließlich einer Drehmoment-Anforderung von einem Fahrer und einer Drehmoment-Anforderung von einem Fahrzeug-Steuerungselement, ein Ziel-Drehmoment ermittelt. Das durch die Steuerungsvorrichtung ermittelte Ziel-Drehmoment enthält eine Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und eine Hochfrequenz-Drehmomentkomponente. Die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente wird jederzeit basierend auf der Drehmoment-Anforderung von dem Fahrer eingestellt. Die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente wird wie für einen spezifischen Typ einer Fahrzeugsteuerung notwendig, dargestellt durch Fahrzeug-gefederte-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung, eingestellt. Diese Steuerungsvorrichtung ermittelt eine Ziel-Luftmenge und einen Ziel-Ladedruck aus dem Ziel-Drehmoment, wodurch ein Stellglied für die Luftmengen-Steuerung entsprechend der Ziel-Luftmenge und ein Stelleglied für die Ladedruck-Steuerung entsprechend dem Ziel-Ladedruck betätigt wird.
  • Die durch die vorliegende Erfindung vorgesehene Steuerungsvorrichtung wird zunächst durch einen Prozess des Ermittelns des Ziel-Ladedrucks aus dem Ziel-Drehmoment charakterisiert. Bei der Steuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet die Steuerungsvorrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung einer Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält. Wenn das Ziel-Drehmoment andererseits die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, bildet die Steuerungsvorrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung der Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und einer Druckkomponente entsprechend einer festgelegten Drehmomentkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente. Dies ermöglicht es, dass der Ziel-Ladedruck auf einen hohen Wert eingestellt werden kann, welche die Hochfrequenz-Komponente nicht enthält, wenn das Ziel-Drehmoment eine Hochfrequenz-Vibrationskomponente enthält, so dass eine vorübergehende Abnahme des Ladedrucks aufgrund einer Verschiebung in der Richtung einer Zeitachse zwischen dem Ziel-Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck daran gehindert werden kann, aufzutreten. Das Ziel-Drehmoment kann dadurch exakt erreicht werden.
  • Die beiden nachfolgenden bevorzugten Arten der Bearbeitung sind für einen spezifischen Prozess zum Bilden des Ziel-Ladedrucks, wie vorstehend beschrieben ist, verfügbar. Bei einer ersten Art und Weise der Bearbeitung ermittelt die Steuerungsvorrichtung die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente als ein Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält. Wenn das Ziel-Drehmoment jedoch die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wird die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente in eine festgelegte Drehmomentkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, umgewandelt, und ein Drehmoment, welches durch Addieren der festgelegten Drehmomentkomponente zu der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente erhalten wird, wird als das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment ermittelt. Die Steuerungsvorrichtung wandelt dann das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment in einen entsprechenden Ladedruck gemäß einer vorbestimmten Umwandlungs-Regel um, und ermittelt den Ladedruck, welcher durch die Umwandlung erhalten wird, als den Ziel-Ladedruck.
  • Bei einer zweiten Art und Weise der Bearbeitung wandelt die Steuerungsvorrichtung das Ziel-Drehmoment in einen entsprechenden Ladedruck (nachfolgend als ein Ladedruck-umgewandelter-Wert bezeichnet) gemäß einer vorbestimmten Umwandlungs-Regel um. Wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wird der Ladedruck-umgewandelte-Wert als der Ziel-Ladedruck ermittelt. Wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wird eine Hochfrequenz-Druckkomponente des Ladedruck-umgewandelten-Werts entsprechend der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente in eine festgelegte Druckkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Druckkomponente, umgewandelt. Dann wird ein Druckwert, welcher durch Addieren der festgelegten Druckkomponente zu einer Niedrigfrequenz-Druckkomponente des Ladedruck-umgewandelten-Werts entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente erhalten wird, als der Ziel-Ladedruck ermittelt.
  • Bei der Steuerungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet die Steuerungsvorrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung einer Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält. Wenn das Ziel-Drehmoment andererseits die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, bildet die Steuerungsvorrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung der Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und einer Druckkomponente entsprechend der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, welche in Richtung einer Zeitachse verzögert ist. Eine Verzögerungszeit, um die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu verzögern, wird derart eingestellt, dass eine Summe der Verzögerungszeit und einer Verzugszeit im Ansprechen bei dem tatsächlichen Ladedruck in Bezug auf einen Betrieb des Stellglieds für die Ladedruck-Steuerung ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente ist. Wenn das Ziel-Drehmoment eine Hochfrequenz-Vibrationskomponente enthält, erlaubt es die vorgenannte Anordnung, dass der tatsächliche Ladedruck mit der Vibrationskomponente phasengleich ist, so dass eine vorübergehende Abnahme des Ladedrucks aufgrund einer Verschiebung in Richtung der Zeitachse zwischen dem Ziel-Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck daran gehindert werden kann, aufzutreten. Das Ziel-Drehmoment kann dadurch exakt erreicht werden.
  • Die beiden nachfolgenden bevorzugten Arten der Bearbeitung sind für einen spezifischen Prozess zum Bilden des Ziel-Ladedrucks, wie vorstehend beschrieben ist, verfügbar. Bei einer ersten Art und Weise der Bearbeitung ermittelt die Steuerungsvorrichtung die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente als ein Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält. Wenn das Ziel-Drehmoment jedoch die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wird die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente durch die vorgenannte Verzögerungszeit verzögert und ein Drehmoment, welches durch Addieren der verzögerten Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente erhalten wird, wird als das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment ermittelt. Die Steuerungsvorrichtung wandelt dann das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment in einen entsprechenden Ladedruck gemäß einer vorbestimmten Umwandlungs-Regel um und ermittelt den Ladedruck, welcher durch die Umwandlung erhalten wird, als den Ziel-Ladedruck.
  • Bei einer zweiten Art und Weise der Bearbeitung wandelt die Steuerungsvorrichtung das Ziel-Drehmoment in einen entsprechenden Ladedruck (nachfolgend als ein Ladedruck-umgewandelter-Wert bezeichnet) gemäß einer vorbestimmten Umwandlungs-Regel um. Wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wird der Ladedruck-umgewandelte-Wert als der Ziel-Ladedruck ermittelt. Wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wird eine Hochfrequenz-Druckkomponente des Ladedruck-umgewandelten-Werts entsprechend der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente durch die vorgenannte Verzögerungszeit verzögert. Dann wird ein Druckerwert, welcher durch Addieren einer Niedrigfrequenz-Druckkomponente des Ladedruck-umgewandelten-Werts entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente zu der verzögerten Hochfrequenz-Druckkomponente erhalten wird, als der Ziel-Ladedruck ermittelt. Wenn die Hochfrequenz-Druckkomponente, welche aus der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente des Ziel-Drehmoments erhalten wird, eine übermäßig hohe Frequenz besitzt, kann der Ziel-Ladedruck in Abhängigkeit der Leistung des Stellglieds für die Ladedruck-Steuerung nicht erreicht werden. In solch einem Fall wird die Hochfrequenz-Druckkomponente in eine festgelegte Druckkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Druckkomponente, umgewandelt, und ein Druckwert, welcher durch Addieren der festgelegten Druckkomponente zu der Niedrigfrequenz-Druckkomponente erhalten wird, kann als der Ziel-Ladedruck ermittelt werden.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1 ist einem Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit der in 1 gezeigten Steuerungsvorrichtung zeigt.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Korrektureinheit der in 1 gezeigten Steuerungsvorrichtung zeigt.
  • 4 ist ein Graph zum Darstellen eines Prozesses, um einen Ziel-Ladedruck aus einem Ziel-Drehmoment zu ermitteln, welcher in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Korrektureinheit der in 5 gezeigten Steuerungsvorrichtung zeigt.
  • 7 ist ein Graph zum Darstellen eines Prozesses, um einen Ziel-Ladedruck aus einem Ziel-Drehmoment zu ermitteln, welcher in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Verzögerung-Einheit der in 8 gezeigten Steuerungsvorrichtung zeigt.
  • 10 ist ein Graph zum Darstellen eines Prozesses, um einen Ziel-Ladedruck aus einem Ziel-Drehmoment zu ermitteln, welcher in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Verzögerungs-Einheit der in 11 gezeigten Steuerungsvorrichtung zeigt.
  • 13 ist ein Graph zum Darstellen eines Prozesses, um einen Ziel-Ladedruck aus einem Ziel-Drehmoment zu ermitteln, welcher in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 14 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Prozesses, um einen Ziel-Ladedruck aus einem Ziel-Drehmoment zu ermitteln, welcher in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 15 ist ein Graph zum Darstellen eines Problems, welches auftritt, wenn eine Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung in einer Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird, welche in der Lage ist, einen Ladedruck entsprechend einem Ziel-Drehmoment aktiv zu steuern.
  • Arten und Weisen zum Ausführen der Erfindung
  • Erste Ausführungsform
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die 1, 2, 3 und 4 beschrieben.
  • Eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine (nachfolgend als ein Motor bezeichnet), welche bei jeder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gesteuert werden soll, ist ein Viertakt-Kolbenmotor, der in der Lage ist, Drehmoment durch Anpassen einer Luftmenge unter Verwendung einer Drosselklappe zu steuern. Ein Auflader, welcher bei dem Motor angeordnet ist, ist ein Turbolader, welcher einen in einem Einlasspfad angeordneten Kompressor durch Rotation einer in einem Abgaspfad angeordneten Turbine antreibt. Der Turbolader enthält als einen Zusatz ein Wastgate-Ventil (nachfolgend als ein WGV bezeichnet), dessen Öffnung anpassbar ist. Eine Steuerungsvorrichtung betätigt Stellglieder, welche in dem Motor enthalten sind, um dadurch den Betrieb des Motors zu steuern. Die Stellglieder, welche durch die Steuerungsvorrichtung zu betätigen sind, enthalten ein Zündsystem, eine Drosselklappe, eine Kraftstoff-Einspritzsystem, einen variablen Ventilsteuerungs-Mechanismus und ein WGV. Die Steuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betätigt die Drosselklappe, welche ein Stellglied für die Luftmengen-Steuerung ist, und das WGV, welches ein Stellglied für die Ladedruck-Steuerung ist. Die Steuerungsvorrichtung betätigt diese beiden Stellglieder, um dadurch das von dem Motor auszugebende Drehmoment zu steuern.
  • Eine in dem Blockdiagramm von 1 gezeigte Steuerungsvorrichtung 2 bildet die Steuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform. In 1 stellen die Elemente 12, 14, 16, 18, 20 und 22, welche die Steuerungsvorrichtung 2 bilden, aus den verschiedenen funktionellen Elementen, welche in der Steuerungsvorrichtung 2 enthalten sind, lediglich diese Elemente speziell grafisch dar, welche sich auf die Luftmengen-Steuerung beziehen, die durch einen Betrieb einer Drosselklappe 102 erreicht wird, und auf eine Ladedruck-Steuerung beziehen, welche durch einen Betrieb eines WGV 104 erreicht wird. Entsprechend sollte 1 nicht dahingehend ausgelegt werden, dass die Steuerungsvorrichtung 2 derart ausgebildet ist, um lediglich diese Elemente zu enthalten. Zu beachten ist, dass jedes dieser Elemente mit einer bestimmten Hardware konfiguriert ist oder diese sich die gleiche Hardware teilen, jedoch virtuell mit Software konfiguriert sind. Anordnungen der Steuerungsvorrichtung 2 werden nachstehend mit besonderer Betonung der Funktionen jedes der in 1 gezeigten Elemente 12, 14, 16, 18, 20 und 22 beschrieben.
  • Die Steuerungsvorrichtung 2 empfängt Eingänge von Drehmoment-Anforderungen, welche durch den Fahrer, dargestellt durch einen Gaspedal-Betätigungsbetrag und eine Betätigungs-Geschwindigkeit, angefordert werden. Drehmoment-Anforderungen für die Fahrzeug-Steuerung werden ebenso von Fahrzeug-Steuerungsvorrichtungen, wie einer VSC und einer TRC, eingegeben. Eine Drehmoment-Anforderung für die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung, welche durchgeführt wird, um Neigungs-Vibration zu dämpfen, ist hierin ebenso enthalten. Um ein einfaches Verständnis von Charakteristiken der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, nimmt die nachfolgende Beschreibung an, dass lediglich die Drehmoment-Anforderung von dem Fahrer und die Drehmoment-Anforderung für die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung in die Steuerungsvorrichtung 2 eingegeben werden.
  • Jedes der in die Steuerungsvorrichtung 2 eingegebenen Drehmoment-Anforderungs-Signale wird durch eine Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 verarbeitet. Die Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 besitzt eine Funktionen des Ermittelns eines Ziel-Drehmoments, welches basierend auf jeder Drehmoment-Anforderungen an den Motor ausgegeben werden soll. 2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung der Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 zeigt. Wie in diese Figur gezeigt ist, enthält die Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 einen Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponenten-Erzeugungsabschnitt 121 und einen Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Erzeugungsabschnitt 122. Der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponenten-Erzeugungsabschnitt 121 erzeugt eine Drehmomentkomponente zum Erfüllen der Drehmoment-Anforderung von dem Fahrer. Der Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Erzeugungsabschnitt 122 erzeugt andererseits eine Drehmomentkomponente, welche für die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung erforderlich ist. Während die Drehmomentkomponente des erstgenannten eine Niedrigfrequenz ist, ist die Drehmomentkomponente des letzteren eine Hochfrequenz, und es liegt ein klarer Frequenzunterschied zwischen den beiden vor. Ein weiterer Unterschied liegt darin, dass während die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente zu jeder Zeit, solange erzeugt wird, wie das Fahrzeug gefahren wird, die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente lediglich in einer Situation erzeugt wird, bei der eine Neigungs-Vibration auftreten soll. Die Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 gibt ein Drehmoment als das Ziel-Drehmoment aus, welches durch Addieren der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente erhalten wird.
  • Die Steuerungsvorrichtung 2 ermittelt eine Ziel-Luftmenge aus dem Ziel-Drehmoment. Zu diesem Zweck wird das von der Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 ausgegebene Ziel-Drehmoment in eine Drehmoment-zu-Luftmengen-Umwandlungseinheit 14 eingegeben. Die Drehmoment-zu-Luftmengen-Umwandlungseinheit 14 verwendet ein zuvor vorbereitetes Umwandlungs-Kennfeld, um das Ziel-Drehmoment in eine entsprechende Luftmenge umzuwandeln. Der Ausdruck „Luftmenge”, wie hierin verwendet, bezieht sich auf den Betrag von Luft, welcher in einen Zylinder gesaugt wird. Das Umwandlungs-Kennfeld setzt Drehmoment mit der Luftmenge unter Verwendung von verschiedenen Typen von Motor-Zustandsgrößen einschließlich einer Drehzahl als Schlüsselwerte, unter der Annahme in Beziehung, dass der Zündzeitpunkt ein optimaler Zündzeitpunkt ist (MBT oder Klopf-Verfolgungs-Zündzeitpunkt, welcher auch immer mehr auf einer verzögerten Seite ist) und dass ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist (d. h., ein stöchiometrisches Verhältnis). Die Drehmoment-zu-Luftmengen-Umwandlungseinheit 14 ermittelte die zum Erreichen des Ziel-Drehmoments erforderliche Luftmenge als die Ziel-Luftmenge des Motors.
  • Die Ziel-Luftmenge wird einer Luftmengen-Steuerungseinheit 16 eingegeben. Die Luftmengen-Steuerungseinheit 16 wandelt die Ziel-Luftmenge unter Verwendung eines inversen Modells eines Luftmodells in eine Ziel-Drosselklappenöffnung um. Das Luftmodell ist ein physikalisches Modell, welches eine Ansprech-Charakteristik der Luftmenge in Bezug auf eine Drosselklappen-Betätigung modelliert. Die Verwendung des inversen Modells davon ermöglicht dadurch, dass eine zum Erreichen der Ziel-Luftmenge erforderliche Drosselklappenöffnung zurückgerechnet werden kann. Bei dem inversen Modell des Luftmodells wird ein tatsächlich gemessener oder abgeschätzter bzw. bestimmter tatsächlicher Ladedruck als ein Parameter verwendet. Entsprechend wird in der Luftmengen-Steuerungseinheit 16 die zum Erreichen der Ziel-Luftmenge bei dem tatsächlichen Ladedruck erforderliche Drosselklappenöffnung als die Ziel-Drosselklappenöffnung berechnet. Die Luftmengen-Steuerungseinheit 16 betätigt die Drosselklappe 102 entsprechend der so berechneten Ziel-Drosselklappenöffnung.
  • Während des Ermittelns der Ziel-Luftmenge aus dem Ziel-Drehmoment ermittelt die Steuerungsvorrichtung 2 gleichzeitig einen Ziel-Ladedruck aus dem Ziel-Drehmoment. Zum Ermitteln des Ziel-Ladedrucks werden eine Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Korrektureinheit 18 und eine Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 verwendet. Diese Ausführungsform wird zunächst durch einen Prozess des Ermittelns des Ziel-Ladedrucks aus dem Ziel-Drehmoment charakterisiert, welcher nachfolgend beschrieben werden soll.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung der Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Korrektureinheit 18 zeigt. Die Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Korrektureinheit 18 empfängt einen Eingang des Ziel-Drehmoments, welches von der Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 ausgegeben wird. Das Ziel-Drehmoment enthält die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente als eine Grundkomponente und zusätzlich die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, wenn die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung durchgeführt wird. Die Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Korrektureinheit 18 enthält einen Tiefenpassfilter 181 zum Entfernen einer Hochfrequenz-Drehmomentkomponente von dem Ziel-Drehmoment, falls diese in dem Ziel-Drehmoment enthalten ist. Es besteht ein klarer Frequenzunterschied zwischen der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente und der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente, welche das Ziel-Drehmoment bilden. Dies erlaubt es dem Tiefenpassfilter 181 durch das Zulassen, dass das Ziel-Drehmoment durch den Tiefenpassfilter 181 läuft, die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu entfernen und lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente zu entnehmen. Zusätzlich wird in der Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Korrektureinheit 18 die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente von einem ursprünglichen Ziel-Drehmoment subtrahiert, um dadurch die in dem Ziel-Drehmoment enthaltene Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu entnehmen.
  • Die von dem Ziel-Drehmoment entnommene Hochfrequenz-Drehmomentkomponente wird in einen Umwandlungsabschnitt 182 eingegeben. Der Umwandlungsabschnitt 182 wandelt die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente in eine festgelegte Drehmomentkomponente mit keinerlei Vibration um. Insbesondere wird ein Wert erlangt, welcher eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente darstellt, und es wird ein Wert als eine festgelegte Drehmomentkomponente eingestellt, welcher durch Multiplizieren der maximalen Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente mit einem vorbestimmten Koeffizienten erhalten wird. Die maximale Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente wird in den Umwandlungsabschnitt 182 als bekannte Information eingelesen, wenn die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung durchgeführt werden soll. Der zum Berechnen der festgelegten Drehmomentkomponente zu verwendende Koeffizient ist gleich 1 oder irgend ein anderer Wert größer 1, und ein spezifischer Wert wird gemäß eines Betriebsmodus des Motors ausgewählt. Beispielsweise wird der Koeffizient bei einem Betriebsmodus, bei welchem die Kraftstoffeffizienz im Vordergrund steht, auf 1 eingestellt, und bei einem Betriebsmodus, bei welchem das Ansprechen im Vordergrund steht, auf einen Wert größer als 1 eingestellt.
  • Die Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Korrektureinheit 18 addiert die in dem Umwandlungsabschnitt 182 erhaltende festgelegte Drehmomentkomponente zu der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente. Eine Summe der festgelegten Drehmomentkomponente und der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente wird dann als ein Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment ausgegeben. Es ist jedoch anzumerken, dass das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment sowohl die festgelegte Drehmomentkomponente als auch die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente lediglich dann enthält, wenn die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung durchgeführt wird. Da das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wenn die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung nicht durchgeführt wird, wird die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente als das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment direkt ausgegeben.
  • Die Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 verwendet ein zuvor vorbereitetes Umwandlungs-Kennfeld, um das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment in einen entsprechenden Ladedruck umzuwandeln. Das Umwandlungs-Kennfeld bildet Messungen ab, welche von einem Ladedruck erfasst wurden, der für das Erreichen eines Drehmoments für jede Betriebsbedingung erforderlich ist. Die Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 ermittelt den zum Erreichen des Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoments erforderlichen Ladedruck als den Ziel-Ladedruck. Falls das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, enthält der Ziel-Ladedruck ebenso lediglich eine Niedrigfrequenz-Druckkomponente. Falls das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment sowohl die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente als auch die festgelegte Drehmomentkomponente enthält, enthält der Ziel-Ladedruck die Niedrigfrequenz-Druckkomponente und eine Druckkomponente entsprechend der festgelegten Drehmomentkomponente.
  • 4 zeigt einen spezifischen Prozess, welcher den Ziel-Ladedruck aus dem Ziel-Drehmoment ermittelt und in der Steuerungsvorrichtung 2 durchgeführt wird, und der durch Graphen von Drehmoment und dem Ladedruck dargestellt wird. Die beiden Graphen teilen sich eine gemeinsame Zeitachse. Unter Bezugnahme auf den oberen Graphen wird das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment durch Ersetzen der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente mit einer festgelegten Drehmomentkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als die maximale Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, eingestellt, wenn das Ziel-Drehmoment die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält. In der Steuerungsvorrichtung 2 wird das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment unter Verwendung des Umwandlungs-Kennfelds in einen entsprechenden Ladedruck umgewandelt, und der so erhaltene Ladedruck wird als der Ziel-Ladedruck ermittelt. Folglich enthält der Ziel-Ladedruck, wie in dem unteren Graphen gezeigt ist, die Hochfrequenz-Druckkomponente nicht und wird auf einen Wert eingestellt, der größer als ein zum Erreichen des Ziel-Drehmoments erforderlicher Wert (der Ladedruck, welcher durch direktes Umwandeln des in dem Graphen durch eine punktierte Linie gezeigten Ziel-Drehmoments erhalten wird) ist.
  • Der durch den vorgenannten Prozess ermittelte Ziel-Ladedruck wird in eine Ladedruck-Steuerungseinheit 22 eingegeben. Die Ladedruck-Steuerungseinheit 22 berechnete die zum Erreichen des Ziel-Ladedrucks erforderliche Öffnung des WGV 104 als eine Ziel-WGV-Öffnung. Zur Berechnung der Ziel-WGV-Öffnung werden verschiedene Typen von Motor-Zustandsgrößen, einschließlich einer Motordrehzahl und Last, als Parameter verwendet. Die Ladedruck-Steuerungseinheit 22 betätigt das WGV 104 gemäß der so berechneten Ziel-WGV-Öffnung.
  • Der tatsächliche Ladedruck variiert mit einem Ansprech-Verzug bezüglich dem Betrieb des WGV 104. In diesem Fall tritt, falls der Ziel-Ladedruck wie in dem unteren Graphen in 4 durch eine punktierte Linie gezeigt eingestellt ist, eine vorübergehende Abnahme des Ladedrucks aufgrund einer Verschiebung in Richtung der Zeitachse zwischen dem Ziel-Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck ein. Jedoch wird mit der Steuerungsvorrichtung 2, wenn das Ziel-Drehmoment das Hochfrequenz-Drehmoment enthält, der Ziel-Ladedruck auf einen hohen Wert eingestellt, welcher die Hochfrequenz-Komponente nicht enthält, wie in dem unteren Graphen von 4 durch eine durchgehende Linie gezeigt ist. Dies ermöglicht es, dass die vorübergehende Abnahme des Ladedrucks daran gehindert werden kann, aufzutreten, und das Ziel-Drehmoment einschließlich des Hochfrequenz-Drehmoments für die Vibrations-Dämpfung kann exakt erreicht werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die 5, 6 und 7 beschrieben.
  • Eine in einem Blockdiagramm von 5 gezeigte Steuerungsvorrichtung 4 bildet eine Steuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform. Die Steuerungsvorrichtung 4 dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der Steuerungsvorrichtung 2 der ersten Ausführungsform in spezifischen Details eines Prozesses zum Ermitteln des Ziel-Ladedrucks. Die Steuerungsvorrichtung 2 der ersten Ausführungsform verwendet die Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Korrektureinheit 18 und die Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20, um den Ziel-Ladedruck zu ermitteln. Andererseits verwendet die Steuerungsvorrichtung 4 der zweiten Ausführungsform eine Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 und eine später zu beschreibende Hochfrequenz-Druckkomponenten-Korrektureinheit 24, um den Ziel-Ladedruck zu ermitteln.
  • Bei der Steuerungsvorrichtung 4 wird ein von einer Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 ausgegebenes Ziel-Drehmoment, während dieses in eine Drehmomentzu-Luftmengen-Umwandlungseinheit 14 eingegeben wird, gleichzeitig in die Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 eingegeben. Das in die Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 eingegebene Ziel-Drehmoment wird in einen entsprechenden Ladedruck gemäß des vorher beschriebenen Umwandlungs-Kennfeldes umgewandelt. Eine Vibrationskomponente des Ziel-Drehmoments findet direkt in dem durch diese Umwandlung erhaltenen Ladedruck Niederschlag (nachfolgend als ein Ladedruck-umgewandelter-Wert bezeichnet). Insbesondere enthält der Ladedruck-umgewandelte-Wert, falls das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, ebenso lediglich eine Niedrigfrequenz-Druckkomponente. Andererseits enthält der Ladedruck-umgewandelte-Wert, falls das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, ebenso die Niedrigfrequenz-Druckkomponente und die Hochfrequenz-Druckkomponente.
  • Der von der Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 ausgegebene Ladedruck-umgewandelte-Wert wird in die Hochfrequenz-Druckkomponenten-Korrektureinheit 24 eingegeben. 6 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung der Hochfrequenz-Druckkomponenten-Korrektureinheit 24 zeigt. Die Hochfrequenz-Druckkomponenten-Korrektureinheit 24 enthält einen Tiefenpassfilter 241 zum Entfernen einer Hochfrequenz-Druckkomponente von dem Ladedruck-umgewandelten-Wert, falls diese in dem Ladedruck-umgewandelten-Wert enthalten ist. Die Hochfrequenz-Druckkomponente besitzt eine Frequenz, welche gleich einer Frequenz der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente ist, die das Ziel-Drehmoment bildet. Die Niedrigfrequenz-Druckkomponente besitzt eine Frequenz, die gleich einer Frequenz der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente ist, die das Ziel-Drehmoment bildet. Infolgedessen besteht ein klarer Frequenzunterschied zwischen der Hochfrequenz-Druckkomponente und der Niedrigfrequenz-Druckkomponente. Dies ermöglicht es dem Tiefenpassfilter 241, die Hochfrequenz-Druckkomponente zu entfernen und durch Zulassen, dass der Ladedruck-umgewandelte-Wert durch den Tiefenpassfilter 241 läuft, lediglich die Niedrigfrequenz-Druckkomponente zu entnehmen. Zusätzliche wird in der Hochfrequenz-Druckkomponenten-Korrektureinheit 24 die Niedrigfrequenz-Druckkomponente von einem ursprünglichen Ladedruck-umgewandelten-Wert subtrahiert, um dadurch die in dem Ladedruck-umgewandelten-Wert enthaltene Hochfrequenz-Druckkomponente zu entnehmen.
  • Die aus dem Ladedruck-umgewandelten-Wert entnommene Hochfrequenz-Druckkomponente wird in einen Umwandlungsabschnitt 242 eingegeben. Der Umwandlungsabschnitt 242 wandelt die Hochfrequenz-Druckkomponente in eine festgelegte Druckkomponente mit keinerlei Vibration um. Insbesondere wird von einer maximalen Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Druckkomponente erlangt und ein Wert, welcher durch Multiplizieren der maximalen Amplitude der Hochfrequenz-Druckkomponente mit einem vorbestimmten Koeffizienten erhalten wird, wird als eine festgelegte Druckkomponente eingestellt. Der für die Berechnung der festgelegten Druckkomponente zu verwendende Koeffizient ist gleich 1 oder irgend ein Wert größer als 1 und ein spezifischer Wert wird gemäß eines Betriebsmodus des Motors ausgewählt. Beispielsweise wird der Koeffizient bei einem Betriebsmodus, bei welchem die Kraftstoffeffizienz im Vordergrund steht, auf 1 eingestellt und bei einem Betriebsmodus, bei welchem das Ansprechen im Vordergrund steht, auf einen Wert größer als 1 eingestellt.
  • Die Hochfrequenz-Druckkomponenten-Korrektureinheit 24 addiert die in dem Umwandlungsabschnitt 242 erhaltene festgelegte Druckkomponente zu der Niedrigfrequenz-Druckkomponente und gibt einen resultierenden Druckwert als den Ziel-Ladedruck aus. Es ist jedoch anzumerken, dass der Ziel-Ladedruck sowohl die festgelegte Druckkomponente als auch die Niedrigfrequenz-Druckkomponente lediglich dann enthält, wenn die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung durchgeführt wird. Da das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wenn die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung nicht durchgeführt wird, wird die aus der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente umgewandelte Niedrigfrequenz-Druckkomponente als der Ziel-Ladedruck direkt ausgegeben.
  • 7 zeigt einen spezifischen Prozess, welcher den Ziel-Ladedruck aus dem Ziel-Drehmoment ermittelt und in der Steuerungsvorrichtung 4 ausgeführt wird, und der durch Graphen des Drehmoments und des Ladedrucks dargestellt ist. Die beiden Graphen teilen sich eine gemeinsame Zeitachse. In dieser Ausführungsform wird das Ziel-Drehmoment durch das Umwandlungs-Kennfeld direkt in einen entsprechenden Ladedruck umgewandelt. Daher wird, wenn das Ziel-Drehmoment die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wie in dem oberen Graphen gezeigt ist, ein Ladedruckumgewandelter-Wert, welcher die Hochfrequenz-Druckkomponente enthält, wie in dem unteren Graphen durch eine punktierte Linie gezeigt, erhalten. Die Hochfrequenz-Druckkomponente dieses Ladedruck-umgewandelten-Werts wird durch eine festgelegte Druckkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als die maximale Amplitude der Hochfrequenz-Druckkomponente, ersetzt und der so erhaltene Wert wird als der Ziel-Ladedruck eingestellt. Folglich enthält, wie in dem unteren Graphen gezeigt ist, der Ziel-Ladedruck keine Hochfrequenz-Druckkomponente und wird auf einen Wert eingestellt, der größer als der Ladedruck-umgewandelte-Wert ist, der durch direktes Umwandeln des Ziel-Drehmoments erhalten wird.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wird in der Steuerungsvorrichtung 4, wenn das Ziel-Drehmoment das Hochfrequenz-Drehmoment enthält, in gleicher Weise wie in der Steuerungsvorrichtung 2 der ersten Ausführungsform der Ziel-Ladedruck auf einen hohen Wert eingestellt, welcher die Hochfrequenz-Komponente nicht enthält. Dies ermöglicht es, die vorübergehende Abnahme des Ladedrucks aufgrund einer Verschiebung in Richtung der Zeitachse zwischen dem Ziel-Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck daran zu hindern, aufzutreten, und das Ziel-Drehmoment einschließlich des Hochfrequenz-Drehmoments zur Vibrations-Dämpfung kann exakt erreicht werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die 8, 9 und 10 beschrieben.
  • Eine in einem Blockdiagramm von 8 gezeigte Steuerungsvorrichtung 6 bildet eine Steuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform. Die Steuerungsvorrichtung 6 dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der Steuerungsvorrichtung 2 der ersten Ausführungsform in spezifischen Details eines Prozesses zum Ermitteln des Ziel-Ladedrucks. Bei der Steuerungsvorrichtung 6 dieser Ausführungsform werden eine Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Verzögerungseinheit 26 und eine Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 verwendet, um den Ziel-Ladedruck zu ermitteln.
  • Bei der Steuerungsvorrichtung 6 wird ein von einer Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 ausgegebenes Ziel-Drehmoment, während dieses in eine Drehmoment-zu-Luftmengen-Umwandlungseinheit 14 eingegeben wird, gleichzeitig in die Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Verzögerungseinheit 26 eingegeben. 9 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung der Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Verzögerungseinheit 26 zeigt. Die Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Verzögerungseinheit 26 enthält einen Tiefenpassfilter 261 zum Entfernen einer Hochfrequenz-Drehmomentkomponente von dem Ziel-Drehmoment, wenn diese in dem Ziel-Drehmoment enthalten ist. Zusätzlich wird in der Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Verzögerungseinheit 26 die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente von einem ursprünglichen Ziel-Drehmoment subtrahiert, um dadurch die in dem Ziel-Drehmoment enthaltene Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu entnehmen.
  • Die aus dem Ziel-Drehmoment entnommene Hochfrequenz-Drehmomentkomponente wird in einen Verzögerungs-Schaltkreis 262 eingegeben. Der Verzögerungs-Schaltkreis 262 führt vor dem Ausgeben bei der darin eingeführten Hochfrequenz-Drehmomentkomponente in Richtung der Zeitachse eine Verzögerung ein. Eine Verzögerungszeit, um die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente in dem Verzögerungs-Schaltkreis 262 zu verzögern, wird derart eingestellt, dass eine Summe der Verzögerungszeit und einer Verzugs-Zeit im Ansprechen des tatsächlichen Ladedrucks bezüglich eines Betriebs des WGV 104, ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente ist. Effekte des Einstellens solch einer Verzögerungszeit werden später beschrieben. Da die Verzugszeit im Ansprechen ebenso von Motor-Betriebsbedingungen, wie einer Motordrehzahl, abhängt, wird das Einstellen der Verzögerungszeit in dem Verzögerungs-Schaltkreis 262 gemäß den Motor-Betriebsbedingungen nach Bedarf verändert.
  • Die Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Verzögerungseinheit 26 addiert die in dem Verzögerungs-Schaltkreis 262 verzögerte Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente. Die Summe der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und der verzögerten Hochfrequenz-Drehmomentkomponente wird dann als das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment ausgegeben. Da das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wird die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente direkt als das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment ermittelt, wenn die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung nicht durchgeführt wird.
  • Das in der Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Verzögerungseinheit 26 erhaltene Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment wird in die Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 eingegeben. Das in die Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 eingegebene Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment wird durch das vorgenannte Umwandlung-Kennfeld in einen entsprechenden Ladedruck umgewandelt. Der aus dem Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment umgewandelte Ladedruck wird als der Ziel-Ladedruck ermittelt. Falls das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, enthält der Ziel-Ladedruck ebenso lediglich eine Niedrigfrequenz-Druckkomponente. Andererseits enthält der Ziel-Ladedruck, falls das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, ebenso die Niedrigfrequenz-Druckkomponente und die Hochfrequenz-Druckkomponente.
  • 10 zeigt einen spezifischen Prozess, welcher den Ziel-Ladedruck aus dem Ziel-Drehmoment ermittelt und in der Steuerungsvorrichtung 6 durchgeführt wird, und der durch Graphen des Drehmoments und des Ladedrucks dargestellt ist. Die beiden Graphen teilen sich eine gemeinsame Zeitachse. Wie in dem oberen Graphen gezeigt ist, ist die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, welche in Richtung der Zeitachse verzögert ist, als das Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment eingestellt, wenn das Ziel-Drehmoment die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält. In der Steuerungsvorrichtung 6 wird dieses Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment durch das Umwandlungs-Kennfeld in einen entsprechenden Ladedruck umgewandelt und der durch die Umwandlung erhaltene Ladedruck wird als der Ziel-Ladedruck ermittelt. Folglich ist der Ziel-Ladedruck bezüglich dem Ziel-Drehmoment verzögert, wie in dem unteren Graphen gezeigt ist. Jedoch ist, wie vorhergehend beschrieben wurde, die Summe der Verzögerungszeit, um die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu verzögern, und der Veruzgszeit im Ansprechen des tatsächlichen Ladedrucks bezüglich der Betätigung des WGV 104 ein ganzzahliges Vielfaches des Zyklus der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente. Folglich ist der durch die Betätigung des WGV 104 basierend auf dem Ziel-Ladedruck erreichte tatsächliche Ladedruck (in dem unteren Graphen durch eine durchgehende Linie angegeben) phasengleich mit dem in dem Ziel-Drehmoment enthaltenen Hochfrequenz-Drehmoment.
  • Dementsprechend wird in der Steuerungsvorrichtung 6 der tatsächliche Ladedruck in Phasengleichheit mit dem Hochfrequenz-Drehmoment gebracht, wenn das Ziel-Drehmoment das Hochfrequenz-Drehmoment enthält. Dies ermöglicht es, dass die vorübergehende Abnahme des Ladedrucks aufgrund einer Verschiebung in Richtung der Zeitachse zwischen dem Ziel-Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck daran gehindert werden kann, aufzutreten, und das Ziel-Drehmoment einschließlich des Hochfrequenz-Drehmoments für die Vibrations-Dämpfung kann exakt erreicht werden. Zusätzlich kann der tatsächliche Ladedruck in der Steuerungsvorrichtung 6 gemäß dem Ziel-Drehmoment einen optimalen Wert annehmen, so dass Drosseln durch die Drosselklappe 102 auf einem Minimum gehalten werden kann. Dies erzielt durch das Minimieren eines Pumpen-Verlusts bzw. Pumpverlusts den Effekt, dass die Kraftstoffeffizienz daran gehindert wird, abzunehmen.
  • Vierte Ausführungsform
  • Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 11, 12 und 13 beschrieben.
  • Eine in einem Blockdiagramm von 11 gezeigte Steuerungsvorrichtung 8 bildet eine Steuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform. Wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, bildet die Steuerungsvorrichtung 8 dieser Ausführungsform, wie bei der Steuerungsvorrichtung 6 der dritten Ausführungsform, unter Verwendung einer Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und einer Druckkomponente entsprechend der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, die in Richtung der Zeitachse verzögert ist, den Ziel-Ladedruck. Jedoch unterscheidet sich die Steuerungsvorrichtung 8 dieser Ausführungsform von der Steuerungsvorrichtung 6 der dritten Ausführungsform in spezifischen Details eines Prozesses zum Ermitteln des Ziel-Ladedrucks. Bei der Steuerungsvorrichtung 8 dieser Ausführungsform werden eine Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 und eine Hochfrequenz-Druckkomponenten-Verzögerungseinheit 28 verwendet, um den Ziel-Ladedruck zu ermitteln.
  • Bei der Steuerungsvorrichtung 8 wird ein von einer Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit 12 ausgegebenes Ziel-Drehmoment, während dieses in eine Drehmoment-zu-Luftmengen-Umwandlungseinheit 14 eingegeben wird, gleichzeitig in die Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 eingegeben. Das in die Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 eingegebene Ziel-Drehmoment wird gemäß des vorhergehend beschriebenen Umwandlung-Kennfeldes in einen entsprechenden Ladedruck umgewandelt. Eine Vibrationskomponente des Ziel-Drehmoments findet direkt in dem durch diese Umwandlung erhaltenen Ladedruck Niederschlag (nachfolgend als ein Ladedruck-umgewandelter-Wert bezeichnet). Insbesondere falls das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, enthält der Ladedruckumgewandelte-Wert ebenso lediglich eine Niedrigfrequenz-Druckkomponente. Andererseits enthält der Ladedruck-umgewandelte-Wert, falls das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, ebenso die Niedrigfrequenz-Druckkomponente und die Hochfrequenz-Druckkomponente.
  • Der von der Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit 20 ausgegebene Ladedruck-umgewandelte-Wert wird in die Hochfrequenz-Druckkomponenten-Verzögerungseinheit 28 eingegeben. 12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung der Hochfrequenz-Druckkomponenten-Verzögerungseinheit 28 zeigt. Die Hochfrequenz-Druckkomponenten-Verzögerungseinheit 28 enthält einen Tiefenpassfilter 281 zum Entfernen einer Hochfrequenz-Druckkomponente von dem Ladedruck-umgewandelten-Wert, wenn diese in dem Ladedruck-umgewandelten-Wert enthalten ist. Das Zulassen, dass der Ladedruck-umgewandelte-Wert durch den Tiefenpassfilter 281 läuft, entfernt die Hochfrequenz-Druckkomponente und entnimmt lediglich die Niedrigfrequenz-Druckkomponente. Zusätzlich wird in der Hochfrequenz-Druckkomponenten-Verzögerungseinheit 28 die Niedrigfrequenz-Druckkomponente von einem ursprünglichen Ladedruck-umgewandelten-Wert subtrahiert, um dadurch die in dem Ladedruckumgewandelten-Wert enthaltene Hochfrequenz-Druckkomponente zu entnehmen.
  • Die so entnommene Hochfrequenz-Druckkomponente wird in einen Verzögerungs-Schaltkreis 282 eingegeben. Der Verzögerungs-Schaltkreis 282 führt vor dem Ausgeben bei der darin eingeführten Hochfrequenz-Druckkomponente in Richtung der Zeitachse eine Verzögerung ein. Eine Verzögerungszeit, um die Hochfrequenz-Druckkomponente in dem Verzögerungs-Schaltkreis 282 zu verzögern, ist derart eingestellt, dass eine Summe der Verzögerungszeit und einer Verzugszeit im Ansprechen des tatsächlichen Ladedrucks bezüglich einer Betätigung des WGV 104, ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente ist. Da die Verzugszeit im Ansprechen ebenso von Motor-Betriebsbedingungen, wie der Motordrehzahl, abhängt, wird das Einstellen der Verzögerungszeit in dem Verzögerungs-Schaltkreis 282 gemäß den Motor-Betriebsbedingungen nach Bedarf verändert.
  • Die Hochfrequenz-Druckkomponenten-Verzögerungseinheit 28 addiert die in dem Verzögerungs-Schaltkreis 282 verzögerte Hochfrequenz-Druckkomponente zu der Niedrigfrequenz-Druckkomponente und die resultierende Summe wird dann als der Ziel-Ladedruck ausgegeben. Da das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wenn die Fahrzeug-Vibrations-Dämpfungs-Steuerung nicht durchgeführt wird, wird die aus der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente umgewandelte Niedrigfrequenz-Druckkomponente direkt als als der Ziel-Ladedruck ausgegeben.
  • 13 zeigt einen spezifischen Prozess, welcher den Ziel-Ladedruck aus dem Ziel-Drehmoment ermittelt und in der Steuerungsvorrichtung 8 durchgeführt wird, und der durch Graphen des Drehmoments und des Ladedrucks dargestellt ist. Die beiden Graphen teilen sich eine gemeinsame Zeitachse. Bei dieser Ausführungsform wird das Ziel-Drehmoment unter Verwendung des Umwandlungs-Kennfelds direkt in einen entsprechenden Ladedruck umgewandelt. Daher wird, wenn das Ziel-Drehmoment die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, wie in dem oberen Graphen gezeigt ist, ein Ladedruck-umgewandelter-Wert, welcher die Hochfrequenz-Druckkomponente enthält, erhalten, wie in dem unteren Graphen durch eine strichpunktierte Linie mit jeweils einem Punkt gezeigt ist. In der Steuerungsvorrichtung 8 wird der Ladedruck-umgewandelte-Wert, dessen Hochfrequenz-Druckkomponente in der Zeitachse verzögert ist, als der Ziel-Ladedruck ermittelt. Dieser resultiert darin, dass der Ziel-Ladedruck bezüglich dem Ziel-Drehmoment verzögert ist, wie in dem unteren Graphen durch eine durchgehende Linie gezeigt ist. Die Summe der Verzögerungszeit, um die Hochfrequenz-Druckkomponente zu verzögern, und die Verzugszeit im Ansprechen des tatsächlichen Ladedrucks bezüglich der Betätigung des WGV 104 ist ein ganzzahliges Vielfaches des Zyklus der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente. Folglich ist der basierend auf dem Ziel-Ladedruck durch die Betätigung des WGV 104 erreichte tatsächliche Ladedruck (in dem unteren Graphen durch die durchgehende Linie angegeben) phasengleich mit dem in dem Ziel-Drehmoment enthaltenen Hochfrequenz-Drehmoment.
  • Dementsprechend wird in der Steuerungsvorrichtung 8, wie in der Steuerungsvorrichtung 6 der dritten Ausführungsform, der tatsächliche Ladedruck in Phasengleichheit mit dem Hochfrequenz-Drehmoment gebracht, wenn das Ziel-Drehmoment das Hochfrequenz-Drehmoment enthält. Dies ermöglicht es, dass die vorübergehende Abnahme von Ladedruck aufgrund einer Verschiebung in Richtung der Zeitachse zwischen dem Ziel-Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck daran gehindert werden kann, aufzutreten und das Ziel-Drehmoment einschließlich des Hochfrequenz-Drehmoments für die Vibrations-Dämpfung kann exakt erreicht werden. Zusätzlich kann der tatsächliche Ladedruck gemäß dem Ziel-Drehmoment einen optimalen Wert annehmen. Dies verhindert durch das Minimieren eines Pumpen-Verlusts bzw. Pumpverlusts, dass die Kraftstoffeffizienz abnimmt.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf 14 beschrieben.
  • Eine Steuerungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform basiert auf der Steuerungsvorrichtung 8 der vierten Ausführungsform. Jedoch enthält die Steuerungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform als Mittel zum Ermitteln des Ziel-Ladedrucks aus dem Ladedruck-umgewandelten-Wert die Hochfrequenz-Druckkomponenten-Korrektureinheit 24 der zweiten Ausführungsform zusätzlich zu der Hochfrequenz-Druckkomponenten-Verzögerungseinheit 28 der vierten Ausführungsform. Diese beiden Elemente 24, 28 werden gemäß einem Flussdiagramm von 14 wie geeignet selektiv verwendet.
  • Gemäß dem Flussdiagramm von 14 wird in Schritt S2 ermittelt, ob die Frequenzen der in dem Ladedruck-umgewandelten-Wert enthaltenen Hochfrequenz-Druckkomponente erreichbar ist. Das Ansprechverhalten bzw. die Ansprechleistung des WGV 104 führt eine Grenze der Frequenz des Ladedrucks ein, welcher erreicht werden soll. Vorher durchgeführte Messungen einer maximalen Frequenz, welche für jede Betriebsbedingung des Motors erreicht werden kann, werden bei der in Schritt S2 durchgeführten Ermittlung verwendet.
  • Wenn die Frequenz der Hochfrequenz-Druckkomponente gleich oder kleiner als die erreichbare Frequenz ist, wird ein Prozess von Schritt S6 zum Ermitteln des Ziel-Ladedrucks durchgeführt. In Schritt S6 wird die Hochfrequenz-Druckkomponenten-Verzögerungseinheit 28 der vierten Ausführungsform verwendet, um die Hochfrequenz-Druckkomponente des in Richtung der Zeitachse verzögerten Ladedruck-umgewandelten-Wertes als den Ziel-Ladedruck zu ermitteln. Insbesondere wird der Ziel-Ladedruck in diesem Fall mit einer Frequenz entsprechend der in dem Ziel-Drehmoment enthaltenen Hochfrequenz-Drehmomentkomponente in Schwingung versetzt. Dies ermöglicht es, dass der tatsächliche Ladedruck einen optimalen Wert entsprechend dem Ziel-Drehmoment annimmt. Dies verhindert, dass die Kraftstoffeffizienz durch einen Pumpen-Verlust abnimmt.
  • Im Gegensatz dazu wird ein Prozess von Schritt S4 zum Ermitteln des Ziel-Ladedrucks durchgeführt, wenn die Frequenz der Hochfrequenz-Druckkomponente die erreichbare Frequenz überschreitet. In Schritt S4 wird die Hochfrequenz-Druckkomponenten-Korrektureinheit 24 der zweiten Ausführungsform dazu verwendet, um den Ziel-Ladedruck durch Ersetzen der Hochfrequenz-Druckkomponente des Ladedruck-umgewandelten-Wertes mit einer festgelegten Druckkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als die maximale Amplitude der Hochfrequenz-Druckkomponente, zu ermitteln. Insbesondere wird der Ziel-Ladedruck in diesem Fall gestoppt, mit einer hohen Frequenz in Schwingung versetzt zu werden. Dies verhindert die nachfolgende Situation, bei welcher der tatsächliche Ladedruck daran scheitert, der Ziel-Drehmoment-Frequenz zu folgen, und folglich liegt eine vorübergehende Abnahme des Ladedrucks vor.
  • Sonstiges
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen beschränkt und kann durch verschiedenartiges Modifizieren in dem Bereich ausgeführt werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der tatsächliche Ladedruck als Ladedruck-Information zur Berechnung der Drosselklappenöffnung verwendet; der Ziel-Ladedruck kann gleichwohl als die Ladedruck-Information verwendet werden. Unter Betrachtung eines Turbolochs in einem Übergangszustand wird jedoch wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vorzugsweise der tatsächliche Ladedruck verwendet.
  • Für das Stellglied für die Luftmengen-Steuerung kann zusätzlich zu der Drosselklappe ebenso ein variabler Ventil-Hubmechanismus eines Einlassventils verwendet werden. Für das Stellglied für die Ladedruck-Steuerung kann zusätzlich zu dem WGV ebenso ein Luft-Umgehungsventil, ein Elektromotor zum Unterstützen der Rotation eines Kompressors oder eine variable Düse einer Turbine verwendet werden.
  • Darüber hinaus kann für den auf dem Motor angeordneten Auflager ein mechanischer Auflader verwendet werden, welcher einen Kompressor mit Drehmoment von einer Ausgangswelle eines Motors antreibt. In diesem Fall kann für das Stellglied für die Ladedruck-Steuerung beispielsweise ein Luft-Umgehungsventil verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 2, 4, 6, 8
    Steuerungsvorrichtung
    12
    Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinheit
    14
    Drehmoment-zu-Luftmengen-Umwandlungseinheit
    16
    Luftmengen-Steuerungseinheit
    18
    Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Korrektureinheit
    20
    Drehmoment-zu-Ladedruck-Umwandlungseinheit
    22
    Ladedruck-Steuerungseinheit
    24
    Hochfrequenz-Druckkomponenten-Korrektureinheit
    26
    Hochfrequenz-Drehmomentkomponenten-Verzögerungseinheit
    28
    Hochfrequenz-Druckkomponenten-Verzögerungseinheit
    102
    Drosselklappe
    104
    Wastegate-Ventil bzw. Bypassventil

Claims (7)

  1. Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine, aufweisend: eine Einrichtung zum Ermitteln eines Ziel-Drehmoments, welches an die aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgegeben werden soll; eine Einrichtung zum Ermitteln einer Ziel-Luftmenge aus dem Ziel-Drehmoment; eine Einrichtung zum Ermitteln eines Ziel-Ladedrucks aus dem Ziel-Drehmoment; eine Einrichtung zum Steuern einer Betätigung eines Stellglieds für eine Luftmengen-Steuerung gemäß der Ziel-Luftmenge; und eine Einrichtung zum Steuern einer Betätigung eines Stellglieds für eine Ladedruck-Steuerung gemäß dem Ziel-Ladedruck, wobei: die Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinrichtung das Ziel-Drehmoment unter Verwendung einer Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente, welche jederzeit basierend auf einer Drehmoment-Anforderung von einem Fahrer eingestellt wird, und einer Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, welche wie für einen spezifischen Typ einer Fahrzeugsteuerung notwendig eingestellt wird, bildet; und die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung einer Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente bildet, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält, und die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung der Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und einer Druckkomponente entsprechend einer festgelegten Drehmomentkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, bildet, wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält.
  2. Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung aufweist: eine Einrichtung zum Ermitteln der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente als ein Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält; eine Einrichtung zum Ermitteln eines Drehmoments, welches durch Umwandeln der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente in eine entsprechende festgelegte Drehmomentkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, und Addieren der festgelegten Drehmomentkomponente zu der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente erhalten wird, als ein Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment, wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält; und eine Einrichtung zum Ermitteln eines Ladedrucks, welcher durch Umwandeln des Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoments nach einer vorbestimmten Umwandlungs-Regel erhalten wird, als den Ziel-Ladedruck.
  3. Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung aufweist: eine Einrichtung zum Umwandeln des Ziel-Drehmoments in einen entsprechenden Ladedruck (nachfolgend als Ladedruck-umgewandelter-Wert bezeichnet) nach einer vorbestimmten Umwandlungs-Regel; eine Einrichtung zum Ermitteln des Ladedruck-umgewandelten-Wertes als den Ziel-Ladedruck, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält; und eine Einrichtung zum Ermitteln eines Druckwertes, welcher durch Umwandeln einer Hochfrequenz-Druckkomponente des Ladedruck-umgewandelten-Wertes entsprechend der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente in eine festgelegte Druckkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Druckkomponente, und Addieren der festgelegten Druckkomponente zu einer Niedrigfrequenz-Druckkomponente des Ladedruckumgewandelten-Wertes entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente erhalten wird, als den Ziel-Ladedruck, wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält.
  4. Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine, aufweisend: eine Einrichtung zum Ermitteln eines Ziel-Drehmoments, welches an die aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgegeben werden soll; eine Einrichtung zum Ermitteln einer Ziel-Luftmenge aus dem Ziel-Drehmoment; eine Einrichtung zum Ermitteln eines Ziel-Ladedrucks aus dem Ziel-Drehmoment; eine Einrichtung zum Steuern einer Betätigung eines Stellglieds für eine Luftmengen-Steuerung gemäß der Ziel-Luftmenge; und eine Einrichtung zum Steuern einer Betätigung eines Stellglieds für eine Ladedruck-Steuerung gemäß dem Ziel-Ladedruck, wobei: die Ziel-Drehmoment-Ermittlungseinrichtung das Ziel-Drehmoment unter Verwendung einer Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente, welche jederzeit basierend auf einer Drehmoment-Anforderung von einem Fahrer eingestellt wird, und einer Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, welche wie für einen spezifischen Typ einer Fahrzeugsteuerung notwendig eingestellt wird, bildet; und die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung einer Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente bildet, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält; und die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung den Ziel-Ladedruck unter Verwendung der Druckkomponente entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und einer Druckkomponente entsprechend der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, welche in Richtung einer Zeitachse verzögert ist, bildet, wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält; und die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung eine Verzögerungszeit derart einstellt, dass eine Summe der Verzögerungszeit, um die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu verzögern, und einer Verzugszeit im Ansprechen bei einem tatsächlichen Ladedruck bezüglich einer Betätigung des Stellglieds für die Ladedruck-Steuerung, ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente ist.
  5. Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, wobei die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung aufweist: eine Einrichtung zum Ermitteln der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente als ein Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält; eine Einrichtung zum Ermitteln eines Drehmoments, welches durch Einführen einer Verzögerung für die Verzögerungszeit bei der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente und Addieren der verzögerten Hochfrequenz-Drehmomentkomponente zu der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente erhalten wird, als ein Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoment, wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält; und eine Einrichtung zum Ermitteln eines Ladedrucks, welcher durch Umwandeln des Ladedruck-Ermittlungs-Drehmoments nach einer vorbestimmten Umwandlungs-Regel erhalten wird, als den Ziel-Ladedruck.
  6. Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, wobei die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung aufweist: eine Einrichtung zum Umwandeln des Ziel-Drehmoments in einen entsprechenden Ladedruck (nachfolgend als Ladedruck-umgewandelter-Wert bezeichnet) nach einer vorbestimmten Umwandlungs-Regel; eine Einrichtung zum Ermitteln des Ladedruck-umgewandelten-Wertes als den Ziel-Ladedruck, wenn das Ziel-Drehmoment lediglich die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente enthält; und eine Einrichtung zum Ermitteln eines Druckwertes, welcher durch Einführen einer Verzögerung für die Verzögerungszeit bei der Hochfrequenz-Druckkomponente des Ladedruck-umgewandelten-Wertes entsprechend der Hochfrequenz-Drehmomentkomponente, und Addieren der verzögerten Hochfrequenz-Druckkomponente zu einer Niedrigfrequenz-Druckkomponente des Ladedruck-umgewandelten-Wertes entsprechend der Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente erhalten wird, als den Ziel-Ladedruck, wenn das Ziel-Drehmoment die Niedrigfrequenz-Drehmomentkomponente und die Hochfrequenz-Drehmomentkomponente enthält.
  7. Steuerungsvorrichtung für eine aufgeladene Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, wobei die Ziel-Ladedruck-Ermittlungseinrichtung ferner aufweist: eine Einrichtung zum Ermitteln, ob die Hochfrequenz-Druckkomponente eine Frequenz besitzt, welche durch das Stellglied für die Ladedruck-Steuerung erreicht werden kann; und eine Einrichtung zum Ermitteln eines Druckwertes, welcher durch Umwandeln der Hochfrequenz-Druckkomponente in eine festgelegte Druckkomponente mit einem Wert, gleich oder größer als eine maximale Amplitude der Hochfrequenz-Druckkomponente, und Addieren der festgelegten Druckkomponente zu der Niedrigfrequenz-Druckkomponente erhalten wird, als den Ziel-Ladedruck, wenn die Frequenz der Hochfrequenz-Druckkomponente die erreichbare Frequenz überschreitet.
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