DE112011105322B4

DE112011105322B4 - Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Aufladegerät

Info

Publication number: DE112011105322B4
Application number: DE112011105322.3T
Authority: DE
Inventors: Kiyonori TAKAHASHI; Shinichi Soejima
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: DE112011105322T5; JPWO2012169026A1; WO2012169026A1; US9115643B2; US20140076278A1; CN103608571B; JP5472537B2; CN103608571A

Abstract

Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät, das ein Stellglied hat, welches aktiv einen Ladedruck ändert, wobei die Steuereinrichtung durch auf Basis eines für die Brennkraftmaschine angeforderten Drehmomentes kooperatives Manipulieren einer Drossel und des Stellgliedes eine Luftmenge steuert, welche die Brennkraftmaschine in einen Zylinder aufnimmt, und wobei die Steuereinrichtung aufweist: ein Sollluftmengen-Bestimmungsmittel, das separat eine Sollluftmenge zur Manipulation der Drossel und eine Sollluftmenge zur Manipulation des Stellgliedes bestimmt; ein Drosselmanipulationsvariablen-Bestimmungsmittel, das eine Manipulationsvariable für die Drossel in Übereinstimmung mit der Sollluftmenge zur Drosselmanipulation bestimmt; und ein Stellgliedmanipulationsvariablen-Bestimmungsmittel, das eine Manipulationsvariable für das Stellglied in Übereinstimmung mit der Sollluftmenge zur Stellgliedmanipulation bestimmt, wobei das Sollluftmengen-Bestimmungsmittel aufweist: ein Referenzsollluftmengen-Berechnungsmittel, das ein Fahreranforderungsdrehmoment, welches in dem angeforderten Drehmoment enthalten ist, in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Umwandlungsregel in eine Luftmenge umwandelt und das die Luftmenge, welche durch die Umwandlung erlangt wird, als eine Referenzsollluftmenge berechnet, ein Korrektursollluftmengen-Berechnungsmittel, das, wenn für das angeforderte Drehmoment eine Änderung auftritt und nicht unter der Referenzsollluftmenge realisiert werden kann, eine Korrektursollluftmenge berechnet, die die Änderung realisieren kann, ein Stellgliedmanipulations-Sollluftmengen-Bestimmungsmittel, das die Referenzsollluftmenge als die Sollluftmenge zur Stellgliedmanipulation bestimmt, und ein Drosselmanipulations-Sollluftmengen-Bestimmungsmittel, das normalerweise die Referenzsollluftmenge als die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation bestimmt und das die Korrektursollluftmenge als die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation bestimmt, wenn das angeforderte Drehmoment unter der Referenzsollluftmenge nicht realisiert werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung, welche eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät ist, genauer eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät, das ein Stellglied hat, welches aktiv einen Ladedruck ändert, wie beispielsweise ein Ladedruckregelventil und eine variable Düse, und welche eine Zylinderansaugluftmenge steuert durch kooperative Manipulation einer Drossel und des zuvor genannten Stellgliedes.
Stand der Technik
Als eines der Steuerverfahren von Brennkraftmaschinen ist eine Drehmomentbedarfssteuerung bekannt, welche eine Manipulationsvariable für jedes Stellglied mit Drehmoment als einer Steuervariablen bestimmt. Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2010-053 705 A beschreibt ein Beispiel für die Steuereinrichtung, welche eine Drehmomentbedarfssteuerung realisiert. Die Steuereinrichtung, welche in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2010-053 705 A beschrieben ist, realisiert eine Drehmomentsteuerung durch mittels einer Drossel Steuern einer Zylinderansaugluftmenge und mittels einer Zündeinrichtung Steuern eines Zündzeitpunkts. Genauer bestimmt die Steuereinrichtung auf Basis eines angeforderten Drehmomentes eine Sollluftmenge, bestimmt aus der Sollluftmenge eine Drosselöffnung, berechnet auf Basis der aktuellen Drosselöffnung ein geschätztes Drehmoment, welches unter einem optimalen Zündzeitpunkt realisiert wird, und bestimmt auf Basis des Verhältnisses des angeforderten Drehmoments und des geschätzten Drehmomentes den Zündzeitpunkt.
Das angeforderten Drehmoment für eine Brennkraftmaschine umfasst ein angeforderten Drehmoment, welches durch einen Fahrer via Gaspedalbetätigung angefordert wird (nachstehend Fahreranforderungsdrehmoment), und ein Drehmoment (nachstehend Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoment), welches die Steuereinrichtungen eines Fahrzeugs, wie beispielsweise ein ECT (Electronic Controlled Transmission – elektronisch gesteuertes Getriebe) und ein TRC (Traction Control System – Traktionssteuersystem), anfordern. Das Fahreranforderungsdrehmoment ist die Basis für das angeforderte Drehmoment, und das Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoment wird zu diesem in Übereinstimmung mit einem Bedarf in der Fahrzeugsteuerung hinzuaddiert. Diese zwei Arten eines angeforderten Drehmoments unterscheiden sich voneinander deutlich in ihrer Änderungsgeschwindigkeit. Das Fahreranforderungsdrehmoment hat grundsätzlich ein Signal mit einer niedrigen Änderungsgeschwindigkeit, welches sich mit einer zu der Beschleunigungsbetätigung eines Fahrers korrespondierenden Geschwindigkeit ändert, wohingegen das Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoment ein Signal mit einer hohen Änderungsgeschwindigkeit hat, welches abrupt das Drehmoment ändert, welches von einer Brennkraftmaschine augenblicklich und temporär ausgegeben wird.
Gemäß der Steuereinrichtung, welche eine wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2010-053 705 A beschriebene Drehmomentbedarfssteuerung realisiert, kann ein angefordertes Drehmoment mit hoher Genauigkeit realisiert werden, sogar wenn das eine hohe Änderungsgeschwindigkeit aufweisende Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoment darin enthalten ist. Nachstehend wird dieser Punkt unter Verwendung von 6, 7 und 8 im Detail beschrieben werden.
6 ist ein funktionelles Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Steuereinrichtung zeigt, welche eine Drehmomentbedarfssteuerung realisiert, die üblicherweise vorgeschlagen wird. Die Steuereinrichtung, welche in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2010-053 705 A beschrieben ist, ist ebenfalls im Wesentlichen wie in 6 gezeigt konfiguriert. Die in 6 gezeigte Steuereinrichtung bestimmt eine Drossel 102 und eine Zündeinrichtung 104 als die zu manipulierenden Objekte. Die Steuereinrichtung weist einen Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 110, einen Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt 112, einen Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 114, einen Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 116, einen Drosselöffnungs-Berechnungsabschnitt 118, einen Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 120, einen Schätzdrehmoment-Berechnungsabschnitt 122, einen Solleffizienz-Berechnungsabschnitt 124, einen Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 126 und einen Zündzeitpunkt-Berechnungsabschnitt 128 auf.
In dem Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 110 wird ein angefordertes Drehmoment (TQrq) für die Brennkraftmaschine bestimmt. Das angeforderte Drehmoment umfasst ein Fahreranforderungsdrehmoment und ein Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoment, wie oben beschrieben. In dem Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt 112 wird eine geforderte Effizienz (ηrq) für die Brennkraftmaschine bestimmt. Das angeforderte Drehmoment und die geforderte Effizienz werden in den Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 114 eingegeben. In dem Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 114 wird mittels durch die geforderte Effizienz Dividierens des angeforderten Drehmomentes ein Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment (TQt) berechnet. Jedoch wird hinsichtlich der geforderten Effizienz eine geforderte Effizienz (ηrq1), welche in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 120 verarbeitet wurde, in den Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 114 eingegeben. In dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 120 wird der Minimalwert der geforderten Effizienz, welche bei der Berechnung des Luftmengensteuerungs-Solldrehmoments verwendet wird, durch einen Verbrennungsgrenzschutz beschränkt. Das Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment wird in den Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 116 eingegeben und wird unter Verwendung eines Drehmoment-Luftmengen-Umwandlungskennfeldes in eine Sollluftmenge (KLt) umgewandelt. Die Sollluftmenge wird in den Drosselöffnungs-Berechnungsabschnitt 118 eingegeben und wird unter Verwendung eines Luftinversionsmodells in eine Solldrosselöffnung (TAt) umgewandelt. Die Drossel 2 wird in Übereinstimmung mit der Solldrosselöffnung betrieben.
In dem Schätzdrehmoment-Berechnungsabschnitt 122 wird auf Basis einer aktuellen Drosselöffnung (TAact) eine Berechnung eines geschätzten Drehmomentes (TQmbt) durchgeführt. Das geschätzte Drehmoment wird zusammen mit dem angeforderten Drehmoment, welches in dem Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 110 bestimmt wurde, in den Solleffizienz-Berechnungsabschnitt 124 eingegeben. In dem Solleffizienz-Berechnungsabschnitt 124 wird ein Verhältnis des angeforderten Drehmoments zum geschätzten Drehmoment als eine Solleffizienz (ηsa) zum Steuern eines Zündzeitpunkts berechnet. Die Solleffizienz wird in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 126 verarbeitet und eine Solleffizienz (ηsa1) nach Verarbeitung wird in den Zündzeitpunkt-Berechnungsabschnitt 128 eingegeben. In dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 126 wird der Minimalwert der Solleffizienz, welche beim Berechnen des Zündzeitpunkts verwendet wird, durch den Verbrennungsgrenzschutz beschränkt. Der Wert des Verbrennungsgrenzschutzes, welcher in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 126 für die geforderte Effizienz gesetzt wird, ist der gleiche Wert wie der Wert des Verbrennungsgrenzschutzes, welcher in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 120 für die Solleffizienz gesetzt wird. In dem Zündzeitpunkt-Berechnungsabschnitt 128 wird auf Basis der Solleffizienz ein Sollzündzeitpunkt (SAt) berechnet. Die Zündeinrichtung 4 wird in Übereinstimmung mit dem Sollzündzeitpunkt bedient. Der Sollzündzeitpunkt wird auf einen optimalen Zündzeitpunkt gesetzt, zu dem der Wert der Solleffizienz 1 ist, und wenn der Wert der Solleffizienz kleiner als 1 ist, wird der Sollzündzeitpunkt vom optimalen Zündzeitpunkt aus mehr verzögert.
7 und 8 sind Schaubilder, die die Betriebsabläufe der Brennkraftmaschine zeigen, welche von der Steuereinrichtung gemäß der in 6 gezeigten Konfiguration realisiert werden. Zuerst wird der in 7 gezeigte Betriebsablauf beschrieben werden.
In dem Schaubild von 7 wird das ECT-Anforderungsdrehmoment, welches eine Art des Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoments ist, zusätzlich zu dem Fahreranforderungsdrehmoment ausgegeben. Das Signal des ECT-Anforderungsdrehmoments ist als ein Rechtecksignal konfiguriert, um das Drehmoment, welches von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird, temporär und augenblicklich zu reduzieren. Ferner wird auch in der geforderten Effizienz das Rechtecksignal eines Wertes kleiner als 1, welcher ein Referenzwert ist, in Übereinstimmung mit dem Rechtecksignal des ECT-Anforderungsdrehmomentes ausgegeben. Das Signal der geforderten Effizienz, welches zu dieser Zeit ausgegeben wird, wird so reguliert, dass der Wert des Luftmengensteuerungs-Solldrehmoments, welcher erlangt wird mittels durch die geforderte Effizienz Dividierens des angeforderten Drehmoments, konstant wird.
Im Ergebnis dessen, dass solche Signale des angeforderten Drehmoments und der geforderten Effizienz ausgegeben werden, wird das Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment unabhängig von einer Änderung des angeforderten Drehmoments konstant gehalten. Im Ergebnis wird die Drosselöffnung nicht in Übereinstimmung mit der Kurvenform des ECT-Anforderungsdrehmoments geändert und wird die Zylinderansaugluftmenge konstant gehalten. Indessen ändert sich die Solleffizienz zur Zündzeitsteuerung, welche erlangt wird mittels durch das geschätzte Drehmoment Dividierens des angeforderten Drehmoments, rechteckig in Übereinstimmung mit der Kurvenform des ECT-Anforderungsdrehmoments. Die Solleffizienz wird kleiner als 1, was der Referenzwert ist, wodurch der Zündzeitpunkt von MBT aus verzögert wird und in Verbindung damit das erzeugte Drehmoment reduziert wird. Die Ansprechempfindlichkeit der Änderung des Drehmoments für die Änderung des Zündzeitpunkts ist hoch und daher weist das erzeugte Drehmoment eine rechteckige Änderung auf, die ähnlich zu jener des angeforderten Drehmoments ist.
Der Betrieb der Steuereinrichtung, welcher oben beschrieben ist, ist der Betrieb in dem Fall, in welchem die geforderte Effizienz und die Solleffizienz zur Zündzeitsteuerung die Werte werden, die größer als der Verbrennungsgrenzschutz sind. Wenn sie die Werte werden, die kleiner als der Verbrennungsgrenzschutz sind, ist der Betrieb der Steuereinrichtung wie in dem Schaubild von 8 gezeigt. Nachstehend wird der in 8 gezeigte Betrieb beschrieben werden.
Die Solleffizienz zur Zündzeitsteuerung wird auf Basis des angeforderten Drehmoments berechnet. Daher wird, wenn der Reduzierungsbetrag des in dem angeforderten Drehmoment enthaltenen ECT-Anforderungsdrehmoments groß ist, der Reduzierungsbetrag für die Solleffizienz vom Referenzwert ebenfalls groß und fällt die Solleffizienz (ηsa) unter den Verbrennungsgrenzschutz ab. In diesem Fall wird beim Berechnen des Zündzeitpunkts die Solleffizienz (ηsa1), welche von dem Verbrennungsgrenzschutz beschränkt ist, verwendet und wird daher der Zündzeitpunkt durch die Verzögerungsgrenze beschränkt, bei welcher eine optimale Verbrennung gewährleistet werden kann. Wenn wie oben an dem Verzögerungsbetrag für den Zündzeitpunkt eine Beschränkung platziert ist, kann das angeforderte Drehmoment nicht mit hoher Effizienz mit lediglich dem Verzögern des Zündzeitpunkts realisiert werden.
Jedoch wird, wenn der Reduzierungsbetrag des ECT-Anforderungsdrehmoments vom Referenzwert groß ist, der Reduzierungsbetrag für die geforderte Effizienz, welche in Übereinstimmung mit dem ECT-Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird, ebenfalls groß. Zur Berechnung des Luftmengensteuerungs-Solldrehmoments wird als Ergebnis dessen, dass die geforderte Effizienz (ηrq) unter den Verbrennungsgrenzschutz abfällt, die geforderte Effizienz (ηrq1), welche von dem Verbrennungsgrenzschutz beschränkt ist, verwendet. Daher wird das Luftsteuerungs-Solldrehmoment nicht konstant und weist eine rechteckige Änderung entsprechend dem Verhältnis von ηrq1 und ηrq auf. Im Ergebnis wird die Drosselöffnung ebenfalls in Übereinstimmung mit der Kurvenform des Luftmengensteuerungs-Solldrehmoments geändert und wird die Zylinderansaugluftmenge temporär reduziert. Dadurch weist das erzeugte Drehmoment die gleiche Änderung wie das angeforderte Drehmoment auf. Genauer wird gemäß dem in 8 gezeigten Betriebsablauf der Mangelbetrag des Drehmomentreduzierungsbetrags, welcher dadurch auftritt, dass der Verzögerungsbetrag des Zündzeitpunkts beschränkt ist, durch Vermindern der Zylinderansaugluftmenge mittels in eine Schließrichtung Betätigens der Drossel gewährleistet.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der Steuereinrichtung der in 6 gezeigten Konfiguration die Drossel 102 und die Zündeinrichtung 104 kooperativ in Übereinstimmung mit dem Inhalt des angeforderten Drehmoments betätigt. Dadurch kann, sogar wenn das eine hohe Änderungsgeschwindigkeit aufweisende Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoment wie das ECT-Anforderungsdrehmoment enthalten ist, das angeforderte Drehmoment mit hoher Genauigkeit realisiert werden.
Im Übrigen kann die zuvor genannte Drehmomentbedarfssteuerung zum Steuern der Brennkraftmaschinen, die einen Turbolader und ein mechanisches Aufladegerät aufweisen, verwendet werden. Jedoch muss, wenn die Brennkraftmaschinen mit Aufladegeräten Stellglieder aufweisen, welche aktiv einen Ladedruck ändern, zum Beispiel ein Ladedruckregelventil und eine variable Düse, einen Elektromotor, welcher einen Kompressor antreibt, oder dergleichen, eine Manipulation dieser Stellglieder berücksichtigt werden. Dies ist so, weil in Abhängigkeit von der Art der Manipulation dieser Stellglieder es wahrscheinlich ist, dass eine Steuerungsgenauigkeit des Drehmoments beeinträchtigt wird, wie es wie folgt beschrieben werden wird.
In der zuvor genannten Drehmomentbedarfssteuerung wird das erzeugte Drehmoment gesteuert durch kooperatives Steuern der Zylinderansaugluftmenge und des Zündzeitpunkts und wird die Zylinderansaugluftmenge mittels der Drossel gesteuert. Die Strömungsrate der Luft, welche durch die Drossel hindurchpassiert, wird geändert mittels Manipulierens der Drossel und Änderns von deren Öffnung, wodurch die Zylinderansaugluftmenge gesteuert werden kann. Jedoch hängt die Drosseldurchgangsströmungsrate auch von der Druckdifferenz vor und nach der Drossel ab und kann daher, wenn die Stellglieder, wie beispielsweise ein Ladedruckregelwert bzw. -ventil und eine variable Düse, vorhanden sind, die Zylinderansaugluftmenge nicht mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, wenn nicht deren Manipulation optimal ist. Demgemäß entsteht, wenn die zuvor genannte Drehmomentbedarfssteuerung bei einer Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät angewendet wird, ein Problem wie das Stellglied, welches aktiv einen Ladedruck ändert, und die Drossel kooperativ zu manipulieren sind.
Die deutsche Patentoffenlegungsschrift DE 10 2004 028 271 A1 offenbart einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, wobei der Abgasturbolader mit einem Bypassventil und einer Bypassleitung versehen ist. Diese Bauteile wirken sich bei einem plötzlichen Beschleunigungs- oder Verzögerungsprozess positiv auf die Funktion des Turboladers aus. Beim Beschleunigungsprozess wird die Drehzahl des Verdichters durch ein Öffnen der Bypassleitung und die durch die Leitung hindurchströmende Luft erhöht, wodurch der Strömungswiderstand des Verdichters und die Zeit bis zum Erreichen der Soll-Drehzahl verringert werden, und bei einem plötzlichen Verzögerungsvorgang wird die Wirkung des Bypass umgekehrt, d. h. das Verdichterrad wird durch die durch den Bypass hindurchströmende Luft gebremst.
Die deutsche Patentschrift DE 40 30 872 C1 beschreibt eine Vorrichtung zur Steuerung einer Drosselklappe und eines Regulierventils eines Turboladers in Abhängigkeit von Betriebsparametern einer Brennkraftmaschine. Dabei sollen die Drosselklappe und das Regulierenventil durch zumindest einen Druckumsetzer und zumindest ein Magnetschaltventil, das durch eine Steuereinrichtung gesteuert wird, geöffnet oder geschlossen werden. Aufgrund der geringeren Kosten wird die Bauweise mit einem einzelnen Druckumsetzer bevorzugt.
Zitierliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2010-053 705 A
Patentliteratur 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2004-060 479 A
Patentliteratur 3: Deutsche Patentoffenlegungsschrift DE 10 2004 028 271 A1
Patentliteratur 4: Deutsche Patentschrift DE 40 30 872 C1

Zusammenfassung der Erfindung
Dieses Problem wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des zuvor genannten Problems gemacht und stellt eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät wie folgt bereit.
Eine durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Steuereinrichtung steuert eine Luftmenge, welche eine Brennkraftmaschine in einen Zylinder aufnimmt, durch kooperative Manipulation einer Drossel und eines Stellgliedes auf Basis eines angeforderten Drehmoments für die Brennkraftmaschine. Das hier genannte Stellglied ist ein Stellglied, welches aktiv einen Ladedruck ändert, und weist ein Ladedruckregelwert bzw. -ventil und eine variable Düse eines Turboladers, einen Elektromotor, welcher einen Kompressor antreibt, oder dergleichen auf. In der vorliegenden Steuereinrichtung teilen sich die Drossel und das Stellglied nicht eine einzige Sollluftmenge, sondern werden eine Sollluftmenge zur Manipulation der Drossel und eine Sollluftmenge zur Manipulation des Stellgliedes separat bestimmt. Anschließend wird eine Manipulationsvariable für die Drossel in Übereinstimmung mit der Sollluftmenge zur Drosselmanipulation bestimmt und wird eine Manipulationsvariable für das Stellglied in Übereinstimmung mit der Sollluftmenge zur Stellgliedmanipulation bestimmt. Die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation und die Sollluftmenge zur Stellgliedmanipulation werden jeweils wie folgt bestimmt.
Die vorliegende Steuereinrichtung berechnet die folgenden zwei Sollluftmengen auf Basis des angeforderten Drehmoments. Eine dieser ist eine Referenzsollluftmenge, welche normalerweise berechnet wird. Ein Fahreranforderungsdrehmoment, welches in dem angeforderten Drehmoment enthalten ist, wird in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Umwandlungsregel in eine Luftmenge umgewandelt, und die Luftmenge, welche durch die Umwandlung erlangt wird, wird durch Berechnung als eine Referenzsollluftmenge bestimmt. Die andere ist eine Korrektursollluftmenge, welche berechnet wird, wenn für das angeforderte Drehmoment eine Änderung auftritt, und kann nicht unter der Referenzsollluftmenge realisiert werden. Die Luftmenge, die die Änderung des angeforderten Drehmoments in einer Berechnung realisieren kann, wird durch Berechnung als die Korrektursollluftmenge bestimmt.
Die Steuereinrichtung bestimmt die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation und die Sollluftmenge zur Stellgliedmanipulation unter Verwendung der Referenzsollluftmenge und der Korrektursollluftmenge. Zuerst wird bezüglich der Sollluftmenge zur Stellgliedmanipulation die Referenzsollluftmenge als die Sollluftmenge zur Stellgliedmanipulation unabhängig davon bestimmt, ob die Änderung des angeforderten Drehmoments unter der Referenzsollluftmenge realisiert werden kann. Indessen wird bezüglich der Sollluftmenge zur Drosselmanipulation die Referenzsollluftmenge normalerweise als die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation bestimmt. Jedoch wird, wenn das angeforderte Drehmoment nicht unter der Referenzsollluftmenge realisiert werden kann, die Korrektursollluftmenge als die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation anstelle der Referenzsollluftmenge bestimmt.
Wenn das Stellglied, welches wie ein Ladedruckregelventil aktiv einen Ladedruck ändert, und eine Drossel verglichen werden, ist eine Reaktion der Zylinderansaugluftmenge auf die Manipulation bei der Drossel deutlich schneller. Dies ist so, weil eine bestimmte Zeit erforderlich ist, bevor der Ladedruck sich ändert, nachdem das Stellglied manipuliert wurde. Demgemäß kann die Drossel die Zylinderansaugluftmenge ändern, um auf eine schnelle Änderung des angeforderten Drehmoments zu reagieren, wird aber im Fall des Stellgliedes die Zylinderansaugluftmenge spät hinter der Änderung des angeforderten Drehmoments geändert. In diesem Zusammenhang werden gemäß der vorliegenden Steuereinrichtung die jeweiligen Sollluftmengen zur Drosselmanipulation und zur Stellgliedmanipulation wie oben beschrieben bestimmt, wodurch die Änderung der Zylinderansaugluftmenge zum Reagieren auf eine schnelle Änderung des angeforderten Drehmoments ausschließlich durch die Betätigung der Drossel generiert wird. Indessen wird das Stellglied weiter mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem Fahreranforderungsdrehmoment mit einer relativ niedrigen Änderungsgeschwindigkeit manipuliert und beeinflusst daher die Betätigung des Stellgliedes nicht die Zylindereinlassluftmenge. Mit anderen Worten wird, wenn eine plötzliche Änderung für das angeforderte Drehmoment auftritt, das Stellglied manipuliert, sodass dessen Betätigung nicht die Zylinderansaugluftmenge beeinflusst. Genauer kann gemäß der vorliegenden Steuereinrichtung, wenn das angeforderte Drehmoment sich schnell ändert, genauer wenn das angeforderte Drehmoment ein Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoment enthält, die Zylinderansaugluftmenge mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, sodass sie in der Lage ist, solch ein angefordertes Drehmoment zu realisieren.
Im Übrigen kann das erzeugte Drehmoment der Brennkraftmaschine nicht nur durch die Zylinderansaugluftmenge, sondern auch durch den Zündzeitpunkt gesteuert werden. Insbesondere ist im Vergleich zu einer Steuerung des Drehmoments mittels der Zylinderansaugluftmenge, welche durch Manipulation der Drossel realisiert wird, eine Steuerung des Drehmoments per Zündzeitpunkt exzellenter in der Ansprechempfindlichkeit. Demgemäß kann, wenn das Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoment in dem angeforderten Drehmoment enthalten ist, der Zündzeitpunkt so reguliert werden, dass eine Kurvenform des Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoments realisiert wird. Folglich reguliert gemäß einer bevorzugteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn für das angeforderte Drehmoment eine Änderung auftritt, die vorliegende Steuereinrichtung den Zündzeitpunkt so, dass die Änderung durch die Änderung des Zündzeitpunkts realisiert wird. Jedoch gibt es bei dem Zündzeitpunkt einen zulässigen Regulierbereich, der eine optimale Verbrennung gewährleisten kann, und kann der Zündzeitpunkt nicht über den Bereich hinaus geändert werden. Demgemäß wird durch Regulieren des Zündzeitpunkts innerhalb des zulässigen Regulierbereichs der Änderungsbetrag des realisierten Drehmoments manchmal unzureichend in Bezug auf die Änderung des angeforderten Drehmoments. In solch einem Fall berechnet die vorliegende Steuereinrichtung die Korrektursollluftmenge, um den mangelnden Drehmomentänderungsbetrag durch Regulieren der Zylinderansaugluftmenge zu gewährleisten, und führt eine Manipulation der Drossel mit der als die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation gesetzten Korrektursollluftmenge durch. Gemäß diesem kann, während der Zündzeitpunkt innerhalb des Bereichs gehalten wird, der eine optimale Verbrennung gewährleisten kann, das angeforderte Drehmoment, welches das Steuereinrichtungs-Anforderungsdrehmoment enthält und welches sich schnell ändert, mit hoher Genauigkeit realisiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel ein wie folgendes Verfahren als ein Verfahren zum Regulieren des Zündzeitpunkts eingesetzt werden. Gemäß dem Verfahren berechnet die vorliegende Steuereinrichtung auf Basis einer aktuellen Drosselöffnung ein geschätztes Drehmoment, welches unter einem optimalen Zündzeitpunkt realisiert wird. Anschließend berechnet die vorliegende Steuereinrichtung ein Verhältnis des angeforderten Drehmoments zu dem geschätzten Drehmoment als eine Solleffizienz. Wenn die Solleffizienz innerhalb eines Bereichs ist, der dem zulässigen Regulierbereich für den Zündzeitpunkt entspricht, bestimmt die vorliegende Steuereinrichtung den Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit der Solleffizienz. Wenn jedoch die Solleffizienz außerhalb des dem zulässigen Regulierbereich entsprechenden Bereichs ist, bestimmt die vorliegende Steuereinrichtung den Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit einer zu einem Grenzwert des zulässigen Regulierbereichs korrespondierenden Grenzeffizienz.
Wenn der Zündzeitpunkt durch solch ein Verfahren reguliert wird, wird die Korrektursollluftmenge bevorzugt durch die folgenden Verfahren berechnet. Gemäß einem der bevorzugten Verfahren dividiert die vorliegende Steuereinrichtung das angeforderte Drehmoment durch die Grenzeffizienz und wandelt das Drehmoment, welches durch die Berechnung erlangt wurde, in Übereinstimmung mit der zuvor genannten Umwandlungsregel in eine Luftmenge um. Anschließend bestimmt die vorliegende Steuereinrichtung per Berechnung die Luftmenge, welche durch die Umwandlung erlangt wurde, als die Korrektursollluftmenge. Ferner dividiert gemäß einem anderen bevorzugten Verfahren die vorliegende Steuereinrichtung das Fahreranforderungsdrehmoment durch ein Verhältnis der Solleffizienz und der Grenzeffizienz und wandelt ein Drehmoment, welches durch die Berechnung erlangt wurde, in Übereinstimmung mit der zuvor genannten Umwandlungsregel in eine Luftmenge um. Anschließend bestimmt die vorliegende Steuereinrichtung per Berechnung die Luftmenge, welche durch die Umwandlung erlangt wurde, als die Korrektursollluftmenge. Gemäß den Berechnungsverfahren kann eine notwendige und ausreichende Korrektursollluftmenge genau berechnet werden, um die Zylinderansaugluftmenge um einen durch eine Beschränkung eines Regulierungsbetrags des Zündzeitpunkts bedingten Mangelbetrag eines Drehmomentänderungsbetrages zu ändern.
Figurenkurzbeschreibung
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel 1 zeigt.
2 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Vergleichssteuereinrichtung bezüglich der Steuereinrichtung gemäß der in 1 gezeigten Konfiguration zeigt.
3 ist ein Schaubild, das einen Betriebsablauf einer Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät zeigt, welcher durch die Steuereinrichtung gemäß der in 1 gezeigten Konfiguration realisiert wird.
4 ist ein Schaubild, das einen Betriebsablauf einer Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät zeigt, welcher durch die Steuereinrichtung gemäß der in 2 gezeigten Konfiguration realisiert wird.
5 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein funktionelles Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Steuereinrichtung zeigt, welche eine Drehmomentbedarfssteuerung realisiert, welche üblicherweise vorgeschlagen wird.
7 ist ein Schaubild, das einen Betriebsablauf für eine Brennkraftmaschine zeigt, welcher durch die Steuereinrichtung gemäß der in 6 gezeigten Konfiguration realisiert wird.
8 ist ein Schaubild, das einen Betriebsablauf für die Brennkraftmaschine zeigt, welcher durch die Steuereinrichtung gemäß der in 6 gezeigten Konfiguration realisiert wird.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Ausführungsbeispiel 1
Ein Ausführungsbeispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben werden.
Eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät (nachstehend eine Antriebsmaschine), welche in jedem von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein zu steuerndes Objekt ist, ist ein Viertakt-Hubkolbenmotor, welcher ein Drehmoment durch mittels einer Drossel Regulieren einer Luftmenge steuern kann. Das Aufladegerät, welches an der Antriebsmaschine vorgesehen ist, ist ein Turbolader, an welchem ein Ladedruckregelventil (nachstehend WGV) angebracht ist. Es wird angenommen, dass das WGV, welches hier verwendet ist, eines ist, das mittels eines E-VRV (elektronischen Vakuumregulierventils) aktiv auf eine optionale Öffnung bewegt werden kann. Die Steuereinrichtung steuert das Drehmoment, welches von der Antriebsmaschine ausgegeben wird, mittels Realisierens einer kooperativen Manipulation des WGV, der Drossel und der Zündeinrichtung. Als die Steuervariablen der Antriebsmaschine sind Drehmoment und Effizienz verwendet. Das hier erwähnte Drehmoment meint genauer ein angegebenes Drehmoment. Die Effizienz in der vorliegenden Beschreibung meint das Verhältnis des Drehmoments, welches tatsächlich ausgegeben wird, zu dem Drehmoment, welches die Antriebsmaschine potenziell ausgeben kann.
Ein funktionelles Blockschaltbild von 1 zeigt eine Konfiguration der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Jeweilige Elemente, welche die Steuereinrichtung in 1 bilden, sind unter den diversen Funktionselementen, welche die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufweist, lediglich die Elemente, die sich auf eine jeweilige Manipulation einer Drossel 2, einer Zündeinrichtung 4 und eines WGV 6, welche in dem Schaltbild speziell dargestellt sind, beziehen. Demgemäß meint 1 nicht, dass die Steuereinrichtung durch lediglich diese Elemente gebildet ist. Die jeweiligen Elemente können durch exklusive Hardware individuell konfiguriert sein oder können mittels Software per gemeinsamer Benutzung von Hardware virtuell konfiguriert sein. Nachstehend wird die Konfiguration der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Fokus auf die Funktion jedes der in 1 gezeigten Elemente beschrieben werden.
Die Drehmomentanforderung von einem Fahrer, welche durch eine Manipulationsvariable und eine Manipulationsgeschwindigkeit eines Gaspedals ausgedrückt wird, wird in die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eingegeben. Ferner werden auch die Drehmomentanforderungen zur Fahrzeugsteuerung von Steuereinrichtungen für das Fahrzeug, wie beispielsweise einem ECT und einer TRC, eingegeben. In der folgenden Beschreibung wird zum Erleichtern eines Verständnisses des Merkmals der vorliegenden Erfindung angenommen, dass lediglich die Drehmomentanforderung von dem Fahrer und die Drehmomentanforderung von dem ECT in die Steuereinrichtung eingegeben werden. Die Signale der jeweiligen Drehmomentanforderungen, welche in die Steuereinrichtung eingegeben werden, werden in einem Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 10 verarbeitet. Der Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 10 bestimmt auf Basis jeder Drehmomentanforderung ein für die Antriebsmaschine angefordertes Drehmoment (TQrq). Das angeforderte Drehmoment umfasst ein Fahreranforderungsdrehmoment, welches auf Basis der Drehmomentanforderung von dem Fahrer bestimmt wird, und das ECT-Anforderungsdrehmoment, welches auf Basis der Drehmomentanforderung von dem ECT bestimmt wird. In der folgenden Beschreibung wird zum Erleichtern des Verständnisses des Merkmals der vorliegenden Erfindung angenommen, dass das Signal des Fahreranforderungsdrehmoments ein flaches Signal ohne Variation ist, und wird angenommen, dass das Signal des ECT-Anforderungsdrehmoments ein Rechtecksignal ist, um das Drehmoment, welches von der Antriebsmaschine ausgegeben wird, temporär und augenblicklich zu reduzieren.
Der geforderte Wert für die Effizienz, welche eine andere Steuervariable ist, wird in einem Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt 12 bestimmt. Der Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt 12 bestimmt den Wert einer geforderten Effizienz (ηrq), indem er mit dem angeforderten Drehmoment verbunden ist, welches in dem Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 10 bestimmt wurde. Genauer bestimmt, wenn das angeforderte Drehmoment lediglich das Fahreranforderungsdrehmoment umfasst, der Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt 12, dass die geforderte Effizienz 1 ist, was deren Maximalwert ist. Jedoch ändert, wenn das angeforderte Drehmoment das ECT-Anforderungsdrehmoment beinhaltet, der Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt 12 den Wert der geforderten Effizienz in Übereinstimmung mit dem Rechtecksignal des ECT-Anforderungsdrehmoments auf einen Wert kleiner als 1, was der Referenzwert ist. Genauer wird der Wert der geforderten Effizienz so geändert, dass der Wert, welcher erlangt wird mittels Dividierens des angeforderten Drehmoments durch die geforderte Effizienz, vor und nach der Änderung des ECT-Anforderungsdrehmomentes konstant wird.
Die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist einen Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 14, einen Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 16, einen Drosselöffnungs-Berechnungsabschnitt 18 und einen Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 20 als die Elemente zum Bestimmen der Manipulationsvariablen der Drossel 2 auf. Indessen weist die Steuereinrichtung als die Elemente zum Bestimmen der Manipulationsvariablen des WGV 6 einen Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 30, einen Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 32 und einen WGV-Öffnungs-Berechnungsabschnitt 34 auf. Die Merkmalsdifferenz zwischen diesen beiden ist das Vorhandensein und die Abwesenheit einer Schutzverarbeitung für die geforderte Effizienz mittels des Verbrennungsgewährleistungsabschnitts 20. Der Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 20 setzt einen unteren Grenzwert für die Effizienz, welcher eine optimale Verbrennung gewährleisten kann, als den Verbrennungsgrenzschutzwert. Wenn die geforderte Effizienz (ηrq), welche von dem Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt 12 ausgegeben wird, größer als der Verbrennungsgrenzschutzwert ist, gibt der Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 20 die eingegebene geforderte Effizienz (ηrq) direkt als eine geforderte Effizienz (ηrq1) aus, mit welcher eine Verbrennung gewährleistet wird. Wenn jedoch die geforderte Effizienz (ηrq) der Verbrennungsgrenzschutzwert oder kleiner ist, wird der Verbrennungsgrenzschutzwert, welcher der untere Grenzwert für die geforderte Effizienz ist, als die geforderte Effizienz (ηrq1) ausgegeben, mit welcher eine Verbrennung gewährleistet wird. In den Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 14 zur Drosselmanipulation wird die geforderte Effizienz (ηrq1) mit in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 20 gewährleisteter Verbrennung eingegeben. Indessen wird in den Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 30 zur WGV-Manipulation die geforderte Effizienz (ηrq), welche in dem Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt 12 bestimmt wurde, direkt eingegeben.
Der Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 14 zur Drosselmanipulation berechnet mittels Dividierens des angeforderten Drehmoments (TQrq) durch die geforderte Effizienz (ηrq1) nach Regulierung ein Solldrehmoment (TQta) für eine Drosselmanipulation. Das Solldrehmoment für eine Drosselmanipulation wird in den Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 16 eingegeben. Der Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 16 wandelt unter Verwendung eines Drehmoment-Luftmengen-Umwandlungskennfeldes das Solldrehmoment zur Drosselmanipulation in eine Luftmenge um. Das Drehmoment-Luftmengen-Umwandlungskennfeld ist ein Kennfeld, in welchem unter der Vorbedingung, dass der Zündzeitpunkt ein optimaler Zündzeitpunkt (ein Zündzeitpunkt, welcher näher zur Verzögerungsseite außerhalb von MBT und einem Spurklopfen-Zündzeitpunkt ist) ist, ein Drehmoment und eine Luftmenge mit diversen Antriebsmaschinenzustandsvariablen, die eine Antriebsmaschinendrehzahl und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis als eine Kennziffer umfassen, miteinander verbunden sind. Die Luftmenge, welche durch die Umwandlung erlangt wird, ist eine „Referenzsollluftmenge”, die zu dem Fahreranforderungsdrehmoment korrespondiert, wenn die geforderte Effizienz (ηrq) größer als der Verbrennungsgrenzschutzwert ist, und ist eine „Korrektursollluftmenge” zum Realisieren einer Änderung des angeforderten Drehmoments, wenn die geforderte Effizienz (ηrq) der Verbrennungsgrenzschutzwert oder kleiner ist. Der Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 16 bestimmt die Luftmenge, welche durch die Umwandlung erlangt wurde, als eine Sollluftmenge (KLta) für eine Drosselmanipulation. Die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation wird in den Drosselöffnungs-Berechnungsabschnitt 18 eingegeben. Der Drosselöffnungs-Berechnungsabschnitt berechnet unter Verwendung eines Luftinversionsmodells eine Solldrosselöffnung (TAt) zum Erzielen der Sollluftmenge zur Drosselmanipulation. Das Luftinversionsmodell ist ein Inversionsmodell eines physikalischen Modells, welches erlangt wird durch Modellieren der Ansprechempfindlichkeit für die Zylinderansaugluftmenge für den Betrieb der Drossel 2. Die Steuereinrichtung manipuliert die Drossel 2 mit der Solldrosselöffnung (TAt), welche wie oben als die Manipulationsvariable erlangt wird.
Indessen berechnet der Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt 30 zur WGV-Manipulation mittels Dividierens des angeforderten Drehmoments (TQrq) durch die unverarbeitete geforderte Effizienz (ηrq) ohne Regulierung ein Solldrehmoment (TQwgv) für eine WGV-Manipulation. Das Solldrehmoment zur WGV-Manipulation wird in den Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 32 eingegeben. Der Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 32 wandelt das Solldrehmoment zur WGV-Manipulation unter Verwendung des zuvor genannten Drehmoment-Luftmengen-Umwandlungskennfeldes in eine Luftmenge um. Die Luftmenge, welche durch die Umwandlung erlangt wird, ist eine „Referenzsollluftmenge”, die zu dem Fahreranforderungsdrehmoment korrespondiert, und wird als eine Sollluftmenge (KLwgv) für eine WGV-Manipulation bestimmt. Die Sollluftmenge zur WGV-Manipulation wird in den WGV-Öffnungs-Berechnungsabschnitt 34 eingegeben. Der WGV-Öffnungs-Berechnungsabschnitt 34 wandelt die Sollluftmenge zur WGV-Manipulation unter Verwendung eines Kennfeldes, in welchem ein Ladedruck mit einer Luftmenge verbunden ist, in einen Sollladedruck um. Anschließend berechnet der WGV-Öffnungs-Berechnungsabschnitt 34 unter Verwendung eines Inversionsmodells für einen Turbolader eine Soll-WGV-Öffnung (WGVt) zum Erzielen des Sollladedrucks. Die Steuereinrichtung manipuliert das WGV 6 mit der Soll-WGV-Öffnung (WGVt), welche wie oben erlangt wird, als der Manipulationsvariablen.
Parallel zu der obigen Verarbeitung führt die Steuereinrichtung eine Verarbeitung zum Bestimmen der Manipulationsvariablen für die Zündeinrichtung 4 durch. Ein Schätzdrehmoment-Berechnungsabschnitt 22, ein Solleffizienz-Berechnungsabschnitt 24, ein Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 und ein Zündzeitpunkt-Berechnungsabschnitt 28 sind Elemente zum Bestimmen eines Zündzeitpunkts, welcher die Manipulationsvariable der Zündeinrichtung 4 ist. Unter diesen ist, ähnlich dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 20 für eine Solleffizienz, der Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 für eine Solleffizienz das Element zum Regulieren der Effizienz der Antriebsmaschine innerhalb eines Bereichs, der fähig ist eine optimale Verbrennung sicherzustellen. Der Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 für die Solleffizienz hat den Verbrennungsgrenzschutzwert, welcher der gleiche Wert wie jener des Verbrennungsgewährleistungsabschnitts 20 für die geforderte Effizienz ist.
Der Schätzdrehmoment-Berechnungsabschnitt 22 schätzt auf Basis einer aktuellen Drosselöffnung (TAact) die Zylinderansaugluftmenge und berechnet auf Basis der geschätzten Zylinderansaugluftmenge ein geschätztes Drehmoment (TQmbt) unter dem optimalen Zündzeitpunkt. Der Solleffizienz-Berechnungsabschnitt 24 berechnet ein Verhältnis des angeforderten Drehmoments (ηrq), welches in dem Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 10 bestimmt wurde, zu dem geschätzten Drehmoment als eine Solleffizienz (ηsa) für eine Zündzeitsteuerung. Die Solleffizienz (ηsa) wird in den Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 eingegeben, und eine Solleffizienz (ηsa1), welche in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 reguliert wurde, wird in den Zündzeitpunkt-Berechnungsabschnitt 28 eingegeben. Zu dieser Zeit gibt, wenn die Solleffizienz (ηsa) größer als der Verbrennungsgrenzschutzwert ist, der Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 die eingegebene Solleffizienz (ηsa) direkt als die Solleffizienz (ηsa1) mit gewährleisteter Verbrennung aus. Wenn jedoch die Solleffizienz (ηsa) der Verbrennungsgrenzschutzwert oder kleiner ist, gibt der Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 den Verbrennungsgrenzschutzwert, welcher der untere Grenzwert für die Solleffizienz ist, als die Solleffizienz (ηsa1) mit gewährleisteter Verbrennung aus. Der Zündzeitpunkt-Berechnungsabschnitt 28 berechnet auf Basis der Solleffizienz mit gewährleisteter Verbrennung einen Sollzündzeitpunkt (SAt). Wenn der Wert der Solleffizienz 1 ist, wird der Sollzündzeitpunkt auf den optimalen Zündzeitpunkt gesetzt, und wenn der Wert der Solleffizienz kleiner als 1 ist, wird der Sollzündzeitpunkt mehr vom optimalen Zündzeitpunkt aus verzögert. Die Steuereinrichtung manipuliert die Zündeinrichtung 4 mit dem Sollzündzeitpunkt (SAt), welcher wie oben erlangt wird, als der Manipulationsvariablen.
Gemäß der Steuereinrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels, welche wie oben konfiguriert ist, kann die Wirkung, welche üblicherweise nicht erreicht wird, in einer Drehmomentsteuerung einer aufgeladenen Antriebsmaschine erreicht werden. Nachstehend wird die Wirkung in der Drehmomentsteuerung, welche durch die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erreicht wird, verdeutlicht werden, indem die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Vergleichssteuereinrichtung gegenübergestellt wird.
Ein funktionelles Blockschaltbild von 2 zeigt eine Konfiguration der Vergleichssteuereinrichtung in Bezug auf die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die in 2 gezeigte Konfiguration der Vergleichssteuereinrichtung ist die Konfiguration, welche einem Fachmann relativ einfach einfallen könnte, wenn die in 6 gezeigte übliche Steuereinrichtung auf die Steuereinrichtung einer aufgeladenen Antriebsmaschine mit einem WGV angewendet wird. In der in 2 gezeigten Konfiguration sind die Elemente, welche die mit den in 1 gezeigten Elementen gemeinen Funktionen haben, mit den gleichen Bezugsziffern wie jenen der in 1 gezeigten Elemente bezeichnet. Wie es ersichtlich ist, wenn die 1 und 2 verglichen werden, ist der Unterschied zwischen der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und der Vergleichssteuereinrichtung die Sollluftmenge, welche bei der Berechnung der Soll-WGV-Öffnung (WGVt) in dem WGV-Öffnungs-Berechnungsabschnitt 34 verwendet wird. In der Vergleichssteuereinrichtung wird eine einheitliche Sollluftmenge (KLt) zur Berechnung der Solldrosselöffnung und zur Berechnung der Soll-WGV-Öffnung verwendet. Da die Drossel 2 und das WGV 6 beide Stellglieder sind, welche die Zylinderansaugluftmenge steuern, kann das wie in der Vergleichssteuereinrichtung Verwenden der Sollluftmenge gemeinsam für die Drossel 2 und das WGV 6 für einen Fachmann als eine natürliche Auswahl bezeichnet werden. Jedoch teilen sich in der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Drossel 2 und das WGV 6 nicht eine einzige Sollluftmenge, sondern werden die Sollluftmenge (KLta) zur Berechnung der Solldrosselöffnung und die Sollluftmenge (KLwgv) zur Berechnung der Soll-WGV-Öffnung wie oben beschrieben separat bestimmt.
Gemäß der Steuereinrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels arbeitet, wenn das angeforderte Drehmoment das ETC-Anforderungsdrehmoment umfasst, die aufgeladene Antriebsmaschine, welche ein zu steuerndes Objekt ist, wie in einem Schaubild von 3 gezeigt. Indessen arbeitet gemäß der Vergleichssteuereinrichtung die aufgeladene Antriebsmaschine, welche ein zu steuerndes Objekt ist, wie in einem Schaubild von 4 gezeigt. Zuerst wird der Betrieb der aufgeladenen Antriebsmaschine, welcher durch die Vergleichssteuereinrichtung realisiert wird, erläutert werden und wird als Nächstes, während er damit verglichen wird, ein Betrieb der aufgeladenen Antriebsmaschine, welcher durch die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel realisiert wird, erläutert werden. Als die Sache, die der Vergleichssteuereinrichtung und der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemeinsam ist, wird angenommen, dass die geforderte Effizienz (ηrq), welche unterhalb des Verbrennungsgrenzschutzwertes ist, von dem Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt 12 in Reaktion auf das ECT-Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird. In diesem Fall fällt die Solleffizienz (ηsa) zur Zündzeitsteuerung, welche auf Basis des angeforderten Drehmoments berechnet wird, ebenfalls unter den Verbrennungsgrenzschutzwert und wird daher die Solleffizienz (ηsa1) mit gewährleisteter Verbrennung bei der Berechnung des Zündzeitpunkts verwendet. Im Ergebnis wird in jeder von der Vergleichssteuereinrichtung und der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Zündzeitpunkt von der Verzögerungsgrenze beschränkt, die eine optimale Verbrennung gewährleisten kann.
Im Fall der Vergleichssteuereinrichtung wird das Solldrehmoment für eine Luftmengensteuerung unter Verwendung der geforderten Effizienz (ηrq1), welche von dem Verbrennungsgrenzschutzwert beschränkt ist, berechnet. Das Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment zeigt eine rechteckige Änderung entsprechend dem Verhältnis der ursprünglich geforderten Effizienz (ηrq) und der geforderten Effizienz (ηrq1) mit gewährleisteter Verbrennung. Anschließend wird das Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment in die Luftmenge umgewandelt und werden mit dieser als die gemeinsame Sollluftmenge gesetzt die Solldrosselöffnung und die Soll-WGV-Öffnung berechnet. Im Ergebnis wird die Drossel so manipuliert, dass die Drosselöffnung eine rechteckige Änderung in Übereinstimmung mit der Kurvenform des Luftmengensteuerungs-Solldrehmoments zeigt. In ähnlicher Weise wird das WGV so manipuliert, dass die WGV-Öffnung eine rechteckige Änderung in Übereinstimmung mit der Kurvenform des Luftmengensteuerungs-Solldrehmoments zeigt. Die Drossel und das WGV werden wie oben manipuliert, wodurch die Zylinderansaugluftmenge temporär reduziert wird.
Jedoch ändert sich, wie in dem Schaubild von 4 gezeigt, die tatsächliche Zylinderansaugluftmenge nicht wie das Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment. Dies ist so infolge der Reaktionsverzögerung des Ladedrucks auf eine Manipulation des WGV, das heißt einem Turboloch. Die Zylinderansaugluftmenge wird bestimmt durch die Strömungsrate der Luft, welche durch die Drossel hindurchpassiert, und die Parameter, welche die Drosseldurchgangsströmungsrate bestimmen, sind die Drosselöffnung und der Ladedruck. Eine abrupte Reduzierung der Zylinderansaugluftmenge durch Ändern der Drosseldurchgangsströmungsrate kann erreicht werden durch Reduzieren der Drosselöffnung, obwohl eine geringe Reaktionsverzögerung auftritt. Jedoch kann in der Situation, in welcher der Ladedruck infolge eines Turbolochs unzureichend ist, eine Erhöhung der Zylinderansaugluftmenge durch Ändern der Drosseldurchgangsströmungsrate nicht erreicht werden. Daher tritt, wie in dem Schaubild von 4 gezeigt, auf einen Anstieg in dem Luftmengensteuerungs-Solldrehmoment bei dem Anstieg, nachdem die Zylinderansaugluftmenge sich temporär reduziert, eine deutliche Reaktionsverzögerung auf. Das letztendlich erzeugte Drehmoment einer aufgeladenen Antriebsmaschine wird durch die Zylinderansaugluftmenge und den Zündzeitpunkt bestimmt und daher tritt als Ergebnis dessen, dass für den Anstieg der Zylinderansaugluftmenge eine Verzögerung auftritt, eine Verzögerung auch für den Anstieg des erzeugten Drehmoments auf. Genauer ist es bei der Konfiguration der Vergleichssteuereinrichtung schwierig, die Kurvenform des in dem angeforderten Drehmoment enthaltenen ECT-Anforderungsdrehmomentes in dem erzeugten Drehmoment zu realisieren.
Im Fall der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Solldrehmoment für eine Drosselmanipulation unter Verwendung der durch den Verbrennungsgrenzschutzwert beschränkten geforderten Effizienz (ηrq1) berechnet und wird gleichzeitig das Solldrehmoment für eine WGV-Manipulation unter Verwendung der geforderten Effizienz (ηrq), welche nicht beschränkt ist, berechnet. Das Drosselmanipulations-Solldrehmoment zeigt eine rechteckige Änderung entsprechend dem Verhältnis der ursprünglich geforderten Effizienz (ηrq) und der geforderten Effizienz (ηrq1) mit gewährleisteter Verbrennung. Anschließend wird das Drosselmanipulations-Solldrehmoment in die Luftmenge umgewandelt und wird mit dieser als die Sollluftmenge gesetzt die Solldrosselöffnung berechnet. Indessen wird das WGV-Manipulations-Solldrehmoment erlangt durch Dividieren des angeforderten Drehmoments durch die zu dem angeforderten Drehmoment korrespondierende geforderte Effizienz (ηrq) und hat daher ein zu dem in dem angeforderten Drehmoment enthaltenen Fahreranforderungsdrehmoment korrespondierendes flaches Signal. Anschließend wird das WGV-Manipulations-Solldrehmoment in die Luftmenge umgewandelt und wird mit dieser als die Sollluftmenge gesetzt die Soll-WGV-Öffnung berechnet. Im Ergebnis wird die Drossel so manipuliert, dass die Drosselöffnung eine rechteckige Änderung in Übereinstimmung mit der Kurvenform des Drosselmanipulations-Solldrehmoments zeigt. Jedoch wird das WGV so manipuliert, dass es eine konstante WGV-Öffnung in Übereinstimmung mit dem flachen Signal des WGV-Manipulations-Solldrehmoments hat.
Das Schaubild von 3 zeigt mittels Volllinien die Änderungen der Luftmenge und des erzeugten Drehmoments, welche durch die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel realisiert werden, und zeigt mittels der Strichlinien die Änderungen der Luftmenge und des erzeugten Drehmoments, welche durch die Vergleichssteuereinrichtung realisiert werden. Gemäß der Steuereinrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird das WGV auf der zu dem Fahreranforderungsdrehmoment korrespondierenden Öffnung gehalten und wird daher der Ladedruck auf einem Hochzustand gehalten, sogar wenn sich das ECT-Anforderungsdrehmoment in der rechteckigen Form ändert. Demgemäß tritt, wenn die Öffnungsmanipulation der Drossel in Reaktion auf den Anstieg des ECT-Anforderungsdrehmomentes durchgeführt wird, ein Mangel an Ladedruck nicht auf und steigt daher die Zylinderansaugluftmenge in Reaktion auf die Öffnungsmanipulation der Drossel schnell an. Genauer kann gemäß der Steuereinrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wie es durch Gegenüberstellen mit der Vergleichssteuereinrichtung ersichtlich ist, die Steuereinrichtung die Zylinderansaugluftmenge in Reaktion auf eine schnelle Änderung des angeforderten Drehmoments mit hoher Genauigkeit steuern. Dadurch tritt gemäß der Steuereinrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Drehmomentmangel nicht auf und kann die Kurvenform des in dem angeforderten Drehmoment enthaltenen ECT-Anforderungsdrehmomentes im Wesentlichen genau in dem erzeugten Drehmoment realisiert werden.
Ausführungsbeispiel 2
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
5 ist ein funktionelles Blockschaltbild, welches eine Konfiguration einer Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. In der in 5 gezeigten Konfiguration sind die Elemente, die die mit den Elementen der in 1 gezeigten Steuereinrichtung des Ausführungsbeispiels 1 gemeinen Funktionen aufweisen, mit den gleichen Bezugsziffern wie jenen der in 1 gezeigten Elemente bezeichnet. Nachstehend wird die Konfiguration der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Fokus auf die Abweichung von der Steuereinrichtung des Ausführungsbeispiels 1 beschrieben werden.
Die Abweichung von der Steuereinrichtung des Ausführungsbeispiels 1 liegt in dem Gesichtspunkt, dass die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich Drehmoment als die Steuervariable für die Antriebsmaschine verwendet. Genauer wird nicht wie bei der Steuereinrichtung von Ausführungsbeispiel 1 eine geforderte Effizienz verwendet. Jedoch wird in der Steuereinrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 die Kombination von Fahreranforderungsdrehmoment und ECT-Anforderungsdrehmoment als das angeforderte Drehmoment ausgegeben, wohingegen in der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Fahreranforderungsdrehmoment und ein ECT-Anforderungsdrehmoment ohne kombiniert zu sein separat ausgegeben werden. Gemäß der in 5 gezeigten Konfiguration wird ein Fahreranforderungsdrehmoment (TQrgl) von einem Fahreranforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 50 ausgegeben und wird ein ECT-Anforderungsdrehmoment (TQrgh) von einem ECT-Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 52 ausgegeben.
Die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet das ECT-Anforderungsdrehmoment (TQrgh) beim Bestimmen der Manipulationsvariablen für die Zündeinrichtung 4 und das Fahreranforderungsdrehmoment (TQrgl) beim Bestimmen der jeweiligen Manipulationsvariablen für die Drossel 2 und das WGV 6. Zuerst wird eine Verarbeitung zum Bestimmen der Manipulationsvariablen der Zündeinrichtung 4, das heißt eines Zündzeitpunkts, welche in der Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, beschrieben werden. Gemäß der in 5 gezeigten Konfiguration wird das ECT-Anforderungsdrehmoment (TQrgh) in den Solleffizienz-Berechnungsabschnitt 24 zusammen mit dem geschätzten Drehmoment (TQmbt), welches in dem Schätzdrehmoment-Berechnungsabschnitt 22 berechnet wurde, eingegeben. Der Solleffizienz-Berechnungsabschnitt 24 berechnet ein Verhältnis des ECT-Anforderungsdrehmomentes zu dem geschätzten Drehmoment als die Solleffizienz (ηsa) für eine Zündzeitsteuerung. Die Solleffizienz (ηsa) wird in den Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 eingegeben, und die Solleffizienz (ηsa1) mit in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 gewährleisteter Verbrennung wird in den Zündzeitpunkt-Berechnungsabschnitt 28 eingegeben. Der Zündzeitpunkt-Berechnungsabschnitt 28 berechnet auf Basis der Solleffizienz mit gewährleisteter Verbrennung den Sollzündzeitpunkt (SAt). Die Steuereinrichtung manipuliert die Zündeinrichtung 4 mit dem Sollzündzeitpunkt (SAt), welcher wie oben erlangt wurde, als der Manipulationsvariablen.
Die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nutzt das Fahreranforderungsdrehmoment (TQrgl) beim Bestimmen jeder der Manipulationsvariablen der Drossel 2 und des WGV 6. Jedoch bestimmt, wie bei der Steuereinrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1, die Steuereinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sollluftmenge (KLta) zum Berechnen der Solldrosselöffnung und die Sollluftmenge (KLwgv) zum Berechnen der Soll-WGV-Öffnung separat.
Ein Bestimmen der Sollluftmenge (KLwgv) zur WGV-Manipulation wird in dem Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 32 durchgeführt. Das Fahreranforderungsdrehmoment (TQrgl), welches in dem Fahreranforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt 50 bestimmt wurde, wird direkt in den Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 32 eingegeben. Das WGV-Manipulations-Solldrehmoment, welches beim Berechnen der WGV-Manipulations-Sollluftmenge im Ausführungsbeispiel 1 verwendet wird, ist im Wesentlichen das gleiche wie das Fahreranforderungsdrehmoment. Der Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 32 wandelt das Fahreranforderungsdrehmoment unter Verwendung des Drehmoment-Luftmengen-Umwandlungskennfeldes in die Sollluftmenge (KLwgv) zur WGV-Manipulation um. Die Sollluftmenge zur WGV-Manipulation wird in den WGV-Öffnungs-Berechnungsabschnitt 34 eingegeben. Der WGV-Öffnungs-Berechnungsabschnitt 34 berechnet auf Basis der Sollluftmenge zur WGV-Manipulation die Soll-WGV-Öffnung (WGVt). Die Steuereinrichtung manipuliert das WGV 6 mit der Soll-WGV-Öffnung (WGVt), welche wie oben erlangt wird, als der Manipulationsvariablen.
Ein Bestimmen der Sollluftmenge (KLta) zur Drosselmanipulation wird in dem Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 16 durchgeführt. Das Drosselmanipulations-Solldrehmoment (TQta) wird von einem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 54 in den Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 16 eingegeben. Wie später beschrieben werden wird, erzeugt der Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 54 das Drosselmanipulations-Solldrehmoment (TQta) aus dem Fahreranforderungsdrehmoment (TQrgl). Der Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt 16 wandelt das Drosselmanipulations-Solldrehmoment unter Verwendung des Drehmoment-Luftmengen-Umwandlungskennfeldes in die Sollluftmenge (KLta) zur Drosselmanipulation um. Die Sollluftmenge (KLta) zur Drosselmanipulation wird in den Drosselöffnungs-Berechnungsabschnitt 18 eingegeben. Der Drosselöffnungs-Berechnungsabschnitt 18 berechnet unter Verwendung des Luftinversionsmodells aus der Drosselmanipulations-Sollluftmenge die Solldrosselöffnung (TAt). Die Steuereinrichtung manipuliert die Drossel 2 mit der Solldrosselöffnung (TAt), welche wie oben erlangt wird, als der Manipulationsvariablen.
Ein Erzeugen des Drosselmanipulations-Solldrehmoments in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 54 wird wie folgt durchgeführt. Zuerst werden die Solleffizienz (ηsa), welche von dem Solleffizienz-Berechnungsabschnitt 24 ausgegeben wird, und der Verbrennungsgrenzschutzwert des Verbrennungsgewährleistungsabschnitts 26 dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 54 als Information zugeführt. Der Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 54 vergleicht die Solleffizienz und den Verbrennungsgrenzschutzwert, welche zugeführt wurden. Wenn die Solleffizienz größer als der Verbrennungsgrenzschutzwert ist, das heißt, wenn in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 keine Beschränkung an der Solleffizienz platziert wurde, gibt der Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 54 das Fahreranforderungsdrehmoment (TQrgl) direkt als das Drosselmanipulations-Solldrehmoment (TQta) aus. Wenn jedoch die Solleffizienz der Verbrennungsgrenzschutzwert oder kleiner ist, das heißt, wenn in dem Verbrennungsgewährleistungsabschnitt 26 die Solleffizienz von dem Verbrennungsgrenzschutzwert beschränkt wurde, wird das Fahreranforderungsdrehmoment (TQrgl) durch das Verhältnis der Solleffizienz und des Verbrennungsgrenzschutzwertes dividiert und wird das Drehmoment, welches durch die Berechnung erlangt wurde, als das Drosselmanipulations-Solldrehmoment (TQta) ausgegeben. Das Drosselmanipulations-Solldrehmoment, welches wie oben berechnet wird, ist im Wesentlichen das gleiche wie das Drosselmanipulations-Solldrehmoment, welches im Ausführungsbeispiel 1 berechnet wird.
Gemäß der Steuereinrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels, welche wie oben konfiguriert ist, kann bewirkt werden, dass die aufgeladene Antriebsmaschine, welche ein zu steuerndes Objekt ist, im Wesentlichen den gleichen Betriebsablauf realisiert wie jenen, der durch die Steuereinrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 realisiert wird. Genauer kann gemäß der Steuereinrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die gleiche Wirkung wie jene, die durch die Steuereinrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 erlangt wird, bei einer Drehmomentsteuerung einer aufgeladenen Antriebsmaschine erreicht werden.
Andere
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor genannten Ausführungsbeispiele beschränkt und kann realisiert werden, indem sie auf diverse Weise innerhalb des Bereichs modifiziert wird, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In den zuvor genannten Ausführungsbeispielen ist die vorliegende Erfindung bei der einen Turbolader mit einem WGV aufweisenden Antriebsmaschine angewendet, jedoch ist das WGV ein Beispiel eines Stellgliedes, welches einen Ladedruck ändert. Die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Steuereinrichtung kann bei irgendeiner aufgeladenen Antriebsmaschine mit einem Stellglied angewendet werden, welches aktiv einen Ladedruck ändert, wie beispielsweise einer Antriebsmaschine mit einem eine variable Düse aufweisenden Turbolader und einer Antriebsmaschine mit einem Aufladegerät, das einen Elektromotor aufweist, welcher einen Kompressor antreibt oder den Kompressor bei einer Rotation dessen unterstützt.
Bezugszeichenliste

2: Drossel
4: Zündeinrichtung
6: Ladedruckregelventil
10: Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt
12: Anforderungseffizienz-Bestimmungsabschnitt
14: Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt zur Drosselmanipulation
16: Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt zur Drosselmanipulation
18: Drosselöffnungs-Berechnungsabschnitt
20: Verbrennungsgewährleistungsabschnitt für geforderte Effizienz
22: Schätzdrehmoment-Berechnungsabschnitt
24: Solleffizienz-Berechnungsabschnitt zur Zündzeitsteuerung
26: Verbrennungsgewährleistungsabschnitt für Solleffizienz
28: Zündzeitpunkt-Berechnungsabschnitt
30: Solldrehmoment-Berechnungsabschnitt zur WGV-Manipulation
32: Sollluftmengen-Berechnungsabschnitt zur WGV-Manipulation
34: WGV-Öffnungs-Berechnungsabschnitt
50: Fahreranforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt
52: ECT-Anforderungsdrehmoment-Bestimmungsabschnitt
54: Verbrennungsgewährleistungsabschnitt für angefordertes Drehmoment

Claims

Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Aufladegerät, das ein Stellglied hat, welches aktiv einen Ladedruck ändert, wobei die Steuereinrichtung durch auf Basis eines für die Brennkraftmaschine angeforderten Drehmomentes kooperatives Manipulieren einer Drossel und des Stellgliedes eine Luftmenge steuert, welche die Brennkraftmaschine in einen Zylinder aufnimmt, und wobei die Steuereinrichtung aufweist: ein Sollluftmengen-Bestimmungsmittel, das separat eine Sollluftmenge zur Manipulation der Drossel und eine Sollluftmenge zur Manipulation des Stellgliedes bestimmt; ein Drosselmanipulationsvariablen-Bestimmungsmittel, das eine Manipulationsvariable für die Drossel in Übereinstimmung mit der Sollluftmenge zur Drosselmanipulation bestimmt; und ein Stellgliedmanipulationsvariablen-Bestimmungsmittel, das eine Manipulationsvariable für das Stellglied in Übereinstimmung mit der Sollluftmenge zur Stellgliedmanipulation bestimmt, wobei das Sollluftmengen-Bestimmungsmittel aufweist: ein Referenzsollluftmengen-Berechnungsmittel, das ein Fahreranforderungsdrehmoment, welches in dem angeforderten Drehmoment enthalten ist, in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Umwandlungsregel in eine Luftmenge umwandelt und das die Luftmenge, welche durch die Umwandlung erlangt wird, als eine Referenzsollluftmenge berechnet, ein Korrektursollluftmengen-Berechnungsmittel, das, wenn für das angeforderte Drehmoment eine Änderung auftritt und nicht unter der Referenzsollluftmenge realisiert werden kann, eine Korrektursollluftmenge berechnet, die die Änderung realisieren kann, ein Stellgliedmanipulations-Sollluftmengen-Bestimmungsmittel, das die Referenzsollluftmenge als die Sollluftmenge zur Stellgliedmanipulation bestimmt, und ein Drosselmanipulations-Sollluftmengen-Bestimmungsmittel, das normalerweise die Referenzsollluftmenge als die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation bestimmt und das die Korrektursollluftmenge als die Sollluftmenge zur Drosselmanipulation bestimmt, wenn das angeforderte Drehmoment unter der Referenzsollluftmenge nicht realisiert werden kann.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Aufladegerät gemäß Anspruch 1, ferner mit einem Zündzeitpunkt-Reguliermittel, das, wenn eine Änderung für das angeforderte Drehmoment auftritt, einen Zündzeitpunkt innerhalb eines zulässigen Regulierbereichs reguliert, um die Änderung durch Ändern des Zündzeitpunkts zu realisieren, wobei das Korrektursollluftmengen-Berechnungsmittel die Korrektursollluftmenge berechnet, sodass ein mangelnder Drehmomentänderungsbetrag durch Regulieren einer Zylinderansaugluftmenge, wenn ein Änderungsbetrag eines realisierten Drehmomentes unzureichend in Bezug auf die Änderung des angeforderten Drehmomentes ist, durch innerhalb des zulässigen Regulierbereichs Regulieren des Zündzeitpunkts kompensiert wird.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Aufladegerät gemäß Anspruch 2, wobei das Zündzeitpunkt-Reguliermittel aufweist: ein Schätzdrehmoment-Berechnungsmittel, das auf Basis einer aktuellen Drosselöffnung ein geschätztes Drehmoment berechnet, welches unter einem optimalen Zündzeitpunkt realisiert wird, ein Solleffizienz-Berechnungsmittel, das ein Verhältnis des angeforderten Drehmoments zu dem geschätzten Drehmoment als eine Solleffizienz berechnet, und ein Zündzeitpunkt-Bestimmungsmittel, das einen Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit der Solleffizienz bestimmt, wenn die Solleffizienz innerhalb eines zu dem zulässigen Regulierbereich korrespondierenden Bereichs ist, und das den Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit einer zu einem Grenzwert des zulässigen Regulierbereichs korrespondierenden Grenzeffizienz bestimmt, wenn die Solleffizienz außerhalb des zu dem zulässigen Regulierbereich korrespondierenden Bereichs ist.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Aufladegerät gemäß Anspruch 3, wobei das Korrektursollluftmengen-Berechnungsmittel ein Drehmoment, welches erlangt wird mittels Dividierens des angeforderten Drehmoments durch die Grenzeffizienz, in Übereinstimmung mit der Umwandlungsregel in eine Luftmenge umwandelt und mittels Berechnung die durch die Umwandlung erlangte Luftmenge als die Korrektursollluftmenge bestimmt.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Aufladegerät gemäß Anspruch 3, wobei das Korrektursollluftmengen-Berechnungsmittel ein Drehmoment, welches erlangt wird mittels Dividierens des Fahreranforderungsdrehmoments durch ein Verhältnis der Solleffizienz und der Grenzeffizienz, in Übereinstimmung mit der Umwandlungsregel in eine Luftmenge umwandelt und mittels Berechnung die durch die Umwandlung erlangte Luftmenge als die Korrektursollluftmenge bestimmt.