DE112014002219T5 - Steuervorrichtung für eine Maschine mit Turbolader und Verfahren zur Steuerung der Maschine - Google Patents

Steuervorrichtung für eine Maschine mit Turbolader und Verfahren zur Steuerung der Maschine Download PDF

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Abstract

Eine Steuervorrichtung für eine Maschine, die einen Abgasturbolader umfasst, der eine durch Abgas angetriebene Turbine mit einem Turbinenrad und einem Kompressorrad aufweist, umfasst eine elektronische Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, ein Sollausgangsdrehmoment basierend auf einem erforderlichen Wert eines Ausgangsdrehmoments für die Maschine einzustellen; das Ausgangsdrehmoment der Maschine auf das Sollausgangsdrehmoment zu regeln; und eine Zunahme eines tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine ab einer Zeit, zu der eine Zunahmerate des tatsächlichen Drehmoments einen vorbestimmten Wert überschreitet, zu begrenzen, wenn das Sollausgangsdrehmoment um wenigstens einen vorbestimmten Betrag größer als das tatsächliche Ausgangsdrehmoment ist und die Zunahmerate des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Maschine mit einem Turbolader, und ein Verfahren zur Steuerung der Maschine.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Als ein Maschinentyp, der in einem Fahrzeug, wie in einem Automobil, eingebaut ist, gehört eine Maschine, die mittels eines Abgasturboladers mit Luft aufgeladen wird, zur üblichen Praxis. Bei diesem Maschinentyp besteht ein bestimmtes Verhältnis zwischen einer Zunahme eines Ausgangsdrehmoments und einer Zunahme des Ladedrucks, und selbst wenn ein Drosselventil geöffnet wird, um das Ausgangsdrehmoment zu erhöhen, ist es schwierig, das Ausgangsdrehmoment schnell zu erhöhen, da der Ladedruck in Reaktion auf ein Öffnen des Drosselventils mit Verzögerung ansteigt. Selbst wenn ein erforderlicher Wert des Ausgangsdrehmoments, dessen Erzeugung von der Maschine gefordert ist, zunimmt, ist es daher möglich, dass das Ausgangsdrehmoment der Maschine aufgrund einer Zunahme des Betrages einer Gaspedalbetätigung durch den Fahrer eines Fahrzeugs nicht notwendigerweise mit einem guten Ansprechverhalten auf die Zunahme des erforderlichen Werts erhöht wird.
  • Wenn beispielsweise der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine zunimmt, wie durch eine doppelt gepunktete Linie in 6A angezeigt ist, wird das Drosselventil geöffnet, um das Ausgangsdrehmoment der Maschine übereinstimmend mit dem erhöhten erforderlichen Wert zu erhöhen. Falls das Drosselventil geöffnet wird, werden Luft und Kraftstoff, die den Brennkammern zugeführt werden, unmittelbar nach dem Öffnen des Drosselventils in einem gewissen Maße erhöht. Allerdings werden die Luft und der Kraftstoff, die nachfolgend den Brennkammern zugeführt werden, lediglich allmählich erhöht, da der Ladedruck nicht unmittelbar erhöht wird. Daher nimmt das Ausgangsdrehmoment der Maschine basierend auf einer Verbrennung des Kraftstoffes in den Brennkammern zunächst zu, wie durch eine durchgezogene Linie in einer Dauer t1 in 6A angezeigt ist, und danach stagniert die Zunahme des Ausgangsdrehmoments (d. h. verlangsamt oder stoppt), wie durch die durchgezogene Linie in einer Dauer t2 angezeigt ist. Falls jedoch die Maschinendrehzahl zunimmt und eine Strömungsmenge des Abgases der Maschine zunimmt während der Kraftstoff in den Brennkammern verbrannt wird, wird der Turbolader durch das Abgas angetrieben und der Ladedruck nimmt schnell zu, wie in 6B angezeigt ist. Falls das Drosselventil in einer Situation, in welcher der Ladedruck schnell zunimmt, in einem offenen Zustand positioniert ist, werden die Mengen von Luft und Kraftstoff, die den Brennkammern zugeführt werden, schnell erhöht und das Ausgangsdrehmoment der Maschine, das auf einer Verbrennung des Kraftstoffes basiert, nimmt in einer Dauer t3 in 6A schnell zu.
  • In der Offenlegungsschrift der Japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2008-14281 ( JP 2008-14281 A ) wird vorgeschlagen, ein Ausgangsdrehmoment einer Maschine zunächst zu unterdrücken, um eine plötzliche Änderung oder Änderungen in dem Ausgangsdrehmoment der Maschine ab einer Zeit, zu welcher der Turbolader gestartet wird, bis zu der Zeit, zu welcher der Turbolader mit einem guten Ansprechverhalten arbeitet, zu dämpfen. Bei Anwendung der Technologie aus der JP 2008-14281 A wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine zunächst unterdrückt (in den Dauern t1, t2) bevor der Turbolader ein ausreichendes Ansprechverhalten zeigt, und der Ladedruck steigt an, wie es in der Dauer t3 in 6B angezeigt ist. In Folge dessen variiert das Ausgangsdrehmoment der Maschine, wie beispielsweise durch eine unterbrochene Linie in 6A angezeigt ist, und es ist weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass in den Dauern t1, t2 eine plötzlich Änderung des Ausgangsdrehmoments auftritt. Zur Zeit eines Übergangs von der Dauer t2 zur Dauer t3 nimmt das Ausgangsdrehmoment der Maschine gleichmäßig bzw. ruck frei zu.
  • Falls das Ausgangsdrehmoment der Maschine zunächst unterdrückt wird bevor der Turbolader ein ausreichendes Ansprechverhalten aufzeigt, wie es in der JP 2008-14821 A beschrieben ist, ist es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass eine plötzliche Änderung des Ausgangsdrehmoments der Maschine während einer Dauer ab einer Zeit, zu welcher der Turbolader gestartet wird, bis zu der Zeit, zu welcher der Turbolader ein ausreichendes Ansprechverhalten aufzeigt, auftritt. Falls jedoch das Ausgangsdrehmoment unterdrückt wird, wie es oben stehend beschrieben ist, während ein erforderlicher Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine aufgrund einer Zunahme des Betrages der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine unvermeidlich in einer frühen Dauer verringert, welche auf die Zunahme des erforderlichen Wertes folgt. In diesem Fall wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine nicht erhöht, wie es durch den Fahrer beabsichtigt ist, selbst wenn der Fahrer den Gaspedalbetätigungsbetrag erhöht. Daher kann der Fahrer eine Langsamkeit oder Trägheit in einer Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfinden.
  • Falls das Ausgangsdrehmoment nicht unterdrückt wird während der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine mit einer Zunahme des Betrages der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, wird sich der Fahrer nicht aufgrund der Langsamkeit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments unbehaglich oder seltsam fühlen. In diesem Fall nimmt jedoch der Ladedruck zu der Zeit eines Übergangs von der Dauer t2 zu der Dauer t3 in 6B schnell zu, wobei das Ausgangsdrehmoment der Maschine aus einem Zustand heraus, in dem die Zunahme des Ausgangsdrehmoments stagniert, wie durch die durchgezogene Linie die Dauer t2 angezeigt ist, schnell zunimmt, wie durch die durchgezogene Linie in der Dauer t3 in 6A angezeigt ist. Demzufolge kann sich der Fahrer aufgrund der schnellen Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine unbehaglich oder seltsam fühlen.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung schlägt eine Steuervorrichtung für eine Maschine mit einem Turbolader vor, mit der es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich ist, dass der Fahrer es als seltsam oder unbehaglich empfindet, wenn der Ladedruck aus einem Zustand heraus, in dem ein Ausgangsdrehmoment stagniert (oder annähernd konstant verbleibt), schnell zunimmt, während es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich ist, dass unmittelbar nachdem ein erforderlicher Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine zunimmt, eine Langsamkeit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfunden wird. Die Erfindung schlägt ebenso ein Verfahren zur Steuerung der Maschine vor.
  • Eine Steuervorrichtung einer Maschine mit einem Turbolader gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine elektronische Steuereinheit, die ein Sollausgangsdrehmoment basierend auf einem erforderlichen Wert eines Ausgangsdrehmoments der Maschine einstellt, und das Ausgangsdrehmoment der Maschine auf das Sollausgangsdrehmoment regelt. Der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine nimmt zu, wenn der Betrag der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer des Fahrzeugs, in dem die Maschine eingebaut ist, zunimmt. Falls das Sollausgangsdrehmoment zunimmt, wenn der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments zunimmt, beginnt das Ausgangsdrehmoment der Maschine auf das zunehmende Sollausgangsdrehmoment zuzunehmen. Allerdings ist es bei der Maschine, die mittels des Ausgangsturboladers mit Luft aufgeladen wird, schwierig, unmittelbar nachdem das Ausgangsdrehmoment beginnt zuzunehmen, den Ladedruck mit einem guten Ansprechverhalten anzuheben, und der Ladedruck weist eine Tendenz auf, dass er schnell zunimmt nachdem die Maschinendrehzahl zunimmt, und die Strömungsmenge des Abgases nimmt zu nachdem das Ausgangsdrehmoment beginnt zuzunehmen. Das Ausgangsdrehmoment, das, wie oben stehend beschrieben ist, begonnen hat zuzunehmen, stagniert daher einmalig nach einer anfänglichen Zunahme in einem gewissen Ausmaß, während der Ladedruck mit einer geringen Rate zunimmt, und nimmt danach übereinstimmend mit einer darauffolgenden schnellen Zunahme des Ladedrucks schnell zu.
  • Da das Ausgangsdrehmoment nach einer anfänglichen Zunahme in einem gewissen Maße einmalig stagniert, während der Ladedruck mit einer niedrigen Rate zunimmt nachdem das Ausgangsdrehmoment, wie oben stehend beschrieben ist, beginnt zuzunehmen, weicht der Sollausgangsdrehmoment in größerem Maße von dem Ausgangsdrehmoment ab. Mit anderen Worten weicht das Sollausgangsdrehmoment in größerem Maße von dem tatsächlichen Ausgangsdrehmoment der Maschine ab und der Anstieg des tatsächlichen Drehmoments befindet sich in einem stagnierenden Zustand (d. h. die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments verlangsamt sich oder stoppt). In diesem Fall führt die elektronische Steuereinheit einen Drehmomentbegrenzungsbetrieb durch, um die Zunahme des Ausgangsdrehmoments ab einer Zeit, zu der die Zunahmerate des tatsächlichen Drehmoments der Maschine einen vorbestimmten Wert überschreitet, zu begrenzen. Auf diese Weise kann, nachdem das Ausgangsdrehmoment nach einer anfänglichen Zunahme einmalig stagniert, das Ausgangsdrehmoment davor bewahrt werden, aus dem Zustand heraus, in dem das Ausgangsdrehmoment stagniert, schnell zuzunehmen wenn der Ladedruck schnell zunimmt, und es ist weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass sich der Fahrer aufgrund der schnellen Zunahme des Ausgangsdrehmoments aus dessen stagnierendem Zustand heraus seltsam oder unbehaglich fühlt.
  • Ebenso wird die Zunahme des Ausgangsdrehmoments nicht durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt während der Ladedruck mit einer niedrigen Rate zunimmt nachdem das Ausgangsdrehmoment beginnt zuzunehmen. Daher wird das Ausgangsdrehmoment nicht in einer frühen Dauer begrenzt nachdem der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine zunimmt, da der Betrag der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, und zwar in einer frühen Dauer nachdem das Ausgangsdrehmoment beginnt zuzunehmen. Falls das Ausgangsdrehmoment in dieser Situation begrenzt wird, wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine nicht erhöht, wie es durch den Fahrer beabsichtigt ist, selbst wenn der Fahrer den Betrag der Gaspedalbetätigung erhöht; daher kann der Fahrer in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments eine Langsamkeit oder Trägheit empfinden. Gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung wird der Fahrer jedoch keine Langsamkeit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfinden. Daher ist es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass sich der Fahrer aufgrund einer schnellen Zunahme des Ausgangsdrehmoments aus dessen stagnierendem Zustand heraus seltsam oder unbehaglich fühlt, wenn der Ladedruck schnell zunimmt, während es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich ist, dass unmittelbar nachdem der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine zunimmt, eine Langsamkeit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfunden wird.
  • Die elektronische Steuereinheit kann in den Drehmomentbegrenzungsbetrieb die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine durch Steuern einer Öffnung eines Drosselventils begrenzen. Falls das Ausgangsdrehmoment der Maschine durch Änderung der Öffnung des Drosselventils (Drosselöffnung) geregelt wird, kann das Ausgangsdrehmoment mit einem hohen Ansprechverhalten in Reaktion auf eine Änderung der Drosselöffnung geregelt werden. Wenn, wie oben stehend beschrieben ist, die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb durch Steuerung der Drosselöffnung begrenzt wird, ist es daher möglich, das Ausgangsdrehmoment mit hohem Ansprechverhalten zu erhöhen, indem die Drosselöffnung auf einen größeren Wert angepasst wird, wenn der Betrieb zum Begrenzen der Zunahme des Ausgangsdrehmoments beendet ist.
  • Die elektronische Steuereinheit kann die Zunahme des Ausgangsdrehmoments mit einer verringerten Begrenzung versehen, wenn der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine zunimmt, während die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird. Falls die Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments nicht verringert wird wenn der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine zunimmt, da der Betrag der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, kann der Fahrer eine Langsamkeit oder Trägheit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments in Reaktion auf die Zunahme des Gaspedalbetätigungsbetrags empfinden, während die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird. Allerdings wird in der oben genannten Situation die Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb verringert; daher ist es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass der Fahrer eine Langsamkeit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfindet.
  • Die elektronische Steuereinheit kann während des Drehmomentbegrenzungsbetriebs, in dem die Zunahme des Ausgangsdrehmoments begrenzt wird, eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments beenden, wenn das Ausgangsdrehmoment der Maschine den erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine erreicht. In diesem Fall kann der Drehmomentbegrenzungsbetrieb angemessen beendet werden, wenn das Ausgangsdrehmoment der Maschine den erforderlichen Wert erreicht, und es wird unnötig, die Zunahme des Ausgangsdrehmoments durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb zu begrenzen.
  • Die elektronische Steuereinheit kann die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine durch Verringern des Sollausgangsdrehmoments auf einen Wert, der kleiner als der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine ist, begrenzen, und danach das Sollausgangsdrehmoment mit einer vorbestimmten Zunahmerate allmählich erhöhen.
  • Die elektronische Steuereinheit kann, wenn sich der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine während des Drehmomentbegrenzungsbetriebs, in dem die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine begrenzt wird, ändert, die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments übereinstimmend mit dem erforderlichen Wert, der sich geändert hat, verändern. Wenn der erforderliche Wert aufgrund einer Zunahme des Betrags der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, während die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, bedeutet das, dass der Fahrer versucht, das Ausgangsdrehmoment der Maschine schnell zu erhöhen. Wenn andererseits der erforderliche Wert aufgrund einer Verringerung des Betrages der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer abnimmt, während die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, bedeutet das, dass der Fahrer versucht, eine Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine zu unterdrücken. Im Hinblick auf diese Tatsachen ist es möglich, eine Anforderung des Fahrers, wie sie oben stehend beschrieben ist, zu erfüllen, indem die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments erhöht wird, wenn der erforderliche Wert erhöht wird und die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments verringert wird, wenn der erforderliche Wert verringert wird.
  • Die elektronische Steuereinheit kann den Drehmomentbegrenzungsbetrieb in der folgenden Weise durchführen. Und zwar berechnet die elektronische Steuereinheit ein maximales Drehmoment, das von der Maschine unter einem Ladedruck erzeugt werden kann, der erreicht werden soll nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer abläuft, wenn das Sollausgangsdrehmoment wenigstens um den vorbestimmten Betrag größer als das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine ist und die Zunahmerate des tatsächlichen Drehmoments gleich oder kleiner als ein vorbestimmten Wert ist. Die elektronische Steuereinheit bestimmt eine Zeit, zu der die Zunahmerate des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine den vorbestimmten Wert überschreitet, indem das maximale Drehmoment überwacht wird, und ab dieser Zeit die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine begrenzt. Die elektronische Steuereinheit kann den folgenden Betrieb durchführen, wenn es durch ein Getriebe, das mit der Maschine verbunden ist, erforderlich wird, ein Drehmoment der Maschine durch eine andere Steuerung als eine Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung zeitweise zu verringern, während die Zunahme des Ausgangsdrehmoments in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird. Und zwar kann die elektronische Steuereinheit eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine untersagen, und die elektronische Steuereinheit kann das Ausgangsdrehmoment der Maschine basierend auf einem Erfordernis, ein Drehmoment zeitweise zu verringern, steuern. Wenn es im Übrigen durch eine andere Steuerung als die Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung erforderlich wird, ein Drehmoment zeitweise zu verringern, ist es basierend auf der Anforderung wünschenswert, ein Drehmoment mit einem guten Ansprechverhalten zu erhöhen nachdem ein Drehmoment abgenommen hat.
  • Falls eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine nicht untersagt wird, wenn es erforderlich wird, ein Drehmoment der Maschine durch eine andere Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung zeitweise zu verringern, während die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine, wie oben stehend Bezug genommen, in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, tritt das folgende Problem auf. Und zwar verhindert ein Begrenzen der Zunahme des Ausgangsdrehmoments, dass die Maschine ein Drehmoment mit einem guten Ansprechverhalten erhöht nachdem ein Drehmoment zeitweise abgenommen hat. Demzufolge wird ein Erhöhen des Ausgangsdrehmoments der Maschine verzögert nachdem ein Drehmoment zeitweise abgenommen hat.
  • Das obenstehende Problem wird unterdrückt, indem unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine untersagt wird. Daher ist es möglich, das Ausgangsdrehmoment der Maschine mit einem guten Ansprechverhalten zu erhöhen nachdem das Ausgangsdrehmoment abgenommen hat, wenn es erforderlich wird, ein Drehmoment der Maschine zeitweise zu verringern, während die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Merkmale, Vorteile und eine technische und eine industrielle Bedeutung der Beispiel gebenden Ausführungsformen der Erfindung werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, nachstehend beschrieben, wobei:
  • 1 eine schematische Ansicht ist, die eine Maschine mit einem Turbolader und eine Steuervorrichtung der Maschine zeigt;
  • 2A bis 2D Zeitdiagramme sind, die Änderungen des Ausgangsdrehmoments der Maschine, des Ladedrucks und der Drosselöffnung zeigen;
  • 3 ein Flussdiagramm ist, das eine Steuerroutine zur Durchführung eines Drehmomentbegrenzungsbetriebs darstellt;
  • 4 ein Flussdiagramm ist, das eine Steuerroutine zum Untersagen einer Begrenzung einer Zunahme des Ausgangsdrehmoments in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb darstellt;
  • 5 ein Zeitdiagramm ist, das eine Änderung des Ausgangsdrehmoments der Maschine anzeigt; und
  • 6A und 6B Zeitdiagramme sind, die Änderungen des Ausgangsdrehmoments der Maschine und des Ladedrucks anzeigen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Mit Bezug auf 1 bis 3 wird eine Steuervorrichtung einer Maschine mit einem Turbolader gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, ist in einer Maschine 1, die an einem Fahrzeug angebracht ist, ein Kompressorrad 4a eines Abgasturboladers (Turbolader) in einem Einlasskanal 3, der mit Brennkammern 2 verbunden ist, bereitgestellt. Ferner ist strömungsabwärts von dem Kompressorrad 4a in dem Einlasskanal 3 ein Drosselventil 6 bereitgestellt, das geöffnet und geschlossen wird, um die Menge der Luft, die den Brennkammern zugeführt wird, anzupassen. Die Luft, die den Einlasskanal 3 durchlaufen hat, wird den Brennkammern 2 der Maschine 1 zugeführt und Kraftstoff, dessen Menge der Menge der Luft entspricht, wird von den Kraftstoffeinspritzventilen 7 eingespritzt und den Brennkammern 2 zugeführt. Danach wird die Maschine 1 mit dem Kraftstoff, der in den Brennkammern 2 verbrannt wird, angetrieben und eine Kurbelwelle 20 dreht sich als Ausgangswelle der Maschine 1, wenn die Maschine 1 angetrieben wird. In der Maschine 1 wird ein Ausgangsdrehmoment erhöht, in dem die Menge der Luft erhöht wird, die den Brennkammern 2 zugeführt wird, und die Menge des Kraftstoffs erhöht wird, die den Brennkammern 2 übereinstimmend mit der Menge der zugeführten Luft zugeführt wird.
  • Andererseits wird Abgas, das erzeugt wird, nachdem der Kraftstoff in den Brennkammern 2 verbrannt ist, in einen Abgaskanal 8 abgegeben, der mit den Brennkammern 2 verbunden ist. Ein Turbinenrad 4b des Turboladers 4 ist in dem Abgaskanal 8 bereitgestellt. Wenn das Abgas in dem Abgaskanal 8 das Turbinenrad 4b durchläuft, dreht sich das Turbinenrad 4b und das Kompressorrad 4a dreht sich ebenso mit dem Turbinenrad 4b, so dass die Brennkammern 2 durch eine Drehung des Kompressorrades 4a mit Luft aufgeladen werden. In der Maschine 1, die hier mittels des Turboladers 4 mit Luft aufgeladen wird, nimmt der Turbolader Druck oder Ladedruck zu, wenn die Menge der Luft, die den Brennkammern 2 zugeführt wird, und die Menge des Abgases, die aus den Brennkammern 2 ausgestoßen wird, mit einer Zunahme der Maschinendrehzahl zunimmt. Wenn der Ladedruck zunimmt, wird es einfacher, die Mengen des Kraftstoffes und der Luft zu erhöhen, die den Brennkammern 2 zugeführt werden, so dass das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 schnell erhöht werden kann.
  • Ein Waste-Gate-Ventil bzw. Ladedruckregelventil 9 ist in einem Bypass-Kanal 10 positioniert, der mit dem Abgaskanal 8 verbunden ist, um das Turbinenrad 4b des Turboladers 4 zu umgehen. Die Öffnung des Waste-Gate-Ventils 9 wird dazu angepasst, um die Strömungskanalfläche des Abgases in dem Bypass-Kanal 10 zu variieren. Der Ladedruck der Maschine 1 wird verringert, wenn die Öffnung des Waste-Gate-Ventils 9 erhöht wird und die Menge des Abgases, die zu dem Turbinenrad 4b strömt, verringert wird, wohingegen der Ladedruck erhöht wird, wenn die Öffnung des Waste-Gate-Ventils 9 verringert wird und die Menge des Abgases, die zu dem Turbinenrad 4b strömt, erhöht wird.
  • Das Fahrzeug, an dem die oben beschriebene Maschine angebracht ist, ist ebenso mit einer elektronischen Steuereinheit 21 ausgestattet, die verschiedene Steuerungen an der Maschine 1 durchführt. Die elektronische Steuereinheit 21 umfasst eine CPU, die arithmetische Verarbeitungen oder Berechnungen im Zusammenhang mit den oben genannten Steuerungen ausführt, einen ROM, in dem Programme und Daten, die für die Steuerungen erforderlich sind, gespeichert sind, einen RAM, in dem die Berechnungsergebnisse der CPU, usw. zeitweise gespeichert werden, Eingangs- und Ausgangskanäle, durch die Signale von außen empfangen und nach außen erzeugt werden usw.
  • Verschiedene Sensoren usw., die nachstehend angegeben werden, sind mit dem Einlassanschluss der elektronischen Steuereinheit verbunden. Die Sensoren umfassen einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der die Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeugs erfasst, und einen Drosselpositionssensor 23, der die Öffnung (Drosselöffnung) des Drosselventils 6 erfasst.
  • Die Sensoren umfassen ebenso einen Beschleunigungssensor 24, der den Betätigungsbetrag (Gaspedalbetätigungsbetrag) eines Gaspedals 19 erfasst, das durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigt wird, und einen Luftstrommesser 25, der die Menge der Luft erfasst, die den Einlasskanal 3 durchläuft.
  • Die Sensoren umfassen ferner einen Drucksensor 26, der den Druck (Ladedruck) stromabwärts von dem Drosselventil 6 in dem Einlasskanal 3 erfasst, und einen Kurbelpositionssensor 27, der die Drehzahl der Kurbelwelle 20 der Maschine 1 umfasst.
  • Eine Ansteuerschaltung der Kraftstoffeinspritzventile 7, eine Ansteuerschaltung des Drosselventils 6, eine Ansteuerschaltung des Waste-Gate-Ventils 9 usw. sind mit einem Ausgangsanschluss der elektronischen Steuereinheit 21 verbunden. Die elektronische Steuereinheit 21 fasst Betriebsbedingungen der Maschine 1, wie die Maschinendrehzahl und die Maschinenlast (die Menge der Luft, welche in die Brennkammern 2 pro Zyklus der Maschine 1 angesaugt wird) basierend auf Erfassungssignalen, die von den oben genannten verschiedenen Sensoren empfangen auf. Die Maschinedrehzahl wird basierend auf einem Erfassungssignal von dem Kurbelpositionssensor 27 erlangt. Die Maschinelast wird aus der Einlassluftmenge der Maschine 1, die basierend auf einem Erfassungssignal des Gaspedalpositionssensors 24, des Drosselpositionssensors 23, des Luftstrommessers 25, usw. erlangt wird, und der Maschinendrehzahl berechnet. Die elektronische Steuereinheit 21 gibt übereinstimmend mit den Betriebsbedingungen, wie der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast der Maschine 1, Befehlssignale an die verschiedenen Ansteuerschaltungen aus, die mit dem Ausgangsanschluss verbunden sind. Auf diese Weise werden die Kraftstoffeinspritzmengensteuerung, eine Öffnungssteuerung des Drosselventils 6, eine Ansteuerung des Waste-Gate-Ventils 9, usw. durch die elektronische Steuereinheit 21 in der Maschine 1 durchgeführt.
  • Als nächstes wird eine Steuerung des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 beschrieben, die durch die elektronische Steuereinheit 21 durchgeführt wird. Die elektronische Steuereinheit 21 erlangt einen erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments, dessen Erzeugung von der Maschine 1 erforderlich ist, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Betrag der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer usw. und stellt danach basierend auf dem erforderlichen Wert ein Soll-Ausgangsdrehmoment als Sollwert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 ein. Die elektronische Steuereinheit 21 steuert den Ladedruck der Maschine 1 und die Öffnung des Drosselventils 6, so dass das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 auf das derart eingestellte Sollausgangsdrehmoment geregelt wird. Zu dieser Zeit dient die elektronische Steuereinheit 21 als ein Controller zum Regeln des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 auf das Sollausgangsdrehmoment. Die Steuerung des Ladedrucks der Maschine 1 wird durch ein Anpassen der Öffnung des Waste-Gate-Ventils 9 umgesetzt.
  • Falls der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 zunimmt, wie durch die doppelt gepunktete Linie L1 in 2A angezeigt ist, beispielsweise wenn der Betrag der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, nimmt ebenso das Sollausgangsdrehmoment zu, das durch die unterbrochene Linie L2 angezeigt ist, wenn der erforderliche Wert zunimmt. Falls das Sollausgangsdrehmoment zunimmt wenn der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 zunimmt, beginnt das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 auf das zunehmende Sollausgangsdrehmoment zuzunehmen. Genauer genommen, nimmt der erforderliche Wert des Ladedrucks zu, wie durch eine doppelt gepunktete Linie in 2C angezeigt ist, und die Öffnung des Waste-Gate-Ventils 9 wird auf einen kleineren Wert angepasst (z. B. wird das Waste-Gate-Ventil 9 in dem vollständig geschlossenen Zustand positioniert), um den Ladedruck in Reaktion auf die Zunahme des erforderlichen Wert zu erhöhen. Ferner wird die Öffnung des Drosselventils 6 erhöht, wie durch eine durchgezogene Linie in 2D angezeigt ist. Es ist jedoch zu beachten, dass es bei der Maschine 1, die mittels des Turboladers 4 mit Luft aufgeladen wird, schwierig ist, unmittelbar nachdem das Ausgangsdrehmoment beginnt zuzunehmen, den Ladedruck mit einem guten Ansprechverhalten anzuheben, und der Ladedruck weist eine Tendenz auf, schnell zuzunehmen nachdem die Maschinendrehzahl zunimmt, und die Strömungsmenge des Abgases nimmt zu nachdem das Ausgangsdrehmoment beginnt zuzunehmen.
  • Falls die Öffnung des Drosselventils 6 erhöht wird, wie oben stehend beschrieben ist, wird unmittelbar nachdem die Drosselöffnung erhöht wird, demzufolge die Menge der Luft, die den Brennkammern 2 zugeführt wird, in gewissem Ausmaß erhöht (während einer Dauer t1 in 2) und die Menge des Kraftstoffes, die den Brennkammern 2 zugeführt wird, wird ebenso übereinstimmend mit der Menge der Luft in gewissem Ausmaß erhöht. Allerdings steigt der Ladedruck nicht unmittelbar an, wie durch eine durchgezogene Linie in 2C angezeigt ist. Daher nehmen die Luft und der Kraftstoff lediglich allmählich zu nachdem die Luft und der Kraftstoff, die den Brennkammern 2 zugeführt wird, unmittelbar nachdem die Öffnung des Drosselventils 6 erhöht ist, in gewissem Maße zunimmt, wie oben stehend beschrieben ist. Nachdem das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 basierend auf einer Verbrennung des Kraftstoffes in den Brennkammern 2 zunimmt, wie durch eine durchgezogene Linie L3 in einer Dauer t1 in 2A angezeigt ist, stagniert daher die Zunahme des Ausgangsdrehmoments (d. h. verlangsamt sich oder stoppt), wie durch eine durchgezogene Linie L3 in einer Dauer t2 angezeigt ist. Wenn danach die Maschinendrehzahl zunimmt und die Strömungsmenge des Abgases der Maschine 1 aufgrund der Verbrennung des Kraftstoffes in den Brennkammern 2 zunimmt, wird der Turbolader 4 durch das Abgas angetrieben und der Ladedruck nimmt schnell zu, wie durch eine durchgezogene Linie in einer Dauer t3 in 2C angezeigt ist. Falls das Drosselventil 6 in dem offenen Zustand in einer Situation, in welcher der Ladedruck schnell zunimmt, in dem offenen Zustand belassen wird, nehmen ebenso die Mengen der Luft und des Kraftstoffes, die den Brennkammern 2 zugeführt werden, schnell zu und das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1, das auf einer Verbrennung des Kraftstoffes basiert, nimmt schnell zu, wie durch eine durchgezogene Linie L3 in einer Dauer t3 in 2A angezeigt ist.
  • Wie den 2A bis 2D zu entnehmen ist, nimmt das Ausgangsdrehmoment in Bezug zu einer frühen Dauer schnell zu nachdem der erforderliche Wert (L1) des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 mit einer Zunahme des Betrages der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, und zwar in einer frühen Dauer (t1) nachdem das Ausgangsdrehmoment (L3) beginnt zuzunehmen; daher empfindet der Fahrer keine Langsamkeit oder Trägheit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments. Allerdings nimmt in einer Übergangsdauer von einer Dauer t2 bis zu einer Dauer t3 aus 2C der Ladedruck schnell zu, wodurch das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 aus einem Zustand heraus, in dem es stagniert (d. h. annähernd konstant bleibt), schnell zunimmt, wie durch eine durchgezogene Linie L3 in einer Dauer t2 und einer Dauer t3 in 2A angezeigt ist. Die schnelle Zunahme des Ausgangsdrehmoments aus dessen stagnierendem Zustand bewirkt, dass sich der Fahrer seltsam oder unbehaglich fühlt. Um dieser Situation zu begegnen, begrenzt die elektronische Steuereinheit 21 die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 ab der Zeit, zu der das Ausgangsdrehmoment beginnt, schnell zuzunehmen, wenn das Sollausgangsdrehmoment (L2) von dem tatsächlichen Ausgangsdrehmoment (L3) der Maschine dahingehend abweicht, größer zu werden und die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments stagniert. Und zwar wird ab der Zeit, zu der das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 beginnt schnell zuzunehmen, ein Drehmomentbegrenzungsbetrieb durchgeführt, um die Rate des Anstiegs des Ausgangsdrehmoments zu begrenzen.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Steuervorrichtung der Maschine 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Wie in 2B gezeigt ist, nimmt das Ausgangsdrehmoment (L3) während einer Dauer (Dauer t1, t2), in welcher der Ladedruck langsam zu und nachdem das Ausgangsdrehmoment (L1) der Maschine 1 beginnt zuzunehmen, anfänglich um ein gewisses Ausmaß zu und stagniert einmalig (d. h. bleibt annähern konstant). Daher weicht das Sollausgangsdrehmoment (L2) von dem Ausgangdrehmoment L3 dahingehend ab, dass es größer ist. Mit anderen Worten weicht das Sollausgangsdrehmoment von dem tatsächlichen Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 dahingehend ab, dass es größer ist, und die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments stagniert (d. h. verlangsamt oder stoppt). In diesem Fall führt die elektronische Steuereinheit 21 ab einem Zeitpunkt (einem Übergangspunkt von Dauer t2 zu Dauer t3), zu dem das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 beginnt schnell zuzunehmen, den Drehmomentbegrenzungsbetrieb durch, um die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments zu begrenzen. Demzufolge nimmt das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 allmählich zu, wie durch eine durchgezogene Linie L3 in einer Dauer t2 aus 2B angezeigt ist. Nachdem das Ausgangsdrehmoment einmalig stagniert nachdem es beginnt zuzunehmen (nach Dauer t2), wird daher das Ausgangsdrehmoment davor bewahrt, aus dem Zustand heraus, in dem die Zunahme des Ausgangsdrehmoments stagniert, mit einer schnellen Zunahme des Ladedrucks schnell zuzunehmen, und der Fahrer fühlt sich nicht aufgrund der schnellen Zunahme des Ausgangsdrehmoments aus dessen stagnierendem Zustand heraus seltsam oder unbehaglich. Ebenso nimmt unmittelbar nachdem das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 beginnt zuzunehmen (Dauer t1), das Ausgangsdrehmoment mit einer relativ hohen Rate zu. Daher empfindet der Fahrer keine Langsamkeit oder Trägheit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments. Daher ist es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass sich der Fahrer aufgrund der schnellen Zunahme des Ausgangsdrehmoments aus dessen stagnierendem Zustand heraus seltsam oder unbehaglich fühlt, wenn der Ladedruck schnell ansteigt, während es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich ist, dass unmittelbar nachdem der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 zunimmt, eine Langsamkeit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfunden wird.
  • Der Drehmomentbegrenzungsbetrieb wird durch die elektronische Steuereinheit 21 in der folgenden Weise durchgeführt. Die elektronische Steuereinheit 21 prognostiziert und erhält ein fortlaufendes maximales Drehmoment als den maximalen Wert des Drehmoments, das von der Maschine 1 unter dem Ladedruck erzeugt werden kann, der zu einem Zeitpunkt erreicht wird, wenn eine gegebene Zeitdauer (z. B. 100 ms) abläuft, basierend auf beispielsweise dem Ladedruck, einer Maschinendrehzahl, einer Maschinenlast, einem Öffnungsbefehlswert des Waste-Gate-Ventils 9 und der Drosselöffnung. Das fortlaufende maximale Drehmoment, das so erlangt wird, variiert, wie durch eine einfach gepunktete Linie L4 in 2B beispielgebend angezeigt ist. Das fortlaufende maximale Drehmoment variiert fortlaufend in derselben Weise wie das Ausgangsdrehmoment, das durch eine durchgezogene Linie L3 in 2A angezeigt ist, während es demselben Drehmoment (L3) um die oben stehend angezeigte gegebene Zeitdauer vorausgeht. Das Ausgangsdrehmoment, das durch eine durchgezogene Linie L3 in 2A angezeigt ist, wird zu dem Sollausgangsdrehmoment (unterbrochene Linie L2 in 2A) geregelt, das basierend auf dem erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine 1 eingestellt ist, wenn der erforderliche Wert zunimmt, da der Betrag der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt. Die elektronische Steuereinheit 21 findet einen Zeitpunkt (einen Übergangspunkt von Dauer t2 zu Dauer t3), zu dem das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 beginnt schnell zuzunehmen, in dem das fortlaufende maximale Drehmoment überwacht wird, und sie führt ab diesem Zeitpunkt den Betrieb zum Begrenzen der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 aus.
  • Um durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb eine Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 zu erreichen, verringert die elektronische Steuereinheit 21 das Sollausgangsdrehmoment auf einen Wert, der kleiner als der erforderliche Wert (doppelt gepunktete Linie) zur Zeit t1 ist, wie durch die unterbrochene Linie L2 in 2B angezeigt ist, und danach erhöht sie das Sollausgangsdrehmoment allmählich mit einer gegebenen Zunahmerate. Es wird bevorzugt, die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments basierend auf der Größe des erforderlichen Werts (L1) des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 und der Länge der Dauer (Dauer t2 aus 2), über welche die Zunahme des Ausgangsdrehmoments stagniert, variabel einzustellen. Beispielsweise kann die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments (L2) erhöht werden, wenn der erforderliche Wert größer ist. Dies liegt daran, dass der Fahrer eine Langsamkeit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfinden kann, falls das Ausgangsdrehmoment (L3) der Maschine 1 mit einer übermäßig niedrigen Rate zunimmt, wenn der vorläufige Wert groß ist. Ebenso kann die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments (L2) verringert werden, wenn die oben angezeigte Dauer t2 länger ist. Dies liegt daran, dass es wahrscheinlicher ist, dass sich der Fahrer aufgrund der schnellen Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine zu der Zeit des Übergangs von Dauer t2 zu Dauer t3 unbehaglich fühlt, wenn die Dauer t2 länger ist.
  • Bei dem Solausgangsdrehmoment, das auf diese Weise geändert ist, wie durch die unterbrochene Linie L2 in 2B angezeigt ist, wird die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1, die auf das Sollausgangsdrehmoment geregelt wird, begrenzt. Demzufolge nimmt das Ausgangsdrehmoment allmählich zu, wie durch eine durchgezogene Linie L3 in 2B angezeigt ist. Um das Ausgangsdrehmoment (L3) der Maschine 1 zu dem Sollausgangsdrehmoment (L2) zu regeln, wird die Öffnung des Drosselventils 6 der Maschine 1 übereinstimmend mit einer Änderung des Sollausgangsdrehmoments (L2) geändert, während die Öffnung des Waste-Gate-Ventils 9 auf einen Normalzeitwert (in diesem Fall ist das Waste-Gate-Ventil 9 vollständig geschlossen) eingestellt wird. Genauer genommen wird die Öffnung des Drosselventils 6 allmählich geändert, so dass sie größer wird, nachdem sie zur Zeit T1 dahingehend geändert wurde, um einen gegebenen Betrag kleiner zu werden, wie durch eine unterbrochene Linie in 2D angezeigt ist. Durch das Anpassen der Öffnungen des Waste-Gate-Ventils 9 und des Drosselventils 6 wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 zu dem Sollausgangsdrehmoment geregelt.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das eine Drehmomentbegrenzungsroutine zum Ausführen des Drehmomentbegrenzungsbetriebes darstellt. Die Drehmomentbegrenzungsroutine, die eine Unterbrechungsroutine ist, wird beispielsweise zu gegebenen Zeitintervallen periodisch ausgeführt.
  • Die elektronische Steuereinheit 21 bestimmt in Schritt S101 der Routine aus 3, ob ein Flag F zur Bestimmung, ob der Drehmomentbegrenzungsbetrieb ausgeführt wird, „0 (wird nicht ausgeführt)” ist. Falls in Schritt S101 eine positive Entscheidung (JA) getroffen wird, und zwar falls das Flag F0 ist, führt die elektronische Steuereinheit 20 die Schritte S102 bis S104 aus, um zu bestimmen, ob Ausführungsbedingungen für den Drehmomentbegrenzungsbetrieb erfüllt sind.
  • Genauer genommen bestimmt die elektronische Steuereinheit 21 in Schritt S102, ob das Sollausgangsdrehmoment von dem tatsächlichen Drehmoment der Maschine 1 dahingehend abweicht, das es größer ist, so dass ein Unterschied zwischen dem Sollausgangsdrehmoment und dem tatsächlichen Ausgangsdrehmoment einen gegebenen Pegel überschreitet. Die elektronische Steuereinheit 21 bestimmt danach in Schritt S103, ob die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 stagniert (d. h. verlangsamt oder stoppt) und bestimmt in Schritt S104, ob das oben beschriebene fortlaufende maximale Drehmoment schnell zunimmt. Das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 kann basierend auf Maschinenbetriebszuständen, wie der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast berechnet werden. Falls in einem der Schritte S102 bis S104 eine negative Entscheidung (NEIN) getroffen wird, beendet die elektronische Steuereinheit 21 einmalig die Drehmomentbegrenzungsroutine. Falls in allen von den Schritten S102 bis 104 positive Entscheidungen (JA) getroffen werden, bestimmt die elektronische Steuereinheit 21, dass die Ausführungsbedingungen für den Drehmomentbegrenzungsbetrieb erfüllt sind. In diesem Fall setzt die Steuerung bei Schritt S105 fort.
  • Die elektronische Steuereinheit 21 führt den Drehmomentbegrenzungsbetrieb in Schritt S105 aus und setzt den Schritt S106 das Flag F auf „1 (wird ausgeführt)”. Mit dem Flag F, das somit auf „1” gesetzt ist, wird in Schritt S101 eine negative Entscheidung (NEIN) getroffen, und die Steuerung setzt direkt bei Schritt S105 fort, während Schritte S102 bis S104 ausgelassen werden. Falls ein Schritt S105 der Drehmomentbegrenzungsbetrieb durchgeführt wird, wird das Sollausgangsdrehmoment, das durch die unterbrochene Linie L2 in 2B angezeigt wird, zu der Zeit T1 dahingehend geändert, dass es verringert wird, und danach wird es dahingehend geändert, dass es mit einer gegebenen Rate erhöht wird. Übereinstimmend mit den Änderungen in dem Sollausgangsdrehmoment wird die Öffnung des Drosselventils 6, die durch die unterbrochene Linie in 2D angezeigt ist, dahingehend geändert, dass sie zu der Zeit T1 verringert wird, und danach wird sie dahingehend geändert, dass sie mit einer gegebenen Rate erhöht wird. Auf diese Weise wird die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in Dauer t3 begrenzt. Danach setzt die Steuerung nach einer Ausführung der Schritte S105 und S106, wie oben stehend beschrieben ist, bei Schritt S107 fort.
  • Die elektronische Steuereinheit 21 bestimmt in Schritt S107, ob das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 den erforderlichen Wert erreicht. Eine positive Entscheidung (JA) wird in Schritt S107 getroffen, wenn das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 zunimmt und den erforderlichen Wert erreicht, oder wenn der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 aufgrund einer Verringerung des Betrages der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer verringert wird, wodurch das tatsächliche Ausgangsdrehmoment den verringerten erforderlichen Wert erreicht. Falls in Schritt S107 eine positive Entscheidung (JA) getroffen wird, beendet die elektronische Steuereinheit 21 den Drehmomentbegrenzungsbetrieb in Schritt S108 und stellt in dem nachfolgenden Schritt S109 das Flag F auf „0”. Danach beendet die elektronische Steuereinheit 21 die Drehmomentbegrenzungsroutine einmalig. Wie oben stehend beschrieben ist, wird der Sollausgangsdrehmoment, nachdem der Drehmomentbegrenzungsbetrieb endet, basierend auf dem erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 eingestellt und das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 wird auf das Sollausgangsdrehmoment geregelt.
  • Falls andererseits eine negative Entscheidung (NEIN) in Schritt S107 getroffen wird, setzt die Steuerung bei Schritt S110 fort. In Schritt S110 bestimmt die elektronische Steuereinheit 21, ob sich der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 geändert hat, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird. Falls in Schritt S110 eine negative Entscheidung (NEIN) getroffen wird, beendet die elektronische Steuereinheit 21 einmalig die Drehmomentbegrenzungsroutine. Falls in Schritt S110 eine positive Entscheidung (JA) getroffen wird, setzt die elektronische Steuereinheit 21 bei Schritt S111 fort, um die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments basierend auf dem erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 zu ändern.
  • Falls der erforderliche Wert aufgrund einer Zunahme des Betrags der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, bedeutet das, dass der Fahrer versucht, das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 schnell zu erhöhen. Falls andererseits der erforderliche Wert aufgrund einer Verringerung des Betrags der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer abnimmt, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments begrenzt wird, bedeutet das, dass der Fahrer versucht, das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 zu unterdrücken. Im Hinblick auf diese Umstände, erhöht die elektronische Steuereinheit 21 in dem Schritt S111 die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments, wenn der erforderliche Wert größer wird, und sie verringert die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments, wenn der erforderliche Wert kleiner wird. Somit ist es möglich, die Anforderung des Fahrers, wie oben stehend beschrieben ist, zu erfüllen, indem die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments übereinstimmend mit einer Änderung des erforderlichen Werts geändert wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform, die oben stehend ausführlich beschrieben ist, werden die nachfolgenden Wirkungen erreicht. Wenn das Sollausgangsdrehmoment von dem tatsächlichen Drehmoment der Maschine 1 dahingehend abweicht, dass es größer ist, da der Gaspedalbetätigungsbetrag des Fahrers zunimmt, und die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoment stagniert, wird der Drehmomentbegrenzungsbetrieb durchgeführt, um die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments ab der Zeit, zu welcher das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 beginnt schnell zuzunehmen, zu begrenzen. Auf diese Weise wird das Ausgangsdrehmoment davor bewahrt, aus dessen stagnierendem Zustand heraus schnell zuzunehmen, wenn der Ladedruck schnell zunimmt, nachdem das Ausgangsdrehmoment einmalig stagniert nachdem es begonnen hat zuzunehmen, und es ist weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass sich der Fahrer aufgrund des schnellen Anstiegs des Ausgangsdrehmoments aus dessen stagnierendem Zustand heraus seltsam oder unbehaglich fühlt. Ebenso wird unmittelbar nachdem das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 beginnt zuzunehmen, die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments nicht durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt, und das Ausgangsdrehmoment nimmt mit einer relativ hohen Rate zu; daher wird der Fahrer keine Langsamkeit oder Trägheit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfinden. Daher ist es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass sich der Fahrer aufgrund einer schnellen Zunahme des Ausgangsdrehmoments aus dessen stagnierendem Zustand heraus seltsam oder unbehaglich fühlt, wenn der Ladedruck schnell zunimmt, während es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich ist, dass unmittelbar nachdem der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 zunimmt, eine Langsamkeit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfunden wird.
  • Die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 wird in dem oben beschriebenen Drehmomentbegrenzungsbetrieb durch Steuerung der Öffnung des Drosselventils 6 begrenzt. Genauer genommen ist es möglich, die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb zu begrenzen, indem die Öffnung des Drosselventils 6 der Maschine 1 nach einer Verringerung der Drosselöffnung um einen gegebenen Betrag allmählich erhöht wird, ohne die Öffnung des Waste-Gate-Ventils 9 von dessen Normalzeitwert abzuändern. In diesem Zusammenhang kann die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 ebenso begrenzt werden, indem die Öffnung des Waste-Gate-Ventils 9 erhöht wird, wodurch der Ladedruck verringert wird. In diesem Fall ist es jedoch schwierig, den Ladedruck mit einem guten Ansprechverhalten anzuheben, um das Ausgangsdrehmoment zu erhöhen nachdem der Begrenzungsbetrieb beendet ist oder weggefallen ist. Falls andererseits die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine durch eine Steuerung der Öffnung des Drosselventils 6 begrenzt wird, kann das Ausgangsdrehmoment mit einem guten Ansprechverhalten geregelt werden, um die Drosselöffnung in einer Situation zu ändern, in welcher sich der Ladedruck auf einem bestimmten hohen Pegel befindet. Daher kann das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 mit einem guten Ansprechverhalten erhöht werden, falls die Öffnung des Drosselventils 6 erhöht wird nachdem der Drehmomentbegrenzungsbetrieb beendet ist oder weggefallen ist.
  • Falls der erforderliche Wert aufgrund einer Zunahme des Betrags der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, bedeutet das, dass der Fahrer versucht, das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 schnell zu erhöhen. Falls andererseits der erforderliche Wert aufgrund einer Verringerung des Betrags bei Gaspedalbetätigung durch den Fahrer abnimmt, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments begrenzt wird, bedeutet das, dass der Fahrer versucht, das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 zu unterdrücken. Im Hinblick auf diese Umstände wird die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments erhöht, wenn der erforderliche Wert größer wird, so dass die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1, das auf das Sollausgangsdrehmoment geregelt wird, zunimmt. Andererseits wird die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments verringert, wenn der erforderliche Wert kleiner wird, so dass die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1, welches auf das Sollausgangsdrehmoment geregelt wird, verringert wird. Somit ist es möglich, die Anforderung des Fahrers, wie sie oben stehend beschrieben ist, zu erfüllen, indem die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments übereinstimmend mit einer Änderung des erforderlichen Werts geändert wird, und somit die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1, die auf das Sollausgangsdrehmoment geregelt wird, geändert wird.
  • Wie oben stehend beschrieben ist, wird die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 erhöht, da der erforderliche Wert aufgrund einer Zunahme des Betrags der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird. Dies bedeutet, dass die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb mit einer verringerten Begrenzung versehen wird. Falls die Begrenzung, mit welcher die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments versehen wird, nicht verringert wird, sondern unverändert bleibt, wenn der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine mit einer Zunahme des Betrags der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, kann es sein, dass der Fahrer eine Langsamkeit oder Trägheit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments in Reaktion auf die Zunahme des Gaspedalbetätigungsbetrags empfindet. Da jedoch die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb in dieser Situation mit einer verringerten Begrenzung versehen wird, ist es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass der Fahrer eine Langsamkeit in der Zunahme des Ausgangsdrehmoments empfindet.
  • Wenn das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 den erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 erreicht, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, wird der Betrieb zur Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments beendet. Daher wird die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 davor bewahrt, unnötig fortlaufend in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt zu werden, und der Begrenzungsbetrieb kann angemessen beendet werden, wenn es unnötig wird, die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments zu begrenzen.
  • In Bezug auf 4 und 5 wird eine Steuervorrichtung einer Maschine mit einem Turbolader gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb wird durchgeführt, wenn der erforderliche Wert zunimmt, da der Betrag der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer zunimmt. Die Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb wird ebenso in der folgenden Situation durchgeführt. Das heißt, falls es durch ein Getriebe, das mit der Maschine 1 verbunden ist, erforderlich wird, ein Drehmoment der Maschine 1 durch eine Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung zeitweise zu verringern, verringert die elektronische Steuereinheit 21 zeitweise das Sollausgangsdrehmoment in Bezug zu dem erforderlichen Wert, der basierend auf dem Gaspedalbetätigungsbetrag usw. eingestellt ist. Dadurch nimmt das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 ab. Nachdem das Ausgangsdrehmoment der Maschine abnimmt, erhöht die elektronische Steuereinheit 21 dann das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 auf den erforderlichen Wert, indem das Sollausgangsdrehmoment auf den erforderlichen Wert eingestellt wird. Wie eben beschrieben wurde, tritt die folgende Situation auf, wenn das Sollausgangsdrehmoment auf den erforderlichen Wert eingestellt wird, um das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 auf den erforderlichen Wert zu erhöhen. Das heißt, das Sollausgangsdrehmoment weicht von dem tatsächlichen Drehmoment der Maschine 1 dahingehend ab, dass es größer ist, und die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments stagniert. In einer solchen Situation wird die Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb durchgeführt.
  • Beispielsweise wird eine Drehmomentsenkungssteuerung (zeitweise Drehmomentsteuerung), die auf dem Erfordernis basiert, ein Maschinendrehmoment zeitweise zu verringern, durch die Schaltsteuerung des Getriebes durchgeführt, um Drehmomentschwankungen zu unterdrücken. Die Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine durch den Drehmomentbegrenzungsbetrieb wird durchgeführt, um das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 zu erhöhen, nachdem die Drehmomentsenkungssteuerung, die auf dem Erfordernis basiert, ein Maschinendrehmoment zeitweise zu verringern, durchgeführt ist. Daher wird eine schnelle Zunahme der Ausgangsleistung unterdrückt, und es ist vorteilhaft, Drehmomentschwankungen der Maschine 1 aufgrund einer Schaltsteuerung des Getriebes zu unterdrücken.
  • Die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine entsteht aus einer anderen Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung. Wenn die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine aus einer anderen Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht, ist es basierend auf dem Erfordernis wünschenswert, ein Drehmoment mit einem guten Ansprechverhalten zu erhöhen nachdem das Drehmoment abgenommen hat. Beispielsweise entsteht die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine aus einer Fahrzeugstabilitätssteuerung (VSC) durch die elektronische Steuereinheit 21. Außerdem entsteht die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine aus verschiedenen Steuerungen, beispielsweise einer Vierradantriebssteuerung, einer Aufprall-Vorsorge-Steuerung und einer Verhinderungssteuerung einer unbeabsichtigten Pedalbetätigung usw.
  • Wenn das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 erhöht wird nachdem die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine 1 aus einer anderen Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird und die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung durchgeführt wird, tritt das folgende Problem auf, falls die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments untersagt ist, wie oben stehend Bezug genommen wurde. Und zwar verhindert eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine eine Erhöhung eines Drehmoments mit einem guten Ansprechverhalten nachdem ein Drehmoment zeitweise abgenommen hat. Demzufolge wird eine Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine verzögert nachdem das Drehmoment zeitweise abgenommen hat.
  • Um der oben genannten Situation zu begegnen wenn es durch eine andere Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung erforderlich wird, dass ein Drehmoment der Maschine 1 verringert wird, während die Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, untersagt die elektronische Steuereinheit 21 in der zweiten Ausführungsform eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine, und die elektronische Steuereinheit steuert das Ausgangsdrehmoment der Maschine basierend auf einem Erfordernis, ein Drehmoment zeitweise zu verringern.
  • Wenn die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung der Maschine 1 aus einer anderen Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in den Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, verhindert daher eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments nicht, dass die Maschine ein Drehmoment mit einem guten Ansprechverhalten erhöht nachdem das Drehmoment zeitweise abgenommen hat. Demzufolge wird unterdrückt, dass ein Zunehmen des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 verzögert wird nachdem das Drehmoment basierend auf der zeitlichen Drehmomentsenkungssteuerung zeitweise abgenommen hat.
  • Wenn beispielsweise die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung der Maschine 1 aus einer anderen Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht, wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 basierend auf einem Erfordernis ein Drehmoment zeitweise zu verringern, wie folgt gesteuert. Und zwar verringert die elektronische Steuereinheit 21 das Sollausgangsdrehmoment zeitweise übereinstimmend mit der zeitlichen Drehmomentsenkungssteuerung während die Öffnung des Waste-Gate-Ventils auf einen Normalzeitwert eingestellt ist (in diesem Fall ist das Waste-Gate-Ventil 9 vollständig geschlossen). Danach erhöht die elektronische Steuereinheit 21 das Sollausgangsdrehmoment auf den erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1. Der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 wird basierend auf dem Gaspedalbetätigungsbetrag, usw. eingestellt. Danach ändert die elektronische Steuereinheit 21 die Öffnung des Drosselventils 6 der Maschine 1 übereinstimmend mit einer Änderung des Sollausgangsdrehmoments. Dabei wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 auf den erforderlichen Wert erhöht, der basierend auf dem Gaspedalbetätigungsbetrag usw. eingestellt ist, nachdem die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine 1 durchgeführt ist.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das eine Untersagungsroutine zum Untersagen der Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb darstellt. Die Untersagungsroutine, die eine Unterbrechungsroutine ist, wird zum Beispiel zu gegebenen Zeitabständen periodische ausgeführt.
  • Die elektronische Steuereinheit 21 bestimmt in Schritt S201 der Routine aus 4, ob die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine 1 aus einer anderen Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht oder nicht. Falls in Schritt S201 eine positive Entscheidung (JA) getroffen wird, führt die elektronische Steuereinheit 21 Schritt S202 aus. Die elektronische Steuereinheit 21 untersagt die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb. Danach beendet die elektronische Steuereinheit 21 einmalig die Untersagungsroutine. Durch die Untersagungsroutine wird die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb unmittelbar beendet, falls die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb durchgeführt wird. Ferner steuert die elektronische Steuereinheit 21 das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 übereinstimmend mit einem Erfordernis der zeitlichen Drehmomentsenkungssteuerung, die aus einer anderen Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht.
  • Falls andererseits in Schritt S201 eine negative Entscheidung getroffen wird, setzt die Steuerung bei Schritt S203 fort. Die elektronische Steuereinheit 21 bestimmt in Schritt S203 der Routine aus 4, ob die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb untersagt ist oder nicht. Falls in Schritt S203 eine negative Entscheidung getroffen wird, setzt die Steuerung bei Schritt S206 fort. In Schritt S206 lässt die elektronische Steuereinheit 21 die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb entfallen. (Die elektronische Steuereinheit 21 erlaubt die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb.) Dadurch ist es möglich, die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb durchzuführen. Die elektronische Steuereinheit führt den Vorgang aus Schritt S206 durch, danach beendet die elektronische Steuereinheit 21 die Untersagungsroutine einmalig.
  • Falls die elektronische Steuereinheit 21 bestimmt, dass die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb in Schritt S203 untersagt ist, setzt die Steuerung bei Schritt S204 fort. In Schritt S204 bestimmt die elektronische Steuereinheit 21, ob sich ein Wert des Ausgangsdrehmoments ausreichend nahe an den erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments annähert oder nicht. Das Sollausgangsdrehmoment ändert sich übereinstimmend mit einem Erfordernis der zeitlichen Drehmomentsenkungssteuerung, die eine andere als die Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung ist. Der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 wird basierend auf dem Gaspedalbetätigungsbetrag, usw. eingestellt. Genauer genommen bestimmt die elektronische Steuereinheit 21, ob ein Unterschied zwischen dem Wert des Sollausgangsdrehmoments und dem erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments kleiner als ein vorbestimmter Wert A ist oder nicht. Die elektronische Steuereinheit 21 bestimmt, dass sich das Sollausgangsdrehmoment ausreichend nahe an den erforderlichen des Ausgangsdrehmoments annähert, wenn der Unterschied zwischen dem Wert des Sollausgangsdrehmoments und des erforderlichen Werts des Ausgangsdrehmoments kleiner als der vorbestimmte Wert A ist. Danach setzt die Steuerung bei Schritt S205 fort.
  • In Schritt S205 bestimmt die elektronische Steuereinheit 21, ob ein Wert des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine einem Wert des Sollausgangsdrehmoments ausreichend nahe kommt oder nicht. Genauer genommen bestimmt die elektronische Steuereinheit 21, ob ein Unterschied zwischen dem Wert des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine und dem Wert des Sollausgangsdrehmoments kleiner als ein vorbestimmter Wert B ist oder nicht, der kleiner als der vorbestimmte Wert A ist. Die elektronische Steuereinheit 21 bestimmt, dass der Wert des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine dem Wert des Sollausgangsdrehmoments ausreichend nahe kommt, wenn der Unterschied zwischen dem Wert des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine und dem Wert des Sollausgangsdrehmoments kleiner als der vorbestimmte Wert B ist. Danach setzt die Steuerung bei Schritt 206 fort. In Schritt S206 lässt die elektronische Steuereinheit 21 eine Untersagung der Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb ausfallen. (Die elektronische Steuereinheit 21 erlaubt die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb.) Danach beendet die elektronische Steuereinheit 21 die Untersagungsroutine einmalig.
  • 5 ist ein Zeitdiagramm, das eine Änderung des erforderlichen Wertes des Ausgangsdrehmoments (doppelt gepunktete Linie L1), das Sollausgangsdrehmoment (unterbrochene Linie L2) und das tatsächliche Ausgangsdrehmoment (durchgezogene Linie L3) der Maschine anzeigt, wenn die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine 1 aus einer anderen als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird. Es kann ein prognostizierter Wert als tatsächliches Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 verwendet werden. Der prognostizierte Wert wird mehrere Millisekunden bevor die Maschine 1 das Drehmoment ausgibt basierend auf einem Betriebszustand der Maschine 1 berechnet.
  • Zu einer Zeit T1 in 5 weicht der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 (das Sollausgangsdrehmoment), der basierend auf dem Gaspedalbetätigungsbetrag usw. eingestellt wird, von dem tatsächlichen Ausgangsdrehmoment der Maschine dahingehend ab, dass er größer ist, und die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments stagniert. Zu dieser Zeit wird das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 übereinstimmend mit dem Sollausgangsdrehmoment gesteuert, das sich, wie durch die unterbrochene Linie L2 gezeigt ist, ändert, indem der Drehmomentbegrenzungsbetrieb durchgeführt wird. Die Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb wird durchgeführt, indem das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 gesteuert wird.
  • Zu einer Zeit T2, zu der die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung der Maschine 1 aus einer anderen als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in den Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, untersagt die elektronische Steuereinheit 21 eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1, und die elektronische Steuereinheit 21 steuert das Ausgangsdrehmoment der Maschine basierend auf einem Erfordernis, ein Drehmoment zeitweise zu verringern. Genauer genommen ändert die elektronische Steuereinheit 21 ab einer Zeit T2 das Sollausgangsdrehmoment, das durch die unterbrochene Linie L2 angezeigt ist. Die elektronische Steuereinheit 21 führt die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung durch, wie durch die durchgezogene Linie L3 gezeigt ist, indem das tatsächliche Ausgangsdrehmoment übereinstimmend mit dem Sollausgangsdrehmoment gesteuert wird, das sich, wie durch die unterbrochene Linie L2 gezeigt ist, ändert. Danach erhöht die elektronische Steuereinheit 21 das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine 1.
  • Während des Vorgangs der Erhöhung des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 nachdem die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung durchgeführt ist, nähert sich das Sollausgangsdrehmoment (unterbrochene Linie L2) dem erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments an. Danach bestimmt die elektronische Steuereinheit 21, dass sich das Sollausgangsdrehmoment dem erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments ausreichend annähert, wenn der Unterschied zwischen dem Wert des Sollausgangsdrehmoments und dem erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments kleiner als der vorbestimmte Wert A ist. Ferner nähert sich das tatsächliche Ausgangsdrehmoment (durchgezogen Line L3) dem Sollausgangsdrehmoment an. Die elektronische Steuereinheit 21 bestimmt, dass der Wert des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine dem Wert des Sollausgangsdrehmoments ausreichend nahe kommt, wenn der Unterschied zwischen dem Wert des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine und dem Wert des Sollausgangsdrehmoments kleiner als der vorbestimmte Wert B ist. Wenn der Unterschied zwischen dem Wert des Sollausgangsdrehmoments und dem erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments kleiner als der vorbestimmte Wert A ist (nach der Zeit T3), und wenn der Unterschied zwischen dem Wert des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine und dem Wert des Sollausgangsdrehmoments kleiner als der vorbestimmte Wert B ist (Zeit T4), lässt die elektronische Steuereinheit 21 eine Untersagung der Begrenzung der Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb ausfallen.
  • Gemäß dieser Ausführungsform werden, wie oben stehend beschrieben ist, die folgenden Wirkungen erzielt. Wenn die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine 1 aus einer anderen Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, untersagt die elektronische Steuereinheit 21 eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1, und die elektronische Steuereinheit 21 steuert das Ausgangsdrehmoment der Maschine basierend auf einem Erfordernis, ein Drehmoment zeitweise zu verringern. Wenn die zeitliche Drehmomentsenkungssteuerung für die Maschine 1 aus einer anderen Steuerung als die Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entsteht, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, verhindert dabei eine Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments nicht, dass die Maschine das Drehmoment mit einem guten Ansprechverhalten erhöht nachdem das Drehmoment zeitweise abgenommen hat. Demzufolge wird unterdrückt, dass ein Zunehmen des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 verzögert wird nachdem das Drehmoment basierend auf der zeitlichen Drehmomentsenkungssteuerung abgenommen hat.
  • Die oben stehend beschriebene Ausführungsform kann beispielsweise wie folgt geändert werden. In der ersten Ausführungsform kann der Zeitpunkt, zu dem das Ausgangsdrehmoment beginnt schnell zuzunehmen, herausgefunden oder erfasst werden, indem das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 überwacht wird, anstatt das fortlaufende maximale Drehmoment zu überwachen.
  • In dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb der ersten Ausführungsform kann, wenn das Sollausgangsdrehmoment mit einer gegebenen Rate allmählich erhöht wird nachdem es um einen gegebenen Betrag verringert wurde, die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments übereinstimmend mit dem erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 variiert werden, wenn sich der erforderliche Wert ändert. Allerdings muss die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments nicht notwendigerweise variabel vorgenommen werden. Nachdem die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments anfänglich eingestellt ist, kann beispielsweise die Zunahmerate nicht geändert werden, selbst wenn sich der erforderliche Wert ändert.
  • In dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb der ersten Ausführungsform, in dem das Sollausgangsdrehmoment mit einer gegebenen Rate allmählich erhöht wird nachdem es um einen gegebenen Betrag verringert wurde, kann die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments anfänglich lediglich basierend auf der Größe des erforderlichen Werts des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 eingestellt werden, oder es kann anfänglich lediglich basierend auf der Länge der Dauer t2 eingestellt werden.
  • Bei dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb der ersten Ausführungsform kann die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 begrenzt werden, indem die Öffnung des Waste-Gate-Ventils 9 erhöht wird, um den Ladedruck zu verringern, anstatt die Öffnung des Drosselventils 6 durch eine Steuerung der Drosselöffnung zu verringern.
  • Wenn in der ersten Ausführungsform der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine 1 zunimmt, während die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments der Maschine in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb begrenzt wird, kann der Begrenzungsbetrieb als ein Mittel zur Verringerung der Begrenzung, mit welcher die Zunahmerate des Ausgangsdrehmoments versehen wird, beendet werden. Es ist ebenso möglich, den Begrenzungsvorgang zu beenden, wenn der erforderliche Wert verringert wird, sowie wenn der erforderliche Wert erhöht wird. Wenn in der zweiten Ausführungsform die Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine in dem Drehmomentbegrenzungsbetrieb untersagt wird, ist es möglich, dass die Untersagung lediglich dann durchgeführt wird, wenn die folgende Bedingung erfüllt ist. Das heißt, die Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine kann durchgeführt werden, wenn ein minimaler Wert des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 übereinstimmend mit einem Erfordernis der zeitlichen Drehmomentsenkungssteuerung, die aus einer anderen Steuerung als der Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung entstanden ist, kleiner als der Wert des Sollausgangsdrehmoments ist, wenn die Begrenzung der Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine durchgeführt wird.
  • In der ersten und zweiten Ausführungsform kann als ein Parameter, der zur Regelung des Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 verwendet wird, die Antriebskraft des Fahrzeugs verwendet werden (d. h. die Kraft, welche auf die Räder in der Drehrichtung derselben wirkt). Da eine Korrelation zwischen dem Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 und der Antriebskraft des Fahrzeugs besteht, kann ein Sollwert auf die Antriebskraft des Fahrzeugs eingestellt werden und das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 kann derart geregelt werden, dass die Antriebskraft auf den Sollwert gesteuert wird. Wenn das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 auf diese Weise geregelt wird, werden ebenfalls im Wesentlichen dieselben Wirkungen wie diejenigen erzielt, die durch die oben genannte Ausführungsform bereitgestellt werden.

Claims (9)

  1. Steuervorrichtung für eine Maschine, die einen Abgasturbolader umfasst, der eine durch Abgas angetriebene Turbine mit einem Turbinenrad und einem Kompressorrad aufweist, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine elektronische Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, (a) ein Sollausgangsdrehmoment basierend auf einem erforderlichen Wert eines Ausgangsdrehmoments für die Maschine einzustellen; (b) das Ausgangsdrehmoment der Maschine auf das Sollausgangsdrehmoment zu regeln; und c) eine Zunahme eines tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine ab einer Zeit, zu der eine Zunahmerate des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments einen vorbestimmten Wert überschreitet, zu begrenzen, wenn das Sollausgangsdrehmoment um wenigstens einen vorbestimmten Betrag größer als das tatsächliche Ausgangsdrehmoment ist und die Zunahmerate des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments durch Steuern einer Öffnung eines Drosselventils zu begrenzen.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektronische Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments mit einer verringerten Begrenzung zu versehen, wenn der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine zunimmt, während die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments begrenzt wird.
  4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elektronische Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, eine Begrenzung der Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments zu beenden, wenn das tatsächliche Ausgangsdrehmoment den erforderlichen Wert des Ausgangsdrehmoment für die Maschine erreicht, während die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments begrenzt wird.
  5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments durch Verringern des Sollausgangsdrehmoments auf einen Wert, der kleiner als der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine ist, zu begrenzen, und danach das Sollausgangsdrehmoment mit einer vorbestimmten Zunahmerate zu erhöhen.
  6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die elektronische Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, wenn sich der erforderliche Wert des Ausgangsdrehmoments für die Maschine ändert, während die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments begrenzt wird, die Zunahmerate des Sollausgangsdrehmoments übereinstimmend mit dem erforderlichen Wert, der sich geändert hat, zu verändern.
  7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: die elektronische Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, ein maximales Drehmoment zu berechnen, das von der Maschine unter einem Ladedruck erzeugt wird, der erreicht werden soll nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer abläuft, wenn das Sollausgangsdrehmoment um wenigstens den vorbestimmten Betrag größer als das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine ist und die Zunahmerate des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist; und die elektronische Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, eine Zeit zu bestimmen, zu der die Zunahmerate des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments den vorbestimmten Wert überschreitet, indem das maximale Drehmoment überwacht wird, und ab dieser Zeit die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments zu begrenzen.
  8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: die elektronische Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, eine Begrenzung der Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine zu untersagen, wenn es durch ein Getriebe, das mit der Maschine verbunden ist, erforderlich wird, ein Drehmoment der Maschine durch eine andere Steuerung als eine Geschwindigkeitsteuerung zeitweise zu verringern, während die Zunahme des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine begrenzt wird; und die elektronische Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, das tatsächliche Ausgangsdrehmoment der Maschine übereinstimmend mit einem Erfordernis, ein Drehmoment zeitweise zu verringern, zu steuern.
  9. Verfahren zur Steuerung einer Maschine, die einen Abgasturbolader umfasst, der eine durch Abgas angetriebene Turbine mit einem Turbinenrad und einem Kompressor aufweist, mit einer elektronischen Steuereinheit, wobei das Verfahren aufweist: Einstellen eines Ausgangsdrehmoments, basierend auf einen erforderlichen Wert eines Ausgangsdrehmoments für die Maschine, durch die elektronische Steuereinheit; Regeln des Ausgangsdrehmoments der Maschine auf das Sollausgangsdrehmoment, durch die elektronische Steuereinheit; und Begrenzen einer Zunahme eines tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Maschine ab einer Zeit, zu der eine Zunahmerate des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments einen vorbestimmten Wert überschreitet, wenn das Sollausgangsdrehmoment um wenigstens einen vorbestimmten Betrag größer als das tatsächliche Ausgangsdrehmoment ist und die Zunahmerate des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, durch die elektronische Steuereinheit.
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