DE60204802T2

DE60204802T2 - Steuervorrichtung für turbolader mit variabler geometrie und steuerverfahren dafür

Info

Publication number: DE60204802T2
Application number: DE60204802T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyasu Toyota-shi Itoh; Hiroki Toyota-shi KINUHATA; Yuuji Kariya-shi NARITA
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: KR20040048976A; DE60204802D1; CN1575378A; CN1278032C; WO2003036062A1; EP1458963B1; JP2003129854A; KR100567961B1; EP1458963A1; ES2243773T3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät eines Turboladers der Bauart mit variabler Düse und ein Steuerverfahren dafür.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Einige Brennkraftmaschinen von Motorfahrzeugen und Ähnlichem sind zu dem Zweck die Leistung der Maschine oder Ähnliches zu erhöhen mit einem Turbolader als Aufladungsvorrichtung ausgestattet. Solch ein Turbolader weist ein Turbinenrad auf, das gedreht wird, wenn Abgas von der Brennkraftmaschine auf das Turbinenrad geblasen wird, und ein Kompressorrad, das zusammen mit dem Turbinenrad dreht, um Luft unter Zwang zu den Brennkammern der Maschine zu liefern.
Turbolader der Bauart mit variabler Düse, in denen der Druck der Aufladung in eine Maschine (Einlassluft) durch das Variieren der Strömungsgeschwindigkeit des auf das Turbinenrad geblasenen Abgases variiert wird, wurden vorgeschlagen, zum Beispiel in der japanischen offen gelegten Patentanmeldung Nr. 11-132050. Bei dieser Art von Turbolader ist eine variable Düse (Düsenflügel) in einem Abgasweg bereitgestellt, der zum Blasen von Abgas auf das Turbinenrad bereitgestellt ist, und die Strömungsgeschwindigkeit des auf das Turbinenrad geblasenen Abgases wird durch das Öffnen und Schließen der variablen Düsen geändert, um so die Abgasströmungsfläche des Abgaswegs zu ändern.
Es ist denkbar, dass die variable Düse nach einem Vorgang, eine Maschine anzuhalten, in eine vorbestimmte Position verschoben werden kann, zum Beispiel in eine vollständig geschlossene Position, um den nächsten Betrieb der Maschine vorzubereiten. Falls jedoch die variable Düse in die Schließrichtung zu der vollständig geschlossenen Position verschoben wird, wenn die Brennkraftmaschine noch immer läuft, obwohl ein Vorgang zum Anhalten der Maschine durchgeführt wurde, wird die Strömungsgeschwindigkeit des auf das Turbinenrad geblasenen Abgases übermäßig groß, sodass der Turbolader einer Drehung mit überhöhter Drehzahl unterliegen kann, und sich daraus eine Fehlfunktion ergeben kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde unter Betrachtung der zuvor erwähnten Umstände ausgeführt. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät eines Turboladers der Bauart mit variabler Düse bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Drehung des Turboladers mit überhöhter Drehzahl nach einem Vorgang, eine Maschine anzuhalten, zu verhindern und dabei eine Fehlfunktion zu verhindern, und ein Steuerverfahren dafür bereitzustellen.
Um die vorangehende Aufgabe zu lösen, wird in einem Steuergerät für einen Turbolader der Bauart mit variabler Düse in Übereinstimmung mit einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung und einem Steuerverfahren dafür eine variable Düse bereitgestellt, die geöffnet und geschlossen wird, um eine Abgasströmungsfläche eines Abgaswegs zum Blasen von Abgas von einer Brennkraftmaschine auf ein Turbinenrad zu vergrößern und zu verkleiner, und die variable Düse wird zu einer geschlossenen Seite hin gesteuert, nachdem bestimmt wurde, dass die Maschine die Drehung nach einem Vorgang zum Anhalten der Maschine angehalten hat.
Deswegen verhindert die Erfindung ein unerwünschtes Ereignis, bei dem nach dem Vorgang, die Maschine anzuhalten, die variable Düse zu der geschlossenen Seite hin gesteuert wird, während die Maschine noch immer dreht, und deswegen die Strömungsgeschwindigkeit von auf das Turbinenrad geblasenem Abgas übermäßig groß wird. Somit wird eine Drehung des Turboladers mit überhöhter Drehzahl im Wesentlichen verhindert, und eine relevante Fehlfunktion wird verhindert.
In dieser Beschreibung kann der Vorgang zum Anhalten der Maschine zum Beispiel ein Vorgang zum Anhalten der Maschine (Abschalten) eines Zündschalters sein.
In dem ersten Gesichtspunkt kann die Steuereinrichtung bestimmen ausgehend von einem Erfassungssignal von einem Drehzahlsensor, der ein Signal entsprechend der Drehung der Maschine ausgibt, ob die Maschine die Drehung beendet hat.
Diese Konstruktion ermöglicht es ausgehend von dem Erfassungssignal des Drehzahlsensors genau zu bestimmen, ob die Maschine die Drehung beendet hat.
In dem ersten Gesichtspunkt kann die Steuereinrichtung ausgehend von einer verstrichenen Zeit bestimmen, die dem Vorgang zum Anhalten der Maschine folgt, ob die Maschine die Drehung beendet hat.
Diese Konstruktion ermöglicht es ausgehend von der verstrichenen Zeit, die dem Vorgang folgt, die Maschine anzuhalten, genau zu bestimmen, ob die Maschine die Drehung beendet hat.
In dem ersten Gesichtspunkt kann ein Bereich der Verschiebung der variablen Düse durch einen Anschlag definiert sein, und die Steuereinrichtung kann die variable Düse zu der geschlossenen Seite steuern, bis die variable Düse nach dem Vorgang zum Anhalten der Maschine auf den Anschlag stößt.
In dieser Konstruktion wird der Vorteil der oben beschriebenen Konstruktion besser erkannt werden, da eine hohe Möglichkeit einer Drehung des Turboladers mit überhöhter Drehzahl und einer Fehlfunktion besteht, falls die variable Düse zu der geschlossenen Seite hin gesteuert wird, sodass die variable Düse auf den Anschlag stößt.
In der Erfindung ist es ebenfalls zulässig, eine Konstruktion anzunehmen, in der die variable Düse mit Bezug auf eine Bezugsposition verschoben wird, die als Position bestimmt ist, bei der die variable Düse auf den Anschlag stößt, und in der nach dem Vorgang, die Maschine anzuhalten, die Steuereinrichtung die variable Düse zu dem Zweck zu der geschlossenen Seite hin steuert, bis die variable Düse auf den Anschlag stößt, um für einen folgenden Maschinenvorgang eine Bezugsposition einzustellen.
Dies ermöglicht es, ein unerwünschtes Ereignis zu verhindern, bei dem eine Überdrehung des Turboladers und eine betreffende Fehlfunktion auftritt, wenn die variable Düse nach dem Vorgang, die Maschine anzuhalten, zu dem Zweck der Bestimmung der Bezugsposition zu der geschlossenen Seite gesteuert wird.
Um die vorangehende Aufgabe zu erreichen, ist in einem Steuergerät für einen Turbolader der Bauart mit variabler Düse in Übereinstimmung mit einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung und einem Steuerverfahren dafür eine variable Düse bereitgestellt, die öffnet und schließt, um eine Abgasströmungsfläche eines Abgaswegs zum Blasen von Abgas von einer Brennkraftmaschine auf ein Turbinenrad zu vergrößern und zu verkleinern, und die variable Düse wird zu einer geschlossenen Seite hin gesteuert, falls eine Drehung der Maschine unter einem vorbestimmten Wert liegt, der als solcher Wert eingestellt ist, dass die Drehzahl des Turboladers nicht hoch wird, wenn die variable Düse (7) zu der geschlossenen Seite gesteuert wird.
Deswegen kann gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ein unerwünschtes Ereignis verhindert werden, bei dem die variable Düse zu der geschlossenen Seite gesteuert wird, während die Maschine noch immer dreht, und deswegen die Strömungsgeschwindigkeit des auf das Turbinenrad geblasenen Abgases übermäßig hoch wird. Somit wird eine Drehung des Turboladers mit hoher Drehzahl im Wesentlichen verhindert und eine betreffende Fehlfunktion verhindert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorangehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlich werden, worin gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen, und worin:
1 eine schematische Skizze ist, die eine allgemeine Konstruktion eines Turboladers der Bauart mit variabler Düse, der für eine Maschine bereitgestellt ist, und ein Steuergerät zum Steuern des Antriebs des variablen Düsenmechanismus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine Vorderansicht ist, die eine detaillierte Konstruktion des variablen Düsenmechanismus zeigt;
3 eine Schnittansicht des variablen Düsenmechanismus entlang der Linie III-III in 2 ist;
4 eine vergrößerte Ansicht ist, die darstellt, wie Öffnungs-Schließhebel in dem variablen Düsenmechanismus auf Anschläge stoßen;
5 ein Flussdiagramm ist, das einen Vorgang darstellt, die Düsenflügel auf der geschlossenen Seite zum Stoßen zu bringen; und
6A bis 6D Zeitdiagramme sind, die Änderungen in verschiedenen Faktoren mit Bezug auf das Verstreichen der Zeit zeigen, wenn der zuvor erwähnte Stoß nach dem Vorgang, die Maschine anzuhalten, erzeugt wird, wobei 6A Änderungen in dem Zustand des Betriebs eines Zündschalters zeigt, und 6B Änderungen in der Maschinendrehzahl zeigt, und 6C Änderungen in der Position der Düsenflügel zeigt, und 6D Änderungen in der Drehzahl des Turboladers zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine bevorzugte Ausführungsform, in der die Erfindung auf eine in einem Fahrzeug eingebaute Maschine angewendet wird, die mit einem Turbolader der Bauart mit variabler Düse ausgestattet ist, wird im Folgenden mit Bezug auf 1 bis 6D beschrieben.
Mit Bezug auf 1 sind ein Abschnitt stromaufwärts eines Einlassdurchtritts 2 und ein Abschnitt stromabwärts eines Abgasdurchtritts 3 von einer Maschine 1 mit einem Turbolader 4 verbunden. Der Turbolader 4 weist ein Kompressorrad 5 zum Liefern von Luft zu einer Seite stromabwärts des Einlassdurchtritts 2 auf, und ein Turbinenrad 6, das wegen des Blasens des durch den Abgasdurchtritt 3 tretenden Abgases dreht. Da das Turbinenrad 6 dreht, dreht das Kompressorrad 5 zusammen mit dem Turbinenrad 6, sodass die in die Maschine 1 genommene Luftmenge steigt. Somit kann die Leistung der Maschine 1 erhöht werden.
In dem Turbolader 4 ist auf einem Abgasweg zum Blasen des Abgases auf das Turbinenrad 6 ein variabler Düsenmechanismus 7 bereitgestellt. Der variable Düsenmechanismus 7 ist ein Ventilmechanismus, der öffnet und schließt, um die Abgasströmungsfläche des Abgaswegs zu ändern. Änderungen in der Abgasströmungsfläche ändern die Strömungsgeschwindigkeit des auf das Turbinenrad 6 geblasenen Abgases. Da die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases auf diese Weise geändert wird, wird die Drehzahl des Turboladers 4 geändert und der Ladedruck (Einlassdruck) der Maschine 1 eingestellt.
Ein Gleichstrom (DC)-Motor 9 wird als Aktuator zum Betreiben des variablen Düsenmechanismus 7 verwendet. Der Motor 9 wird über eine Steuerung 8 angetrieben und gesteuert. Durch das Antreiben des Motors 9 werden in dem variablen Düsenmechanismus 7 bereitgestellte Flügel (variable Düse) 10 geöffnet und geschlossen. Da die Düsenflügel 10 zu einer geschlossenen Seite verschoben werden, erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit des auf das Turbinenrad 6 geblasenen Abgases und die Drehzahl des Turboladers 4 erhöht sich, sodass der Ladedruck der Maschine 1 steigt. Da die Düsenflügel 10 zu einer offenen Seite hin verschoben werden, sinkt die Strömungsgeschwindigkeit des auf das Turbinenrad 6 geblasenen Abgases und die Drehzahl des Turboladers sinkt, sodass der Ladedruck der Maschine 1 fällt.
Die Steuerung 8 zum Steuern des Antriebs des DC-Motors 9 empfängt ein Eingabesignal von einem Düsenpositionssensor 11 zum Erfassen der Position der Düsenflügel 10, und weist einen Stromerfassungsschaltkreis 8a zum Erfassen des Werts des Stroms durch den DC-Motor 9 auf. Die Steuerung 8 ist mit einer die Maschine steuernden elektronischen Steuereinheit (Maschinen-ECU) 12 zum Steuern des Betriebs der Maschine 1 verbunden, und vorgesehen, über eine Verbindung Befehle von der Maschinen-ECU 12 zu erhalten. Die Maschinen-ECU 12 empfängt die Eingabe eines Signals von einem Drehzahlsensor 13 zum Erfassen der Maschinendrehzahl und eines Signals von einem Zündschalter 14, das durch einen Fahrzeugbenutzer betrieben wird, um die Maschine 1 anzulassen und anzuhalten.
Als Nächstes wird die Struktur des variablen Düsenmechanismus 7 mit Bezug auf 2 und 3 genau beschrieben. 2 ist eine Vorderansicht des variablen Düsenmechanismus 7, die von der Seite des Kompressorrads 5 (obere Seite in 1) betrachtet wird. 3 ist eine Schnittansicht des variablen Düsenmechanismus 7, die entlang der Linie III-III in 2 gesehen wird.
Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, weist der variable Düsenmechanismus 7 eine ringförmige Düsenrückplatte 21 auf.
Die Düsenrückplatte 21 weist eine Vielzahl von Schäften 22 auf, die gleichwinklig um einen Kreismittelpunkt der Düsenrückplatte 21 angeordnet sind. Die Schäfte 22 erstrecken sich durch die Düsenrückplatte 21 in deren Dickenrichtung und sind drehbar gelagert. Jeder Schaft 22 ist mit einem Düsenflügel 10 bereitgestellt, der an einem Endabschnitt des Schafts 22 (ein unterer Endabschnitt davon in 3) und einem an dem anderen Endabschnitt des Schafts 22 (einem oberen Endabschnitt davon in 3) befestigten Öffnungs-Schließhebel 23 bereitgestellt ist. Jeder Öffnungs-Schließhebel 23 erstreckt sich rechtwinklig zu einem entsprechenden der Schäfte 22 und zu einem äußeren Randkantenabschnitt der Düsenrückplatte 21.
Eine ringförmige Ringplatte 24 ist zwischen den Öffnungs-Schließhebeln 23 und der Düsenrückplatte 21 so bereitgestellt, dass die Ringplatte 24 über der Düsenrückplatte 21 liegt. Die Ringplatte 24 ist ausgehend von dem Antrieb des DC-Motors 9 in der Umfangsrichtung drehbar. Die Ringplatte 24 wird mit einer Vielzahl von Bolzen 25 bereitgestellt, die gleichwinklig um einen Kreismittelpunkt der Ringplatte 24 angeordnet sind. Jeder Bolzen 25 ist mit einem entsprechenden der Öffnungs-Schließhebel 23 drehbar verbunden.
Da die Ringplatte 24 durch den DC-Motor 9 um den Kreismittelpunkt gedreht wird, schieben die Bolzen 25 die Öffnungs-Schließhebel 23 in die Drehrichtung der Ringplatte 24. Als Ergebnis drehen die Öffnungs-Schließhebel 23 die Schäfte 22. Da die Schäfte 22 drehen, drehen die Düsenräder 10 synchron in der Öffnungs- oder Schließrichtung um die entsprechenden Schäfte 22. Ausgehend von den Öffnungs- oder Schließbewegungen der benachbarten Düsenflügel 10 ändert sich die Größe der Zwischenräume zwischen den Düsenflügeln 10, nämlich der Abgasströmungsfläche eines Abgaskanals, der zum Blasen von Abgas auf das Turbinenrad 6 bereitgestellt ist, sodass sich die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases ändert.
Der Öffnungs-Schließbereich der Düsenventile 10 wird durch eine gesamte Anzahl von drei Anschlägen 26 bestimmt, die auf der Düsenrückplatte 21 gleichwinklig um den Kreismittelpunkt der Düsenrückplatte 21 angeordnet sind. Jeder Anschlag 26 ist zwischen angrenzenden Öffnungs-Schließhebeln 23 positioniert, wie aus 4 ersichtlich ist. Wenn die Düsenflügel 10 in der Öffnungsrichtung zu einer weitest möglichen Position verschoben sind, berührt einer der zwei angrenzenden Öffnungs-Schließhebel 23 auf gegenüber liegenden Seiten von jedem Anschlag 26 (ein unterer Öffnungs-Schließhebel 23 in 4) den Anschlag 26, wie durch durchgehende Linien bezeichnet ist. In dieser Situation funktioniert der Anschlag 26 als Seitenanschlag für die volle Öffnung. Wenn die Düsenflügel 10 in der Schließrichtung zu einer am weitest möglichen Position verschoben sind, berührt der andere der angrenzenden Öffnungs-Schließhebel 23 auf den gegenüber liegenden Seiten von jedem Anschlag 26 (ein oberer Öffnungs-Schließhebel 23) in 4), den Anschlag 26, wie durch Strich-Zweipunktlinien bezeichnet ist. In dieser Situation wirkt der Anschlag 26 als Anschlag für die vollständig geschlossene Seite.
Auf diese Weise ist der Öffnungs-Schließbereich der Düsenflügel 10 durch die Anschläge 26 bestimmt. Innerhalb des Öffnungs-Schließbereichs wird der Öffnungsgrad der Düsenflügel 10 während des normalen Maschinenbetriebs gesteuert. Die Steuerung des Öffnungsgrads der Düsenflügel 10 wird durch die Antriebssteuerung des DC-Motors 9 über die Steuerung 8 ausgehend von einer Öffnungsgradsteuerbefehlsausgabe der Maschinen-ECU 12 durchgeführt. Der Öffnungsgradbefehlswert ist während des normalen Maschinenbetriebs eine Variable zwischen 0% und 100%. Der Öffnungsgradbefehlswert ist zum Steuern der Düsenflügel 10 zu einer Position näher zu der vollständig offenen Seite auf Werte näher bei 0% eingestellt, und ist zum Steuern der Düsenflügel zum Steuern der Düsenflügel zu Positionen näher zu der vollständig geschlossenen Seite auf Werte näher bei 100% eingestellt.
Es sollte hier angemerkt werden, dass sogar, wenn der Öffnungsgradbefehlswert auf 100% gestellt ist, die Düsenflügel 10 nicht in einer solchen Position vorgesehen sind, dass die vorbestimmten Öffnungs-Schließhebel 23 auf die Anschläge 26 stoßen. Deswegen können die Düsenflügel 10 bei der Steuerung des Öffnungsgrads der Düsenflügel 10 während des normalen Maschinenbetriebs zuverlässig in dem Bereich zwischen der vollständig offenen Position und der geschlossenen Position in Übereinstimmung mit Änderungen in dem Öffnungsgradbefehlswert zwischen 0% und 100% verschoben werden. Im Folgenden wird dieser Positionsbereich als „normaler Nutzbereich des Öffnungsgrads der Düsenflügel 10'' bezeichnet. Darüber hinaus wird der Drehzahlbereich des Turboladers 4 entsprechend dem normalen Nutzbereich des Öffnungsgrads der Düsenflügel 10 als „normaler Nutzbereich der Drehzahl des Turboladers 4'' bezeichnet.
Die Verschiebung der Düsenventile 10 durch die Steuerung des Öffnungsgrads der Flügel 10 wird mit Bezug auf eine vorbestimmte Position durchgeführt. Es ist bevorzugt, dass diese Bezugsposition eine Position in der Nähe der vollständig geschlossenen Position ist, um die Düsenflügel 10 in der Nähe der vollständig geschlossenen Position mit großer Genauigkeit zu verschieben.
Deswegen ist es beabsichtigt, die Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Endseite zu verschieben, bis die vorbestimmten Öffnungs-Schließhebel 23 nach einem Vorgang zum Anhalten der Maschine zu dem Zweck einer Bestimmung der Bezugsposition für den nächsten Maschinenvorgang auf die Anschläge 26 stoßen. In diesem Fall können durch das Bestimmen der Stoßposition der Düsenflügel 10 als Bezugsposition die Düsenflügel 10 genau auf Basis der Bezugsposition sofort verschoben werden, nachdem die Maschine angelassen wurde.
Falls jedoch die Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Seite verschoben werden, während die Maschine noch immer nach einem Vorgang zum Anlassen der Maschine dreht, wird die Strömungsgeschwindigkeit von auf das Turbinenrad 6 geblasenem Abgas übermäßig groß, und erhöht somit die Gefahr einer Drehung des Turboladers 4 mit überhöhter Drehzahl und deswegen einer Fehlfunktion von diesem.
In dieser Ausführungsform wird deswegen bestimmt, ob die Maschine nach einem Vorgang zum Anhalten der Maschine die Drehung beendet hat. Nachdem bestimmt wurde, dass die Maschine die Drehung beendet hat, werden die Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Seite verschoben, bis die vorbestimmten Öffnungs-Schließhebel 23 auf die Anschläge 26 stoßen. Dies verhindert ein unerwünschtes Ereignis, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit von auf das Turbinenrad 6 geblasenem Abgas übermäßig groß wird, da die Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Seite verschoben werden, sodass eine Drehung des Turboladers 4 mit überhöhter Drehzahl auftritt und sich eine Fehlfunktion ergibt.
Als Nächstes wird ein Vorgang zum Verschieben der Düsenflügel 10 bis die vorbestimmten Öffnungs-Schließhebel 23 nach einem Vorgang zum Anhalten der Maschine auf die Anschläge 26 stoßen mit Bezug auf das Flussdiagramm der 5 detailliert beschrieben, das eine Düsenstoßroutine darstellt. Die Düsenstoßroutine wird zum Beispiel für eine Zeitunterbrechung ausgeführt, die bei jeder vorbestimmten Zeit über die Maschinen-ECU 12 verursacht wird.
In der Düsenstoßroutine wird bestimmt, ob die Maschine 1 die Drehung beendet hat, falls der Zündschalter 14 betätigt wurde, die Maschine anzuhalten (auszuschalten) (JA bei Schritt S101). Die Maschinendrehzahl wird ausgehend von einem Erfassungssignal des Drehzahlsensors 13 bestimmt, der ein Signal entsprechend der Drehung der Maschine 1 ausgibt.
Die Bestimmung, ob die Maschine 1 die Drehung beendet hat, wird zum Beispiel auf einer Bestimmung durchgeführt, ob die Maschinendrehzahl weniger als ein vorbestimmter Wert a ist, der sehr nahe bei „0" liegt, und der nicht gestattet, dass die Drehzahl des Turboladers 4 sich erhöht, obwohl die Düsenflügel 10 verschoben werden, um auf der geschlossenen Seite (S102) einen Stoß aufzuweisen. Die zuvor erwähnte Bestimmung kann ebenfalls auf andere Weisen durchgeführt werden, z. B. ausgehend davon, ob die verstrichene Zeit, die dem Zeitpunkt des Vorgangs zum Anhalten der Maschine des Zündschalters 14 folgt, eine vorbestimmte Zeit erreicht hat, die benötigt wird, damit die Maschinendrehzahl nach dem Vorgang zum Anhalten der Maschine auf oder unter einen vorbestimmten Wert fällt, der „0" sein kann. Die vorbestimmte Zeit wird im Vorhinein durch Experimente oder ähnliches bestimmt.
Falls die im Schritt S102 durchgeführte Bestimmung positiv ist, wird dann bestimmt, ob das Stoßen der Düsenflügel 10 auf der geschlossenen Seite unvollständig ist (S103). Die Bestimmung der Vollendung des Stoßens wird durchgeführt, falls der Wert des Stroms durch den DC-Motor 9, der angetrieben ist, die Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Seite zu verschieben, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert x wird. Diese Art der Bestimmung ist möglich, da die Elektrifizierung des DC-Motors 9 nach dem Anstoßen der Düsenflügel 10 auf der geschlossenen Seite fortgesetzt wird. Die Bestimmung der Vollendung des Auftreffens kann ebenfalls auf andere Arten gemacht werden, zum Beispiel ausgehend von einem Zustand, dass die tatsächliche Position der Düsenflügel 10, die von einem Erfassungssignal von dem Düsenpositionssensor 11 bestimmt wurde, eine Position erreicht hat, bei der das Auftreffen vollendet ist.
Falls in Schritt S103 bestimmt wird, dass das Auftreffen unvollständig ist, wird der Öffnungsgradbefehlswert auf einen Wert eingestellt, der auf der Seite näher als 100% (z. B. 110%)(S104) liegt. Falls in Schritt S103 bestimmt wird, dass das Auftreffen vollendet ist, wird der Öffnungsgradbefehlswert nicht fortgesetzt (S105). Deswegen werden die Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Seite verschoben, bis die Düsenflügel 10 auf die geschlossene Seite auftreffen.
Die Arten der Änderung in dem Betriebszustand des Zündschalters 14, der Maschinendrehzahl, der Position der Düsenflügel 10 und der Drehzahl des Turboladers 4 mit Bezug auf das Verstreichen der Zeit zur Zeit des Anhaltens der Maschine 1 werden im Folgenden mit Bezug auf die Zeitdiagramme der 6A–6D beschrieben.
Wenn der Zündschalter 14 von einem EIN-Zustand zu einem AUS-Zustand betätigt wird, wie in 6A bezeichnet ist, um die Maschine 1 anzuhalten (Zeit T1), wird das Anhalten der Maschine 1 eingeleitet, sodass die Maschinendrehzahl allmählich sinkt, wie in 6B bezeichnet ist.
Falls die Düsenflügel 10 von dem normalen Nutzbereich zu der geschlossenen Seite verschoben werden, wie durch eine Strich-Zweipunktlinie in 6C (Zeit T2) bezeichnet ist, bevor die Maschinendrehzahl unter den vorbestimmten Wert a fällt, steigt die Drehzahl des Turboladers 4 über den normalen Nutzbereich, wie durch eine Strich-Zweipunktlinie in 6D bezeichnet ist. Dieses unerwünschte Ereignis tritt auf, da die Steuerung der Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Seite mit der bei oder über dem vorbestimmten Wert a verbleibenden Maschinendrehzahl ein übermäßiges Ansteigen der Strömungsgeschwindigkeit von auf das Turbinenrad 6 geblasenem Abgas bewirkt, und der in einer Drehung des Turboladers 4 mit überhöhter Drehzahl resultiert.
Im Gegensatz werden in dieser Ausführungsform die Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Seite verschoben, wie durch eine durchgehende Linie in 6C (Zeit T3) bezeichnet ist, nachdem die Maschinendrehzahl unter den vorbestimmten Wert a gefallen ist. Deswegen ist das Blasen von Abgas auf das Turbinenrad 6 mit hoher Geschwindigkeit verhindert, und die Drehzahl des Turboladers 4 sinkt allmählich innerhalb des normalen Nutzbereichs, wie durch eine durchgehende Linie in 6D bezeichnet ist.
Die vorangehende Ausführungsform erreicht die folgenden Vorteile.

(1) Nachdem der Vorgang zum Anhalten der Maschine durchgeführt ist, werden die Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Seite hin verschoben, bis die vorbestimmten Öffnungs-Schließhebel 23 zu dem Zweck der Bestimmung der Bezugsposition der Düsenflügel 10 für die nächste Maschinenbetätigung auf die Anschläge 26 auftreffen. Die Düsenflügel 10 werden auf diese Weise verschoben, nachdem bestimmt wurde, dass die Drehung der Maschine 1 angehalten hat. Deswegen verhindert die Ausführungsform im Wesentlichen das unerwünschte Ereignis, bei dem die Düsenflügel 10 zu der geschlossenen Seite hin verschoben werden, die Strömungsgeschwindigkeit von auf das Turbinenrad 6 geblasenem Abgas übermäßig hoch wird, sodass die Drehung des Turboladers 4 mit überhöhter Drehzahl auftritt und eine Fehlfunktion ergibt.
(2) Nachdem der Vorgang zum Anhalten der Maschine ausgeführt ist, wird die Bestimmung, ob die Maschine angehalten hat, ausgeführt, ausgehend von der Bestimmung, ob die von einem Erfassungssignal des ein Signal entsprechend der Maschinendrehzahl ausgebenden Drehzahlsensors 13 bestimmte Maschinendrehzahl, unter den vorbestimmten Wert a gefallen ist, der sehr nahe bei „0" liegt. Deswegen ist es möglich, genau zu bestimmen, ob die Maschine 1 die Drehung beendet hat.

Die vorangehende Ausführungsform kann zum Beispiel modifiziert werden wie folgt.

• Der Aktuator zum Antreiben des variablen Düsenmechanismus 7 kann ein anderer Aktuator als der DC-Motor 9 sein. Zum Beispiel können andere Arten von elektrischen Motoren, wie zum Beispiel ein Schrittmotor und ähnliches, als der zuvor erwähnte Aktuator verwendet werden.
• In dem Fall, bei dem die Bestimmung, ob die Maschine 1 die Drehung beendet hat, ausgehend von der verstrichenen Zeit folgend der Einleitung des Anhaltens der Maschine gemacht wird, nämlich die Ausführung des Vorgangs zum Anhalten der Maschine des Zündschalters 14, ist es möglich, den Schwellwert (die Anhaltebestimmungszeit) zur Verwendung in der zuvor erwähnten Bestimmung gemäß der Maschinendrehzahl zu ändern, die zu der Zeit des Vorgangs zum Anhalten der Maschine (direkt bevor der Zündschalter 14 ausgeschaltet wird) auftritt. In dem Fall dieser Modifikation wird die Zeit zum Bestimmen des Anhaltens erhöht, was die Maschinendrehzahl erhöht, die zur Zeit des Anhaltens der Maschine auftritt.

Obwohl in der vorangehenden Beschreibung die Erfindung auf eine Konstruktion angewendet wird, in der der Vorgang zum Anhalten der Maschine durchgeführt wird, wird bewirkt, dass die Düsenflügel 10 (die vorbestimmten Öffnungs-Schließhebel 23 in einem genaueren Begriff) auf die Anschläge der vollständig geschlossenen Seite (Anschläge 26) stoßen, kann die Erfindung ebenfalls auf eine Konstruktion angewendet werden, in der die Düsenflügel 10 zu einer vorbestimmten Position zu der Schließrichtung hin gesteuert werden, nachdem der Vorgang zum Anhalten der Maschine durchgeführt wurde. In dem Fall einer Anwendung dieser Modifikation auf die vorangehende Ausführungsform wird der Vorteil (1) noch deutlicher, da die Düsenflügel 10 nach dem Vorgang zum Anhalten der Maschine zu der geschlossenen Seite hin verschoben werden, bis die Düsenflügel 10 eine vorbestimmte Position vor den vollständig geschlossenen seitlichen Anschlägen 26 erreichen. Als Ergebnis reduziert sich die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases im Vergleich mit den zuvor erwähnten Ausführungsformen, in denen die Düsenflügel 10 auf die vollständig geschlossenen seitlichen Anschläge auftreffen, und dies kann verhindern, dass ein unerwünschtes Ereignis wie eine Überdrehung des Turboladers 4 auftritt.
Obwohl in der vorangehenden Beschreibung die Erfindung auf eine Konstruktion angewendet ist, in der die Düsenflügel 10 nach dem Vorgang, die Maschine anzuhalten, zu dem Zweck der Bestimmung einer Bezugsposition der Düsenflügel 10 für den nächsten Maschinenbetrieb zu der geschlossenen Seite hin verschoben werden, kann die Erfindung ebenfalls auf eine Konstruktion angewendet werden, in der die Düsenflügel 10 nach dem Vorgang, die Maschine anzuhalten, aus anderen Gründen oder Zwecken zu der geschlossenen Seite verschoben werden.
Während die Erfindung mit Bezug auf das beschrieben wurde, was derzeit die bevorzugten Ausführungsformen von dieser sind, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen oder Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegensatz ist beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdeckt.

Claims

Steuergerät eines Turboladers (4) der Art mit variabler Düse, der mit einer variablen Düse (7) versehen ist, die geöffnet und geschlossen wird, um eine Abgasströmungsfläche eines Abgaskanals zum Blasen von Abgas von einem Verbrennungsmotor (1) zu einem Turbinenrad (6) zu vergrößern und verkleinern, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinrichtung aufweist zum Bestimmen, ob eine Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) einen vorbestimmten Wert (a) erreicht hat, der auf solch einen Wert eingestellt ist, dass eine Drehzahl des Turboladers (4) nicht hoch wird, wenn die variable Düse (7) zu einer geschlossenen Seite hin gesteuert wird, und zum Steuern der variablen Düse (7) zu der geschlossenen Seite hin, wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl den vorbestimmten Wert (a) nach dem Verbrennungsmotoranhaltevorgang erreicht hat.
Steuergerät gemäß Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Wert (a) „0" ist.
Steuergerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung auf der Grundlage eines Erfassungssignals von einem Drehzahlsensor (13), der ein der Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) entsprechendes Signal ausgibt, bestimmt, ob die Drehzahl den vorbestimmten Wert (a) erreicht hat.
Steuergerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung auf der Grundlage, ob eine nach dem Verbrennungsmotoranhaltevorgang vergangene Zeitspanne eine vorbestimmte Zeitspanne erreicht hat, die erforderlich ist, um die Verbrennungsmotordrehzahl auf den vorbestimmten Wert (a) zu verringern, bestimmt, ob die Drehzahl den vorbestimmten Wert (a) erreicht hat.
Steuergerät gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verbrennungsmotoranhaltevorgang eine Verbrennungsmotoranhaltebetätigung eines Zündschalters (14) ist.
Steuergerät gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Verstellbereich der variablen Düse (7) durch einen Anschlag (26) festgelegt ist, und die Steuereinrichtung die variable Düse (7) zu der geschlossenen Seite hin steuert, bis ein Öffnungs-Schließ-Hebel (23) der variablen Düse (7) nach dem Verbrennungsmotoranhaltevorgang auf den Anschlag (26) einwirkt.
Steuergerät gemäß Anspruch 6, wobei die variable Düse (7) bezüglich einer Bezugsposition verstellt wird, die als eine Position bestimmt ist, bei der der Öffnungs-Schließ-Hebel(23) auf den Anschlag einwirkt, und die Steuereinrichtung nach dem Verbrennungsmotoranhaltevorgang die variable Düse (7) zu der geschlossenen Seite hin steuert zum Zweck einer Bezugspositionseinstellung für einen folgenden Verbrennungsmotorbetrieb, bis der Öffnungs-Schließ-Hebel (23) auf den Anschlag (26) einwirkt.
Steuerverfahren eines Turboladers (4) der Art mit variabler Düse, der mit einer variablen Düse (7) versehen ist, die geöffnet und geschlossen wird, um eine Abgasströmungsfläche eines Abgaskanals zum Blasen von Abgas von einem Verbrennungsmotor (1) zu einem Turbinenrad (6) zu vergrößern und verkleinern, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bestimmen, ob eine Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) einen vorbestimmten Wert (a) erreicht hat, der auf solch einen Wert eingestellt ist, dass eine Drehzahl des Turboladers (4) nicht hoch wird, wenn die variable Düse (7) zu einer geschlossenen Seite hin gesteuert wird, und Steuern der variablen Düse (7) zu einer geschlossenen Seite hin, wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl den vorbestimmten Wert (a) nach dem Verbrennungsmotoranhaltevorgang erreicht hat.
Steuerverfahren gemäß Anspruch 8, wobei der vorbestimmte Wert (a) „0" ist.
Steuerverfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei auf der Grundlage eines Signals, das der Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) entspricht, bestimmt wird, ob die Drehzahl den vorbestimmten Wert (a) erreicht hat.
Steuerverfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei auf der Grundlage, ob eine nach dem Verbrennungsmotoranhaltevorgang vergangene Zeitspanne eine vorbestimmte Zeitspanne erreicht hat, die erforderlich ist, um die Verbrennungsmotordrehzahl auf den vorbestimmten Wert (a) zu verringern, bestimmt wird, ob die Drehzahl den vorbestimmten Wert (a) erreicht hat.