DE60302118T2

DE60302118T2 - Lader für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE60302118T2
Application number: DE60302118T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Yokohama-shi Kawamura; Kenichi Yokohama-shi Fujimura; Ryou Yokohama-shi Ikegami; Susumu Yokohama-shi Kubo; Hideharu Yokohama-shi Kadooka; Satoshi Shimada; Naoki Yokohama-shi Mishima; Motoyuki Hattori
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: CN1303312C; US6938420B2; DE60302118D1; CN1485533A; US20040194466A1; EP1391595B1; EP1391595A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufladeeinrichtung für eine Brennkraftmaschine entsprechend des Oberbegriffabschnittes von Anspruch 1.
Eine solche Aufladeeinrichtung ist z. B. aus der DE 199 05 112 A1 bekannt. Außerdem zeigt die JP 2002- 02 1573A, vom Japanischen Patentbüro 2002 veröffentlicht, einen Turbolader und einen elektrischen Super- Lader vor, die gemeinsam für eine Brennkraftmaschine für Fahrzeuge verwendet werden, um eine wünschenswerte Super-Ladeleistung zu erhalten.
Der elektrische Super- Lader wies einen durch einen Elektromotor angetriebenen Kompressor auf, wobei dieser Kompressor und der Kompressor des Turboladers in einem Motor- Einlasskanal in Reihe angeordnet waren.
Die JP 2000-230427A, vom Japanischen Patentbüro 2000 veröffentlicht, stellt einen elektrischen Super- Lader in dem Einlasskanal einer Brennkraftmaschine vor und ein Bypass- Ventil, das den elektrischen Super- Lader umgeht. Das Bypass- Ventil ist geschlossen, wenn der elektrische Lader in Betrieb ist, d. h., während des Superladens, und ist geöffnet, wenn der elektrische Super- Lader nicht in Betrieb ist, d. h., während der natürlichen Ansaugung.
Aufgrund der Tatsache, dass der Turbolader den Kompressor antreibt und dabei die Abgasenergie des Motors verwendet, kommt es zu einer Verzögerung im Laderückfluss während der Beschleunigung des Motors, die als Turboverzögerung bezeichnet wird. Der elektrische Super- Lader treibt den Kompressor unter Verwendung von Elektroenergie an, so dass die Antwort schneller als die des Turboladers ist. Es kann aber nicht vermieden werden, dass eine gewisse Verzögerung auftritt durch den Widerstand der Rotationsträgheit der rotierenden Bauteile in Bezug auf den Zeitpunkt, zu dem sie zu rotieren beginnen, und den Zeitpunkt, zu dem die Rotation die für das Super- Laden erforderliche Drehzahl erreicht hat.
In dem Zeitraum, der dieser Verzögerung entspricht, wenn der Turbolader und der elektrische Super- Lader in reihe verbunden sind, wird der elektrische Lader ungekehrt zum Widerstand zu der Einlassluft und verringert die Menge der Einlassluft des Motors, verglichen mit der natürlichen Einlassluftmenge, und stört die Beschleunigung des Motors.
Als eine Gegenmaßnahme zu diesem Nachteil ist es möglich, ein Bypass- Ventil vorzusehen, wie in der JP 2000- 230427 A gezeigt. Da jedoch das Öffnen und Schließen des Bypass- Ventils mit dem Betrieb des elektrischen Super- Laders, wie in der JP 2000-230427 A, einfach ineinander greift, zumal das Bypass- Ventil zeitgleich mit dem Start des elektrischen Super- Laders schließt, entsteht das Problem, dass die Menge der Einlassluft zwischenzeitlich auf Grund des Widerstands verringert ist, den der elektrische Super- Lader gegenüber der Einlassluft unmittelbar nach dem Start darstellt, d.h. das Problem ist nicht gelöst. Da das Bypass- Ventil außerdem zeitgleich mit dem Betriebsstopp des elektrischen Super- Laders öffnet, entweicht die vom elektrischen Super- Lader aufgeladene Einlassluft aus dem Bypass- Ventil stromaufwärts und die Menge der Einlassluft des Motors verringert sich rasch. Eine so plötzliche Abnahme der Einlassluftmenge führt zu unerwünschten Veränderungen des Ausgangsdrehmoments des Motors oder des Luft-Brennstoff- Verhältnisses des Luft-Brennstoff-Gemisches, womit der Motor versorgt wird.
Außerdem kann in der Super- Ladevorrichtung entsprechend der DE 199 05 112 A1 das Steuern des zweiten Laders direkt mittels des Motors oder durch eine separate Antriebseinheit entsprechend eines Minimaldrucks in dem Einlasskanal ausgeführt werden, der den Betrieb des zweiten Laders startet oder stoppt. Eine derart allgemeine Methode den zweiten Lader zu steuern führt noch nicht zu einem gewünschten Betriebszustand des Motors auf Grund der relativ plötzlichen Veränderungen des Volumens der Einlassluft, die für den Motor vorgesehen ist.
Daher ist es ein Ziel dieser Erfindung, die Super- Ladereaktion einer Super- Aufladevorrichtung weiter zu optimieren, unter gemeinsamer Verwendung eines Turboladers und eines elektrischen Super- Laders.
Für die Aufladevorrichtung der oben genannten Art wird diese Aufgabe in einer erfinderischen Weise durch die Kennzeichnungsmerkmale von Anspruch 1 gelöst.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Details sowie andere Merkmale und Vorzüge dieser Erfindung werden im Rest der Beschreibung fortgeführt und sind in den beigefügten Zeichnungen gezeigt, wobei:
1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine ist, die mit einer Super- Ladevorrichtung ausgestattet ist.
2 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Anfangssteuerablauf eines Super- Ladens beschreibt, die durch die Steuerungseinrichtung ausgeführt wird.
3 ein Diagramm ist, das die Betriebscharakteristika eines Elektromotors beschreibt, der in dem elektrischen Super- Lader verwendet wird.
4 zu 1 ähnlich ist, aber ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt.
5 zu 2 ähnlich ist, aber das zweite Ausführungsbeispiel zeigt.
6 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine ist, die mit einer Super- Ladevorrichtung ausgestattet ist, die dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht.
7 eine schematische Darstellung eines elektrischen Super- Laders ist, der dem vierten Ausführungsbeispiel entspricht.
8 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine ist, die mit einer Super- Ladevorrichtung ausgestattet ist, die dem fünften Ausführungsbeispiel entspricht.
9 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine ist, die mit einer Super- Ladevorrichtung ausgestattet ist, die dem sechsten Ausführungsbeispiel entspricht.
10 ein Ablaufdiagramm ist, das einen anfänglichen Steuerungsablauf des Super- Ladens beschreibt, der durch eine Steuerungseinrichtung entsprechend eines siebenten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung ausgeführt wird.
11 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Unterprogramm zur Berechnung einer vorhergesagten Drehzahl NF beschreibt, die durch die Steuerungseinrichtung entsprechend des siebenten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung ausgeführt wird.
12 ein Diagramm ist, das die Charakteristika eines Planes eines Vorhersagewertes der Drehbewegungserhöhung ΔNMAP beschreibt, gespeichert von der Steuerungseinrichtung entsprechend des siebenten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung.
Die 13A – 13E Zeitpunktdiagramme sind, die das Starten eines Elektromotors und den Schließzeitpunkt eines Bypass- Ventils entsprechend des siebenten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung beschreiben.
14 ein Diagramm ist, das die Charakteristika eines Planes eines Vorhersagewertes der Referenz- Drehbewegungserhöhung ΔNO beschreibt, gespeichert von der Steuerungseinrichtung entsprechend des siebenten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.
15 ein Diagramm ist, das die Charakteristika eines Planes eines aktuellen Referenzwertes IO beschreibt, gespeichert von der Steuerungseinrichtung entsprechend des siebenten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.
16 ein Diagramm ist, das die Charakteristika eines Planes eines Referenz-Spannungswertes VO beschreibt, gespeichert von der Steuerungseinrichtung entsprechend des siebenten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.
17 ein Diagramm ist, das die Charakteristika einer Drehzahldifferenz ΔN beschreibt, die von der Steuerungseinrichtung entsprechend eines achten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung festgelegt wird.
18 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine ist, die mit einer Super- Ladevorrichtung entsprechend eines neunten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung ausgestattet ist.
19 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Fehlerdiagnoseprogramm in dem stabilen Zustand beschreibt, ausgeführt durch die Steuerungseinrichtung entsprechend des neunten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.
20 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Fehlerdiagnoseprogramm unmittelbar nach Beendigung des Super- Ladevorgangs beschreibt, ausgeführt durch die Steuerungseinrichtung entsprechend des neunten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung.
21 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Fehlerverlaufsprogramm beschreibt, ausgeführt durch die Steuerungseinrichtung entsprechend des neunten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.
22 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Fehlerverlaufsprogramm beschreibt, ausgeführt durch die Steuerungseinrichtung entsprechend eines zehnten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.
Bezogen auf 1 der Zeichnungen verbrennt eine Brennkraftmaschine 12 für ein Fahrzeug in ihrem Inneren ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft, angesaugt durch die Einlasskanäle 6, 20, 21, und rotiert auf Grund der Verbrennungsenergie.
Das bei der Verbrennung entstehende Abgas strömt durch die Auslasskanäle 50, 51 aus.
Die Einlasskanäle 6 und 20 sind durch einen Kompressor 1a eines Turboladers 1 miteinander verbunden.
Die Auslasskanäle 50 und 51 sind durch eine Abgasturbine 1b des Turboladers 1 miteinander verbunden.
Der Kompressor 1a entspricht einem ersten Kompressor, wie in den Ansprüchen definiert.
Die Abgasturbine 1b dreht sich auf Grund der Energie des Abgases, das aus dem Auslasskanal 50 strömt, und dreht sich gemeinsam mit dem Kompressor 1a, verbunden durch eine Welle 1c. Das Abgas, das die Abgasturbine 1b zum Rotieren gebracht hat, strömt in den Auslasskanal 51. Der rotierende Kompressor 1a saugt Luft aus dem Einlasskanal 6 an, verdichtet sie und gibt sie in den Einlasskanal 20 ab.
Ein Luftreiniger 13 ist im Einlasskanal 6 vorgesehen. Die Einlasskanäle 20, 21 sind über einen Kompressor 2a eines elektrischen Super- Laders 2 und durch einen Bypass- Kanal 7, der den Kompressor 2a umgeht, miteinander verbunden. Der Kompressor 2a entspricht einem zweiten Kompressor, wie in den Ansprüchen definiert.
Der elektrische Super- Lader 2 ist mit einem Elektromotor 2b ausgestattet, der den Kompressor 2a auf ein Signal der Steuerungseinrichtung 4 hin antreibt, und mit einer Welle 2c, die die Drehbewegung des Elektromotors 2b auf den Kompressor 2a überträgt. Durch die Rotation des Elektromotors 2b saugt der Kompressor 2a Luft aus dem Einlasskanal 20 an, verdichtet sie und gibt sie in den Einlasskanal 21 ab. Eine Drossel 31a ist in dem Einlasskanal 21 vorgesehen. Die Drossel 31a ist mit dem Niederdrückbetrag des Beschleunigerpedal, mit dem das Fahrzeug ausgestattet ist, gekoppelt und verändert die Einlass- Querschnittsfläche des Einlasskanals 21.
Ein Bypass- Ventil 3 ist im Bypass- Kanal 7 vorgesehen. Das Bypass- Ventil 3 wird durch einen Betätiger 3b angetrieben und öffnet oder schließt den Bypass- Kanal 7 auf ein Signal der Steuerungseinrichtung 4 hin. Die Steuerungseinrichtung 4 umfasst einen Mikrocomputer, der mit einem Hauptprozessor (CPU), einem Festwertspeicher (ROM), einem Schreib-/Lesespeicher (RAM) und einem I/O- Anschluss (I/O Schnittstelle) ausgestattet ist. Es ist auch möglich, die Steuerungseinrichtung mit mehreren Mikrocomputern zu bilden.
Um den elektrischen Super- Lader 2 und das Bypass- Ventil 3 durch die Steuerungseinrichtung 4 zu steuern, sind ein Luftströmungsmesser 5, der die Luft- Strömungsrate Qa des Einlasskanals 6 erfasst, ein Drucksensor 8, der einen Druck P1 im Einlasskanal 20 erfasst, ein Drucksensor 9, der einen Druck P2 im Einlasskanal 21 erfasst, ein Drehzahlsensor 11, der die Drehzahl Nc eines Kompressors 2a erfasst, ein Drosselgeschwindigkeitssensor 31, der die Betriebsgeschwindigkeit Th der Drossel 31a erfasst und ein Lufttemperaturfühler 32, der die Temperatur Ta der vom Kompressor 2a verdichteten Luft erfasst, vorgesehen. Die Erfassungsdaten von jedem dieser Sensoren werden über einen Signalschaltkreis, der durch die dünnen Linien- Pfeile auf der Zeichnung gezeigt ist, in die Steuerungseinrichtung 4 eingegeben. Der Druck P1 entspricht einem ersten Druck, wie in den Ansprüchen definiert, und ein Druck P2 entspricht dem zweiten Druck, wie jeweils in den Ansprüchen definiert.
Als nächstes wird in Bezug auf die 2 ein anfängliches Super- Ladesteuerprogramm beschrieben, das durch die Steuerungseinrichtung 4 ausgeführt wird. Dieses Programm wird in einem Intervall von zehn Millisekunden während des Betriebes des Motors 12 ausgeführt. Die anfängliche Super- Ladesteuerung bedeutet insbesondere die Steuerung vom Starten bis zum Stoppen des Kompressors 2a des elektrischen Super-Laders 2.
Der Super- Ladevorgang wird durch den Turbolader 2 während der Beschleunigung des Motors 12 ausgeführt. Dieses Programm dient der Super- Ladesteuerung der Turboverzögerungs- Zeitdauer bis der Verstärkungsdruck des Turboladers 2 den effektiven Druck von der Beschleunigungsanforderung erreicht.
Als erstes, in einem Schritt S11, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4, ob eine Beschleunigung des Motors 12 von einer Drosselbetätigungsgeschwindigkeit Th, die vom Drosselgeschwindigkeitssensor 31 eingegeben wird, angefordert wird oder nicht. Insbesondere wird es bestimmt, ob die Drosselbetätigungsgeschwindigkeit Th einen vorbestimmten Wert überschreitet oder nicht. Dabei geht die Drosselbetätigungsgeschwindigkeit Th davon aus, dass die Geschwindigkeit in der Öffnungsrichtung einen positiven Wert hat und dass der vorbestimmte Wert ein positiver Wert ist. Ein typischer Wert des vorbestimmten Wert ist 30 Grad pro 100 Millisekunden. Der Drosselgeschwindigkeitssensor 31 entspricht einem Parameter- Erfassungssensor, bezogen auf die Geschwindigkeitsanforderung des Motors 12.
Wenn in Schritt S11 keine Beschleunigung erforderlich ist, beendet die Steuerungseinrichtung das Programm, nachdem ein Zustandszeichen F in einem Schritt S13 auf Null zurückgesetzt wurde. Das Zustandszeichen F ist ein Zeichen, das zeigt, ob der anfängliche Super- Ladeprozess bezüglich der Beschleunigungsanforderung des Motors 12 abgeschlossen ist oder nicht, und solange keine Beschleunigung erforderlich ist bleibt sie immer bei Null. Darüber hinaus wird es auf eine Einheit gesetzt, wenn diese Verarbeitung abgeschlossen ist, wie im Folgenden beschrieben wird.
Wenn im Schritt S11 eine Beschleunigung erforderlich ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S12, ob das Zustandszeichen F Null ist oder nicht. Wenn das Zustandszeichen F nicht Null ist, wird die Programm ohne mit weiteren Schritten fort zu fahren beendet. Wenn das Zustandszeichen F nicht Null ist, wird der Ablauf ohne weitere Schritte auszuführen beendet. Wenn das Zustandszeichen F in Schritt S12 Null ist, bedeutet das, dass eine Beschleunigung erforderlich ist und der obige Prozess nicht abgeschlossen ist. In diesem Fall bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S14, ob der Kompressor 2a in Betrieb ist.
Wenn der Kompressor 2a nicht in Betrieb ist, beendet die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S16 das Programm, nachdem es den Elektromotor 2b angesteuert und den Betrieb des Kompressors 2a gestartet hat.
Wenn der Betrieb des Kompressor 2a bereits ausgeführt wird, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S15, ob das Bypass- Ventil 3 offen ist oder nicht. Wenn das Bypass- Ventil 3 offen ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S17, ob ein Luftstrom Qs, der vom Kompressor des elektrischen Laders ausgestoßen wird, eine Luft- Strömungsrate Qa erreicht hat oder nicht, was durch einen Luftströmungsmesser 5 erfasst wird.
Dabei wird die Luft- Strömungsrate Qa, die durch den Kompressor 2a ausgestoßen wird, durch die folgende Gleichung (1) berechnet, unter Verwendung der Drehzahl Nc des Kompressors 2a, die vom Drehzahlsensor 11 erfasst wird, dem Druck P1 des Einlasskanals 20, der durch den Drucksensor 8 erfasst wird, und der Lufttemperatur Ta des Einlasskanals 20, die vom Temperatursensor 32 erfasst wird.
Die Luft- Strömungsrate Qs, die durch die Gleichung (1) berechnet wird, und die Luft- Strömungsrate Qa, die vom Luftströmungsmesser 5 erfasst wird, sind beide Massenströmungsraten.
Die gesamte Einlassluft des Motors 12 strömt durch den Luftströmungsmesser 5. Wenn demzufolge die Luft- Strömungsrate Qs, die vom Kompressor 2a ausgestoßen wird, die Luft- Strömungsrate Qa des Luftströmungsmessers 5 erreicht, bedeutet das, dass die gesamte Einlassluft den Kompressor 2a durchfließt und die Strömungsrate des Bypass- Ventils 3 im Wesentlichen gleich Null ist. Anders ausgedrückt bedeutet das, dass der Kompressor 2a die Drehzahl erreicht hat, die ausreicht, um den von dem Motor 12 erforderten Super- Ladevorgang sicherzustellen.
Falls die Bestimmung des Schrittes S17 zustimmend ist, schließt die Steuerungseinrichtung 4 das Bypass- Ventil 3 in einem Schritt S19 und beendet das Programm. Falls die Bestimmung des Schrittes S17 ablehnen ist, beendet die Steuerungseinrichtung 4 das Programm sofort ohne bis zu Schritt S19 fort zu fahren.
Wenn andererseits in dem Schritt S15 das Bypass- Ventil nicht offen ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S18, ob der Druck P1 des Einlasskanals 20 größer als der Druck P2 des Eingangskanals 21 ist oder nicht. Wenn der Druck P1 des Eingangskanals 21 geringer als der Druck P2 des Eingangskanals 20 ist, beendet die Steuerungseinrichtung 4 das Programm sofort.
Wenn der Druck P1 des Eingangskanals 21 größer als der Druck P2 des Eingangskanals 20 ist, öffnet die Steuerungseinrichtung 4 das Bypass- Ventil 3 in einem Schritt S20 und stoppt in einem Schritt S21 den Betrieb des Kompressors 2a, legt das Zustandszeichen F in einem Schritt 21 auf eine Einheit und beendet das Programm.
Entsprechend dieses Programms startet der Kompressor 2, wenn die Beschleunigung des Motors 12 erforderlich ist, so bald das Bypass- Ventil 3 geöffnet wurde. Da nach kann eine Veränderung der Einlassiuftmenge des Motors 12, einhergehend mit dem Schließen des Bypass- Ventils 3, vermieden werden, bis die Strömungsrate des Bypass- Ventils 3 in Schritt S17 effektiv Null ist oder bis der Kompressor 2a die für den Super- Ladevorgang nötige Drehzahl erreicht hat.
Nach dem Schließen des Bypass- Ventils 3 in dem Schritt S19 setzt die Steuerungseinrichtung 4 den Kompressor 2a den Betrieb fort, bis der Druck P1 des Einlasskanals 20 den Druck P2 des Eingangskanals 21 erreicht. Wenn der Druck P1 des Einlasskanals 20 größer als der Druck P2 des Eingangskanals 21 wird, bedeutet das, dass der Verstärkungsdruck des Turboladers 1 angestiegen ist und dass ein Ladevorgang nur durch den Turbolader 1 ausgeführt werden kann.
Wenn diese Bedingung in Schritt S18 erfüllt ist, öffnet die Steuerungseinrichtung 4 das Bypass- Ventil 3 und stoppt den Betrieb des Kompressors 2a. Das Zustandszeichen F wird ebenfalls auf eine Einheit gesetzt, was den Abschluss des anfänglichen Ladevorgangs anzeigt. Der Grund dafür, dass das Bypass- Ventil 3 solange geschlossen bleibt, bis in Schritt S18 der Druck P1 des Einlasskanals 20 größer wird als der Druck P2 des Eingangskanals 21, besteht darin, einen Rückstrom der Luft aus dem Eingangskanal 21 in den Einlasskanal 20 durch das Bypass- Ventil 3 zu vermeiden.
Wenn die Luft im Einlasskanal 21 in den Einlasskanal 20 zurückfließt, verringert sich die Einlassluftmenge des Motors 12 und das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Kraftstoff- Luft- Gemisches, das der Motor 12 verbrennt, oder das Ausgangsdrehmoment des Motors verändert sich. Nachdem der Druck P1 des Einlasskanals 20 den Druck P2 des Eingangskanals 21 erreicht hat, wenn das Bypass- Ventil 3 geöffnet wird, kann das Umschalten vom elektrischen Lader 2 zum Turbolader 1 reibungslos erfolgen, ohne dass die Luft, mit der der Motor 12 versorgt wird, zurück in den Einlasskanal 20 fließt und die Abgaszusammensetzung und das Ausgangsdrehmoment beeinträchtigt.
Während des anschließenden Beschleunigungsbetriebes des Motors 12, in dem das Bestimmungsergebnis von Schritt S12 negativ wird, wird im Wesentlichen keiner der Prozesse dieses Programms ausgeführt und der Betrieb des Motors 12 erfolgt unter dem Super- Laden durch den Turboladers 1. Wenn keine Beschleunigung mehr länger erforderlich ist, wird das Zustandszeichen F in einem Schritt S13 auf Null zurückgesetzt und das Programm fährt von da an fort, das Zustandszeichen F auf Null zurückzusetzen, bei jedem ihrer Durchläufe, solange, bis ein Beschleunigungsbedarf erfasst wird.
Entsprechend dieses Programms wird die Durchführung der Bestimmung des Beschleunigungsbedarfs des Motors 12 in Schritt S11 auf der Grundlage der Drosselbetätigungsgeschwindigkeit Th, sie kann aber auch anhand der Drosselöffnung bestimmt werden oder anhand dessen, wie weit das Beschleunigerpedal heruntergedrückt wird. Wie weit das Beschleunigerpedal heruntergedrückt wird, wird zum Beispiel von einem Beschleunigerpedalniederdrücksensor 56 erfasst. Das Niederdrückausmaß wird mit dem vorbestimmten Ausmaß verglichen und wenn das Niederdrückausmaß größer ist als das vorbestimmte Ausmaß bei einer bestimmten Drehzahl des Motors in Schritt S11, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4, dass die Beschleunigung des Motors 12 erforderlich ist. Das vorbestimmte Ausmaß hängt von der Drehzahl des Motors ab und wird beispielsweise auf 15 Grad bei 1200 Umdrehungen pro Minute (U/min) festgelegt, 20 Grad bei 2000 U/min und 40 Grad bei 3000 U/min.
Ebenfalls bezogen auf dieses Programm wird die Auslassluft- Strömungsrate Qs des Kompressors 2a mit der Gleichung (1) in Schritt S17 berechnet, die Luft- Strömungsrate Qs kann aber auch mit einem anderen Verfahren berechnet werden, das nicht auf der Gleichung (1) beruht.
D. h., hierbei werden die Spannung und die Stromstärke, die an dem Elektromotor 2b anliegen, unter Einsatz eines Voltmeters 33 und eines Amperemeters 34 erfasst und die Drehzahl des Elektromotors 2b wird anhand der Spannung und der Stromstärke berechnet, indem eine Darstellung der Charakteristik des Elektromotors 2b verfolgt wird, wie sie in 3 gezeigt wird, und im Festwertspeicher (ROM) der Steuerungseinrichtung 4 gespeichert.
3 zeigt die Beziehung zwischen dem erzeugten Drehmoment, der Drehzahl und der abgegebenen Leistung des Elektromotors 2b und der Stromstärke und der Spannung, die an dem Elektromotor 2b anliegen. Wie in diesem Diagramm gezeigt wird, steigt das erzeugte Drehmoment wenn die Stromstärke groß wird, aber Spannung und Drehzahl werden verringert. Die abgegebene Leistung steigt mit der Stromstärke bis zu etwa 300 Ampere, erreicht ein Maximum nahe der 300 Ampere (A) und beginnt, kleiner zu werden, wenn die Stromstärke darüber hinaus steigt.
Die Steuerungseinrichtung 4 berechnet die Drehzahl Nc des Kompressors 2a aus der berechneten Drehzahl des Elektromotors 2b. In diesem Ausführungsbeispiel, in dem der Elektromotor 2b und der Kompressor 2a direkt durch eine Welle 2c miteinander verbunden sind, ist die Drehzahl Nc des Kompressors 2a gleich der Drehzahl des Elektromotors 2b. Die Steuerungseinrichtung 4 berechnet weiterhin die Auslassluft- Strömungsrate Qs des Kompressors 2a mit der folgenden Gleichung (2) aus einer Auslassströmungsmenge qu pro Umdrehung des Kompressors 2a, was weiter vorn in Spezifizierung des Kompressors 2a zu finden ist, und die Drehzahl Nc des Kompressors 2a. Qs = qu · Nc (2)
Somit können, wenn die Auslassluft- Strömungsrate Qs des Kompressors aus der Stromstärke und der Spannung, die am Elektromotor 2a anliegen, berechnet wird, der Drehzahlsensor 11 und der Lufttemperaturfühler 32 weggelassen werden.
Als nächstes wird in Bezug auf die 4 und 5 ein zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben.
Als erstes wird in diesem Ausführungsbeispiel, bezogen auf die 4, ein zweiter Luftströmungsmesser 40 stromauf vom Bypass- Ventil 3 des Bypass- Kanals 7 installiert, der eine Bypass- Strömungsmenge Qb erfasst.
Ebenso werden der Lufttemperaturfühler 32 und der Drehzahlsensor 11 des Kompressors 2a, vorgesehen im ersten Ausführungsbeispiel, in diesem Ausführungsbeispiel weggelassen. Die anderen Merkmale der Bestandteile der Super- Aufladevorrichtung sind identisch mit denen des ersten Ausführungsbeispiels.
In dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn die Luft- Strömungsrate Qs des Kompressors 2a unter Verwendung der Gleichung (1) der Drehzahl Nc des Kompressors 2a berechnet wird, werden der Druck P1 des Einlasskanals 20 und die Einlasslufttemperatur Ta im Schritt S17 der 2, und die Luft- Strömungsrate Qs gleich der Luft- Strömungsrate Qa, die durch den Luftströmungsmesser 5 erfasst, in einem Schritt S19, wird das Bypass- Ventil 3 geschlossen.
Andererseits wird in diesem Ausführungsbeispiel das anfängliche Super- Aufladesteuerungsprogramm, wie in 5 gezeigt, anstelle der anfänglichen Super- Aufladesteuerungsprogramms der 2 ausgeführt.
In dem Programm der 5 ist ein Schritt S17A anstelle des Schrittes S17 der 2 vorgesehen.
In dem Schritt S17A bestimmt die Steuerung 4, ob die Bypass- Strömungsmenge Qb Null ist oder nicht. Wenn die Bypass- Strömungsmenge Qb Null ist, in einem Schritt S19, schließt die Steuerungseinrichtung 4 das Bypass- Ventil 3. Wenn die Bypass- Strömungsmenge Qb nicht Null ist, werden die Prozesse der Schritte S18-S22 durchgeführt. Die Vorgehensweise, außer die von Schritt S17A, ist identisch zum Programm von 2.
Entsprechend dieses Ausführungsbeispieles wird das Bypass- Ventil 3 geschlossen, nachdem die Bypass- Strömungsmenge Qb Null wird nach dem Starten des Kompressors 2a, also auch wenn das Bypass- Ventil 3 geschlossen ist, ändert sich die Menge der Einlassluft des Motors 12 nicht, und die Reduktion der Einlassluftmenge des Motors 12, die das Schließen des Bypass- Ventils 3 begleitet, kann, wie im ersten Ausführungsbeispiel, verhindert werden.
Die Auswirkungen der oberen Ausführungsbeispiele sind wie folgt.

(1) In dem Zustand, in dem Abgasdruck niedrig ist, wie im Niedrigdrehzahlgebiet des Motors 12, und wo der Turbolader 1 das Super- Aufladen nicht effizient ausführen kann, kann der Mangel der Super- Aufladeleistung des Turboladers 1 durch den elektrischen Super- Auflader 2 kompensiert werden. Wenn das Bypass- Ventil 3 geöffnet wird, nachdem der Turbolader 1 in dem Zustand ist, wo das Super- Aufladen ausreichend ausgeführt werden kann, strömt die Luft, die sich anschließend vom Einlasskanal 20 zum Einlasskanal 21 bewegt, nicht über den Kompressor 2a in den Stopp- Zustand, sondern entlang des Bypass- Kanals 7, der einen geringeren Widerstand hat. Deshalb führt der Kompressor 2a nicht zu einem Druckverlust des Super- Aufladens durch den Turbolader 1.
(2) Das Bypass- Ventil 3 ist immer geöffnet, wenn der Kompressor 2a startet und Luft strömt vom Einlasskanal 20 zu dem Einlasskanal 21 über sowohl den Kompressor 2a, als auch den Bypass- Kanal 7. Deshalb ist, sogar wenn der Kompressor 2a in einem Zustand ist, wo die Drehzahl unmittelbar nach dem Starten niedrig ist, kein Widerstand gegenüber Ansaugung durch den Motor 12 vorhanden. Als ein Ergebnis gibt es keine temporäre Reduzierung der Einlassluftmenge des Motors 12, die das Starten des Kompressors 2a begleitet.
(3) Da das Bypass- Ventil 3 geschlossen wird, wenn die Strömungsmenge des Bypass- Ventils 3 effektiv Null ist, ruft das Schließen des Bypass- Ventils 3 keine Veränderung in der Menge der Einlassluft des Motors 12 hervor.
(4) Da das Bypass- Ventil 3 geöffnet wird, wenn der Druck P1 des Einlasskanals 20 und der Druck P2 des Einlasskanals 21 gleich werden, selbst wenn das Bypass- Ventil 3 geöffnet ist, strömt keine Luft in den Bypass- Kanal 7 zurück. Mit anderen Worten, das Öffnen des Bypass- Ventils 3 führt nicht zu einer Veränderung der Menge der Einlassluft des Motors 12.

Daher erhöht sich, da die Wirkung des Öffnens oder Schließens des Bypass-Ventils 3 zu frühen Stufen des Super- Aufladens mit der Einlassluftmenge der Motors 12 eliminiert wird, nachdem das Super- Aufladen beginnt, die Menge der Einlassluft glatt und mit einer guten Rückwirkung, und eine zufrieden stellende Beschleunigungsleistung wird erhalten. Auch können, da sich die Menge der Einlassluft des Motors 12 nicht plötzlich ändert, eine Veränderung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Luft-Brennstoffgemisches, das verbrannt wird, und eine Veränderung des Ausgabedrehmoments, verhindert werden.
In allen oben erwähnten Ausführungsbeispielen wurde das Schließen des Bypass- Ventils 3 verzögert bis die Strömungsmenge des Bypass- Ventils 3 nach dem Starten des Kompressors 2a Null erreicht hatte, aber eine ähnliche Wirkung kann erhalten werden, indem man das Schließen des Bypass- Ventils 3 bis zu einer bestimmten Zeit nach dem Beginn des Arbeitens des Kompressors 2a hinauszögert, z.B. das Bypass-Ventil 3 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Starten des Kompressors 2a öffnen, oder das Bypass- Ventil 3 öffnen, wenn die Drehzahl Nc des Kompressors 2a eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht.
Obwohl sich die oben aufgeführten Ausführungsbeispiele auf eine Super- Aufladevarrichtung beziehen, die bei einem Kompressor 1a stromauf des Kompressors 1a vorgesehen ist, kann diese Erfindung auch auf eine Super- Aufladevorrichtung angewandt werden, die nur den Kompressor 2a und das Bypass- Ventil 3 enthält, wie in dem oben erwähnten Beispiel zum Stand der Technik JP 2000- 230427 A. Darüber hinaus ist es nicht auf die Fälle beschränkt, in denen die Antriebskraft des Kompressors 2a der Elektromotor 2b ist, und kann auf verschiedene Drehantriebsvorrichtungen angewandt werden, die eine Abgasturbine enthalten.
Als nächstes wird, bezogen auf 6, ein drittes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben werden.
Die Super- Aufladevorrichtung entsprechend dieses Ausführungsbeispieles ist mit einem Zwischenkühler 45 zwischen einem Verzweigungspunkt mit dem Bypass- Ventil 7 des Einlasskanals 20 und dem Kompressor 1a des Turboladers 1 versehen. Die verbleibenden Merkmale der Konstruktion sind identisch mit denen der Aufladevorrichtung entsprechend des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels. Aufgrund des Zwischenkühlers 45 wird Luft, verdichtet durch den Kompressor 1a, der auf einer hohen Temperatur ist, gekühlt. Als Folge daraus, da die Wärmemenge, die zum Elektromotor 2a über die Drehwelle 2c vom Kompressor 2a übertragen wird, kleiner wird, verbessert sich der Betriebswirkungsgrad des Elektromotors 2b und die Beschleunigungsleistung der Aufladevorrichtung verbessert sich. Auch kann das Aufladen durch den Kompressor 2a über einen langen Zeitraum durchgeführt werden, da der Temperaturanstieg des Elektromotors 2b kontrolliert wird, wenn der Verstärkungsantriebsdruck des Turboladers 1 nicht ansteigt, z. B. wenn man eine Bergstraße erklimmt.
Als nächstes wird, entsprechend der 7, ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Der elektrische Super- Lader 2 entsprechend dieses Ausführungsbeispieles verbindet den Kompressor 2a und den Elektromotor 2b mit Hilfe über Riemenscheiben 42, 43 und einem Riemen 44, anstelle sie direkt über eine Drehwelle 2c zu verbinden. Die Riemenscheibe 42 ist mit dem Kompressor 2a verbunden, und die Riemenscheibe 43 ist mit dem Elektromotor 2b verbunden, und der Riemen 44 ist jeweils um die Riemenschei ben 42 und 43 geschlungen. Die verbleibenden Merkmale der Konstruktion sind identisch mit denen des dritten Ausführungsbeispiels.
In Folge dieser Konstruktion kann die Menge der Wärmeübertragung von dem Kompressor 2a zu dem Elektromotor 2b weiter reduziert werden. Auch kann die Rotation des Elektromotors 2b, dadurch, dass der Außendurchmesser des Antriebsrades 43 größer als der Außendurchmesser des Antriebsrades 42 festgelegt wird, beschleunigt und auf den Kompressor 2a übertragen werden, und der Verstärkungsantriebsdruck des Kompressors 2a kann erhöht werden.
Als nächstes, bezogen auf die 8, wird ein fünftes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben werden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein erster Zwischenkühler 45 zwischen dem Verzweigungspunkt bei dem Bypass- Kanal 7 des Einlasskanals 20 und dem Kompressor 2a vorgesehen, und ein zweiter Zwischenkühler 46 ist zwischen dem Verzweigungspunkt des Bypass- Kanals 7 des Einlasskanals 21 und dem Motor 12 vorgesehen. Das verbleibende Einbaumaterial ist zu dem des ersten Ausführungsbeispiels identisch.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Luft, die vom Kompressor 2b angesaugt wird, durch den ersten Zwischenkühler, wie im dritten Ausführungsbeispiel, gekühlt. Als ein Ergebnis, da die Wärmemenge, die auf den Elektromotor 2b über die Drehwelle 2c vom Kompressor 2a übertragen wird, klein wird, verbessert sich die Betriebswirksamkeit des Elektromotors 2b, und die Beschleunigungsleistung der Super- Aufladevorrichtung verbessert sich. Da auch der Temperaturanstieg des Elektromotors 2b gesteuert wird, wenn der Verstärkungsantriebsdruck des Turboladers 1 nicht ansteigt, z.B. wenn man eine Bergstraße befährt, kann das Super- Aufladen durch den Kompressor 2a über einen langen Zeitraum durchgeführt werden. Auch wenn der zweite Zwischenkühler 46 sowohl die Luft, die vom Kompressor 2a freigesetzt wird, als auch die Luft aus dem Bypass- Kanal 7 kühlt, und zu dem Motor 12 zuführt, wird die Temperatur der Einlassluft des Motors 12 immer innerhalb eines erwünschten Bereiches beibehalten.
Als nächstes wird ein sechstes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung bezogen auf 9 beschrieben werden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Zwischenkühler 45 zwischen dem Verzweigungspunkt des Bypass- Kanals 7 des Einlasskanals und dem Kompressor 1a des Turboladers 1 angeordnet. Die verbleibenden Merkmale des Aufbaus sind identisch zu denen des fünften Ausführungsbeispiels.
Entsprechend zu diesem Ausführungsbeispiel strömt die Luft, die vom Kompressor 1a freigesetzt wird, durch die beiden Zwischenkühler 45 und 46 unabhängig vom Betrieb des Kompressors 2a.
In dem Hochlast- Betriebsbereich des Motors 12, wenn der Verstärkungsdruck aufgrund des Kompressors 1a erhöht wird, stoppt der Kompressor 2a seinen Betrieb und die gesamte Luft wird vom Bypass- Kanal 7 an den Motor 12 zugeführt. Entsprechend dieses Ausführungsbeispiels wird das Kühlen der Einlassluft auch in diesem Zustand von den beiden Zwischenkühlern 45 und 46 ausgeführt, somit ist die Leistungsfähigkeit der Kühlung höher als im fünften Ausführungsbeispiel und es ist möglich, die Kapazität des Zwischenkühlers 46 klein zu gestalten.
Als nächsten, bezogen auf die 10–12, die 13A–13E und die 14–16, wird ein siebentes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben werden.
In jedem der oben aufgeführten Ausführungsbeispiele, wie z.B. in den Schritten S17, S19 des ersten Ausführungsbeispiels gezeigt, wird das Bypass- Ventil 3 geschlossen, wenn die Strömungsrate des Bypass- Ventils 3 effektiv Null ist. In diesem Fall wird ein Schließsignal von der Steuerungseinrichtung 4 an den Betätiger 3b ausgesandt, und es dauert einige Zeit bis das Bypass- Ventil von einer vollständig geöffneten zu einer vollständig geschlossenen Position gedreht ist. Diese benötigte Zeit führte eine Verzögerung in die Kontrolle des Bypass- Ventils 3 ein. Folglich strömt, da sich die Drehzahl des Elektromotors 2b während dieser Verzögerung erhöht, ein Teil der Luft, freigesetzt vom Kompressor 2a, zurück zum Einlasskanal 20 über das Bypass- Ventil 3, bevor dieses geschlossen worden ist. Daraus folgt, wenn das Bypass- Ventil 3 vollständig geschlossen worden ist, erhöht sich das Einlassluftvolumen des Motors 12 rapide, und ein schrittweiser Unterschied könnte im Ausgangsdrehmoment auftreten.
Das Hauptmerkmal dieses Ausführungsbeispiels ist, dass die Veränderung der Drehzahl des Elektromotors 2b vorhergesagt wird, und ein Schließsignal an den Betätiger 3b ausgesendet wird, was auf der vorhergesagten Drehzahl basiert, so dass ein schrittweiser Unterschied im Ausgangsdrehmoment des Motors 12 aufgrund des Schließens des Bypass- Ventils 3 nicht aufkommt.
Der Aufbau der Bestandteile dieses Ausführungsbeispiels ist dem des ersten Ausführungsbeispiels identisch, aber die Steuerungseinrichtung 4 führt das erste Super- Aufladedurchführungsprogramm, gezeigt in 10, anstelle des ersten Super- Aufladedurchführungsprogramms der 2 aus.
Dieses Programm wird ebenfalls in einem Intervall von 10 Millisekunden während des Betriebs des Motors 12 ausgeführt.
In Bezug auf 10 bestimmt zuerst in einem Schritt S100 die Steuerungseinrichtung 4, ob eine Beschleunigung des Motors 12 notwendig ist oder nicht.
Diese Bestimmung ist der Bestimmung von Schritt S11 der 2 identisch.
Da der Betrieb des Kompressors 2a nicht notwendig ist, wenn die Beschleunigung des Motors 12 nicht gefordert ist, öffnet die Steuerungseinrichtung 4 das Bypass- Ventil 3 in einem Schritt S103, stoppt den Betrieb des Kompressors 2a in einem Schritt S104 und beendet das Programm.
Die Durchführung der Schritte S103 und S104 ist äquivalent der Durchführung der Schritte S20 und S21 der 2.
Wenn die Beschleunigung des Motors 12 im Schritt S100 erforderlich ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 ob der Kompressor 2a in einem Schritt S101 in Betrieb ist oder nicht.
Diese Bestimmung ist zu der Bestimmung von Schritt S14 der 2 identisch. Wenn der Kompressor 2a nicht betrieben wird, wird in einem Schritt S102 die Steuerungseinrichtung 4 den Elektromotor 2b mit Energie versorgen, um den Kompressor 2a zu starten, und beendet das Programm.
Diese Durchführung ist zu der Durchführung von Schritt S16 der 2 identisch.
Wenn der Kompressor 2a bereits in Betrieb ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S105, ob das Bypass- Ventil 3 offen ist oder nicht. Diese Bestimmung ist zu der Bestimmung von Schritt S15 der 2 identisch.
Wenn das Bypass- Ventil 3 offen ist, wird in einem Schritt S106 eine Ziel- Drehzahl NT des Kompressors 2a aus der Luft- Strömungsrate Qa, erfasst vom Luftströmungsmesser 5, berechnet.
Dabei wird es bevorzugt, dass das Bypass- Ventil 3 den Schließvorgang zu einem Zeitpunkt vollendet, wo die gesamte Einlassluft des Motors 12 vom Kompressor 2a zugeführt worden ist oder sich die Strömungsmenge der Einlassluft Qa der Ausströmmenge Qs des Kompressors 2a angeglichen hat. Die Beziehung zwischen der Drehzahl Nc des Kompressors 2a und der Ausströmmenge Qs kann grob durch folgende Gleichung (3) ausgedrückt werden: Qs = COEFA. Nc (3)wobei COEFA = Umrechnungsfaktor ist.
Dabei ist die Drehzahl Nc des Kompressors 2a die Ziel- Drehzahl NT wenn die Ausströmmenge Qs des Kompressors 2a dem Einlassluftvolumen Qa des Motors 12 entspricht.
Wenn die obige Verzögerung im Schließen des Bypass- Ventils 3 durch eine Verzögerungszeit T gezeigt wird und ein Schließsignal an den Betätiger 3b des Bypass-Ventils zu einem Zeitpunkt ausgesendet wird, den man erhält, wenn man die Verzögerungszeit T von der Zeit abzieht, wenn die Drehzahl des Kompressors 2a die Zieldreh zahl NT erreicht, wird das Schließen des Bypass- Ventils 3 vollendet sein, wenn die Strömungsmenge der Einlassluft Qa gleich ist der Ausströmmenge Qs.
Nach der Berechnung der Zieldrehzahl NT im Schritt S106 berechnet die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S107 die vorhergesagte Drehzahl NF des Kompressors 2a, nachdem die Verzögerungszeit T von der gegenwärtigen Zeit durch die Durchführung der Subprogramm, gezeigt in 11, verstrichen ist.
Bezogen auf die 11, liest in einem Schritt S201 die Steuerungseinrichtung 4 die Drehzahl Nc des Kompressors 2a, die vom Drehzahlsensor 11 erfasst worden ist.
In einem folgenden Schritt S202 berechnet die Steuerungseinrichtung 4 die Differenz aus der Drehzahl Nc des Kompressors 2a und der Drehzahl Nc_n-1, des Kompressors 2a, die in der unmittelbar vorhergehenden Situation abgelesen worden sind, als das Sub-Programm als eine Anstiegsrate ΔNc der Drehzahl des Kompressors 2a ausgeführt worden ist.
In einem anschließenden Schritt S203 liest die Steuerungseinrichtung 4 eine Erfassungsspannung V eines Spannungsmessers 33 und einen Erfassungsstrom/eines Strommessers 34.
In einem anschließenden Schritt S204 berechnet die Steuerungseinrichtung 4 einen Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung ΔNMAP während der Verzögerungszeit T der Drehzahl Nc des Kompressors 2a, durch Aufsuchen eines Planes, der die Merkmale hat, wie sie in der 12 gezeigt sind, der in einem Speicher (ROM) abgelegt ist.
In diesem Plan wird der Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung ΔNMAP kleiner, wie sich die Drehzahl Nc des Kompressors 2a erhöht, wie in 12 gezeigt. Da das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors 2b, der den Kompressor 2a antreibt, aufgrund der Drehzahlzunahme fällt, wird die Drehbewegungserhöhung pro Zeiteinheit mit zunehmender Drehzahl kleiner, wie in 3 gezeigt.
Dies kommt in 12 daher, weil der Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung ΔNMAP kleiner wird, wie sich die Drehzahl Nc erhöht.
In einem anschließenden Schritt S205 korrigiert die Steuerungseinrichtung 4 den Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung ΔNMAP durch die folgende Gleichung (4), indem er eine reale Drehbewegungserhöhung ΔNc verwendet. Diese Korrektur korrigiert die Veränderung der Drehbewegungserhöhungsrate des Elektromotors 2b infolge der Wirkung der Belastungsschwankungen des Elektromotors 2b oder der zeitabhängigen Veränderung in der Leistung des Elektromotors 2b.
Der Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung nach der Kompensation wird als ΔN1 bezeichnet.
Die Steuerungseinrichtung 4 führt die Berechnung der Gleichung (4) nach dem Berechnen der Bezugsdreherhöhungsrate ΔNO aus der Drehzahl Nc des Kompressors 2a aus, indem sie einen Plan aufsucht, der die Merkmale hat, die in der 14 gezeigt sind, der in einem internen Speicher (ROM) abgelegt ist. Dieser Plan ist festgelegt, sodass die Bezugsdreherhöhungsrate ΔNO abnimmt, wie sich die Drehzahl Nc erhöht.
In einem anschließenden Schritt S206 korrigiert die Steuerungseinrichtung 4 darüber hinaus den Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung ΔN1 mit der folgenden Gleichung (5) auf der Grundlage des zu dem Elektromotor 2b zugeführten Stromes 1.
Diese Korrektur korrigiert die Veränderung der Dreherhöhungsrate des Elektromotors 2b entsprechend des Stromes 1. Der Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung nach der Kompensation wird als ΔN2 bezeichnet.
wobei I0 = Bezugswert des Stromes ist.
Die Steuerungseinrichtung 4 führt die Berechnung der Gleichung (5) aus, nachdem sie den Bezugsstromwert I0 aus der Drehzahl Nc des Kompressors 2a berechnet hat, indem sie eine Darstellung mit den Merkmalen der 15 aufsucht, die zuvor im internen Speicher (ROM) abgelegt worden sind. Dieser Plan ist so festgelegt, so dass der Bezugsstromwert I0 abnimmt, wie sich die Drehzahl Nc erhöht.
In einem anschließenden Schritt S207 korrigiert die Steuerungseinrichtung 4 weiterhin den Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung ΔN2 durch die folgende Gleichung (6), die auf der Spannung V basiert, die zu dem Elektromotor 2b zugeführt wird. Dies korrigiert die Veränderung des Vorhersagewertes der Drehbewegungserhöhung des Elektromotors 2b entsprechend der Spannung V.
Der Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung nach der Korrektur wird als ΔN3 festgelegt.
wobei V0 = Bezugswert der Spannung ist.
Die Steuerungseinrichtung 4 führt die Berechnung der Gleichung (6) durch, nachdem sie den Bezugsspannungswert V0 aus der Drehzahl Nc des Kompressors 2a berechnet hat, indem sie einen Plan mit den Merkmalen der 16 aufsucht, die zuvor im internen Speicher (ROM) abgelegt worden ist. Dieser Plan wird so festgelegt, dass sich der Bezugsspannungswert VO erhöht, wie sich die Drehzahl Nc erhöht.
Es ist nicht unbedingt notwendig, alle Korrekturen der Schritte S205–S207 durchzuführen und eine Einstellung, die lediglich eine oder zwei Korrekturen der Schritte S205–S207 durchführt oder eine Einstellung, die keine Korrektur durchführt, sind auch möglich.
In einem anschließenden Schritt S208 wird die vorhergesagte Drehzahl NF nach dem Verstreichen der Verzögerungszeit T durch die folgende Gleichung (7) berechnet, die den Vorhersagewert der Drehbewegungserhöhung ΔN3 verwendet. NF = Nc + ΔN3·T (7)
Nach der Durchführung von Schritt S208 beendet die Steuerungseinrichtung 4 die Subprogramm.
Noch einmal in Bezug auf die 10 bestimmt nach dem Berechnen der vorhergesagten Drehzahl NF im Schritt S107 die Steuerungseinrichtung 4, in einem Schritt S108, ob die vorhergesagte Drehzahl NF die Zieldrehzahl NT erreicht hat oder nicht. Wenn die vorhergesagte Drehzahl NF die Zieldrehzahl NT erreicht hat, schließt die Steuerungseinrichtung 4 das Bypass- Ventil 3 in einem Schritt S109 und beendet das Programm. Wenn die vorhergesagte Drehzahl NF die Zieldrehzahl NT nicht erreicht hat, beendet die Steuerungseinrichtung 4 die Programm, ohne den Ablauf von Schritt S109 durchzuführen.
Die Veränderung der Drehzahl Nc des Kompressors 2a und die Veränderung im Öffnen des Bypass- Ventils 3 aufgrund des Ablaufs dieser Programm wird nun beschrieben werden mit Bezug auf die 13A–13E.
Zuerst schaltet, wie in 13A gezeigt, wenn ein Beschleunigungsbedarf im Schritt S100 zu einer Zeit t0 herausgefunden wird, die Steuerungseinrichtung 4, wie in 13B gezeigt, unverzüglich den Strom für den Elektromotor 2b ein und startet den Betrieb des Kompressors 2a.
Als ein Ergebnis steigt, wie in 13C gezeigt, die Drehzahl Nc des Kompressors 2a an und die vorhergesagte Drehzahl NF erreicht die Ziel- Drehzahl NT zu einem Zeitpunkt t1.
An diesem Punkt, wie in 13D gezeigt, gibt die Steuerungseinrichtung 4 ein Schließsignal an den Betätiger 3b des Bypass- Ventils 3 aus. Als ein Ergebnis dreht sich das Bypass- Ventil 3 in die Schließrichtung und zu einem Zeitpunkt t2, wenn die Verzögerungszeit T seit einem Zeitpunkt t1 verstrichen ist, erreicht die Drehzahl Nc des Kompressors 2a die Zieldrehzahl NT und das Schließen des Bypass- Ventils 3 wird gleichzeitig beendet.
Folglich, da das Schließen des Bypass- Ventils 3 im Gleichlauf mit dem Erreichen der Zieldrehzahl NT durch den Kompressor 2a abgeschlossen ist, strömt die Luft, die vom Kompressor 2a ausgestoßen wird, nicht vom Bypass- Ventil 3 zum Einlasskanal 20 zurück. Demzufolge führt das Schließen des Bypass- Ventils 3 nicht zu einer Veränderung in der Strömungsmenge der Einlassluft des Motors 12 und das Auslassdrehmoment des Motors 12 verändert sich nicht in einer stufenweisen Art.
Als nächstes, bezogen auf 17, wird ein achtes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben werden.
Dieses Ausführungsbeispiel ist ein Ausführungsbeispiel, welches sich auf ein Verfahren der Berechnung der vorhergesagten Drehzahl NF durch die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S107 der 8 bezieht.
Die Konstruktion der Hardware der Super- Aufladevorrichtung ist zu der der Aufladeeinrichtung entsprechend dem siebenten Ausführungsbeispiel identisch.
In diesem Ausführungsbeispiel, wie in der 17 gezeigt, wird in Betracht gezogen, dass die Drehzahlzunahme des Kompressors 2a feststehend ist. Entsprechend zu diesem Diagramm kann die Drehzahldifferenz ΔN aus der Verzögerungszeit T berechnet werden. Die Verzögerungszeit T kann im Voraus durch Experimentieren gefunden werden. Daher ist die Drehzahldifferenz ΔN als ein fester Wert gegeben. Die Steuerungseinrichtung 4 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel berechnet, in einem Schritt S107, die vorhergesagt Drehzahl NF, indem sie die Drehzahldifferenz ΔN zum Anfangswert N0 der Drehzahl, wenn der Kompressor 2a gestartet wird, addiert.
Entsprechend dieses Ausführungsbeispieles kann dieselbe Wirkung wie im siebenten Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer einfachen Konstruktion erhalten werden.
Als nächstes, bezogen auf die 18–21, wird ein neuntes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben werden.
Bezogen auf 18 ist die Super- Aufladevorrichtung entsprechend zu diesem Ausführungsbeispiel mit einem Öffnungs- und Schließsensor 53 ausgestattet, der erfasst, ob das Bypass- Ventil 3 in der geschlossenen Position ist, mit einem Drehzahlsensor 48, der die Drehzahl Ne des Motors 12 erfasst, mit einem Spannungsmesser 49, der die Energieerzeugungsspannung Vi einer Wechselstrommaschine erfasst, mit einem SOC-Sensor 55, der einen Ladezustand SOC einer Batterie erfasst, und mit einem Beschleu nigerpedal- Niederdrücksensor 56, der einen Niederdrückbetrag Acc eines Beschleunigerpedals erfasst, mit dem das Fahrzeug ausgestattet ist.
Der Drosselgeschwindigkeitssensor 31 wird auch durch einen Drosselöffnungssensor 54, der die Öffnung TVO der Drossel 31a erfasst. Die Wechselstrommaschine ist ein AC- Generator, angetrieben vom Motor 12, während die Batterie den von der Wechselstrommaschine erzeugten Strom speichert und die Energie für den Elektromotor 2b zur Verfügung stellt. Die Erfassungsdaten dieser Sensoren werden als Signale in die Steuerungseinrichtung 4 geleitet. Die verbleibende Hardware der Vorrichtung ist zu der der Aufladevorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels identisch.
Die Steuerungseinrichtung 4 führt, entsprechend dieses Ausführungsbeispiels, das anfängliche Aufladesteuerungsprogramm des ersten, zweiten oder siebenten Ausführungsbeispiels aus und diagnostiziert Fehler im Bypass- Ventil 3, indem sie das Programm zur Fehlerdiagnose des Bypass- Ventils 3, gezeigt in den 19 und 20, durchführt. Sie führt ebenfalls das Fehlersuchprogramm, gezeigt in der 21, durch, um sicherzustellen, dass die Einlassluftmenge des Motors 12 nicht unzulänglich ist, wenn es einen Fehler im Bypass- Ventil 3 gibt. Darin bedeutet ein Fehler des Bypass-Ventils 3, dass das Bypass- Ventil 3 sich nicht aus der geschlossenen Position bewegt.
19 zeigt das Fehlerdiagnoseprogramm im dem stabilen Zustand. Dieses Programm wird in einem Intervall von zehn Millisekunden zum gleichen Zeitpunkt ausgeführt, wie das anfängliche Aufladesteuerungsprogramm, während der Motor 12 arbeitet.
Zuerst bestimmt, in einem Schritt S301, die Steuerungseinrichtung 4, ob der Motor 12 in einem stabilen Zustand ist oder nicht. Besonders der Zustand, in dem sich die Drehzahl Nc des Kompressors 2a, erfasst durch den Drehzahlsensor 11, Null ist, für eine vorbestimmte Zeit fortsetzt, wird als stabiler Zustand bestimmt. Wenn der Zustand nicht der stabile Zustand ist, beendet die Steuerungseinrichtung 4 die Programm unverzüglich ohne eine weitere Bearbeitung auszuführen. In dem stabilen zustand bestimmt in dem Schritt S302 die Steuerungseinrichtung 4, ob eine erste Fehlerbedingung erfüllt ist oder nicht.
Die erste Fehlerbedingung wird nachstehend beschrieben.
Wenn das Bypass- Ventil 3 in der geschlossenen Position feststehend ist, wenn der Kompressor 2a nicht in Betrieb ist, oder nachdem eine gewisse Zeit nach Beendigung des Kompressorbetriebs 2a verstrichen ist, ist der Druck des Einlasskanals 21 stromab des Kompressors 2a ein höchst negativer Druck. Wenn der Kompressor 2a stoppt, kann die Luft den Kompressor 2a und das Bypass- Ventil 3, welches in der geschlossenen Position fixiert ist, kaum hindurchgehen, so wird der Luftstrom vom Einlasskanal 20 zum Einlasskanal 21 nahezu ausgeschaltet. Wenn der Motor 12 in diesem Zu stand Luft ansaugt, wird der Einlasskanal 21 zu einem sehr hohen negativen Druck gehen. Daher kann in dem Schritt S302 bestimmt werden, ob der Druck, erfasst durch den Drucksensor 9, geringer ist als ein vorbestimmter Druck. Hierbei wird der gegenwärtige Druck, z.B., auf 10 Kilo- Pascal (kPa) festgesetzt.
Wenn die erste Fehlerbedingung im Schritt S302 erfüllt ist, führt die Steuerungseinrichtung 4 den Ablauf von Schritt S305 durch.
Wenn die erste Fehlerbedingung nicht erfüllt ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 ob eine zweite Fehlerbedingung in einem Schritt S303 erfüllt ist oder nicht.
Die zweite Fehlerbedingung wird nachstehend beschrieben.
Wenn das Bypass- Ventil 3 in der geschlossenen Position feststehend ist, wenn der Kompressor 2a nicht in betrieb ist, oder nachdem eine gewisse Zeit nach Beendigung des Kompressorbetriebes 2a verstrichen ist, sinkt die Einlassluftmenge Qa, erfasst durch den Luftströmungsmesser 5, im Vergleich zur Einlassluftmenge des Motors 12 während des Normalbetriebes, der von der Öffnung TVO der Düse 31a und die Drehzahl Ne des Motors 12 vorzufinden ist. Dies kommt daher, weil die Einlassluftmenge des Einlasskanals 6 sinkt, während Luft weder den Kompressor 2a noch das Bypass- Ventil 3 passieren kann. Es kann bestimmt werden, ob die zweite Fehlerbedingung erfüllt ist oder nicht, indem man bestimmt, ob die Einlassluftmenge Qa geringer ist als die Einlassluftmenge des Motors 12, berechnet von der Öffnung TVO der Drossel 31a und der Drehzahl Ne des Motors 12.
Wenn die zweite Fehlerbedingung im Schritt S303 erfüllt wird, führt die Steuerungseinrichtung 4 den Ablauf des Schrittes S305 durch. Wenn die zweite Fehlerbedingung nicht erfüllt wird, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4, ob eine dritte Fehlerbedingung im Schritt S304 erfüllt wird oder nicht.
Die dritte Fehlerbedingung wird nachstehend beschrieben.
Wenn der Kompressor 2a nicht in Betrieb ist oder nachdem eine gewisse Zeit nach Beendigung des Kompressorbetriebes 2a verstrichen ist, selbst wenn die Steuerungseinrichtung 4 das anfängliche Aufladesteuerungsprogramm entsprechend irgendeinem des ersten, zweiten oder siebenten Ausführungsbeispiels ausführt, muss das Ventil 3 als ein Ergebnis der Durchführung von Schritt S20 oder Schritt S103 offen sein.
Wenn jedoch das Bypass- Ventil 3 in der geschlossenen Position, unberücksichtigt der Durchführung des Schrittes S20 oder des Schrittes S103, feststehend ist, zeigt das Signal, welches vom Öffnungs- und Schließsensor 53 in die Steuerungseinrichtung 4 eingegeben wurde, weiterhin die geschlossene Position. Daher bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 im stabilen Zustand, dass die dritte Fehlerbedingung erfüllt ist, wenn das Signal des Öffnungs- und Schließsensors 53 fortfährt, die geschlossene Position zu zeigen.
Wenn die dritte Fehlerbedingung im Schritt S304 erfüllt wird, führt die Steuerungseinrichtung 4 den Ablauf von Schritt S305 durch.
Wenn die dritte Fehlerbedingung nicht erfüllt ist, beendet die Steuerungseinrichtung das Programm.
Wie oben erwähnt, in der Bestimmung der Schritte S302–S304, wenn irgendeine der ersten bis dritten Fehlerbedingungen erfüllt ist, wird die Steuerungseinrichtung 4 die Verarbeitung des Schrittes S305 durchführen. Wenn keine der ersten- dritten Fehlerbedingungen erfüllt ist, beendet die Steuerungseinrichtung 4 das Programm, ohne irgendetwas auszuführen. In dem Schritt S305 legt die Steuerungseinrichtung 4 ein Fehlerzeichen F auf Einheit, das zeigt, dass ein Fehler im Bypass- Ventil 3 aufgetreten ist, und beendet das Programm. Das Fehlerzeichen F nimmt entweder den Wert Null oder Einheit an und ihr Anfangswert ist Null.
Als nächstes, bezogen auf die 20, wird die Fehlerdiagnose- Programm unmittelbar nachdem das Super- Aufladen stoppt, beschrieben.
Dieses Programm wird nur einmal durchgeführt, wenn die Energiezufuhr zum Elektromotor 2a durch die Steuerungseinrichtung 4 gestoppt wird.
Als erstes bestimmt in einem Schritt S401 die Steuerungseinrichtung 4, ob ein Kompressor 2a angehalten hat oder nicht, auf der Grundlage der Drehzahl Nc des Drehzahlsensors 11. Wenn der Kompressor 2a nicht angehalten hat, ist die Fehlerdiagnose des Bypass- Ventils 3 schwierig, so dass die Steuerungseinrichtung 4 das Programm unverzüglich, ohne weitere Prozesse auszuführen, beendet.
Wenn der Kompressor 2a gestoppt hat, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S402, ob die erste Fehlerbedingung erfüllt ist oder nicht. Wenn die erste Fehlerbedingung nicht erfüllt ist, wird in einem Schritt S403 bestimmt, ob die zweite Fehlerbedingung erfüllt ist oder nicht. Wenn die zweite Fehlerbedingung nicht erfüllt ist, wird in einem Schritt S404 bestimmt, ob eine dritte Fehlerbedingung erfüllt ist oder nicht. Die ersten- dritten Fehlerbedingungen sind identisch zu den ersten- dritten Fehlerbedingungen des Programms von 19.
Wenn eine der Fehlerbedingungen erfüllt ist, setzt die Steuerungseinrichtung 4 das Fehlerzeichen F in einem Schritt S406 auf Einheit und beendet das Programm. Wenn irgendeine der ersten- dritten Fehlerbedingungen nicht erfüllt ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 in Schritt S405, ob eine vorbestimmte Zeit seit dem Start der Ausführung der Programm verstrichen ist oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeit nicht verstrichen ist, wird die Bestimmung der Schritte S402–S404 wiederholt. Ist die vorbe stimmte Zeit in Schritt S405 verstrichen, beendet die Steuerungseinrichtung 4 das Programm.
Die Fehlerdiagnosealgorithmen des Programms von 19 und das Programm von 20 sind identisch, und der Grund sie voneinander zu trennen ist der folgende. Insbesondere während, bezogen auf das Programm des stabilen Zustandes von 19 die Diagnose periodisch durchgeführt wird, wird die Diagnose in dem Programm von 20 unmittelbar nach Beenden des Ladens, in einem kürzeren Intervall wiederholt, während der Übergangsphase ab dem Stopp des Kompressor 2a bis die die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Somit kann durch die Abtrennung der Programme und dem Verkürzen des Diagnoseintervalls unmittelbar nach dem Stopp des Kompressors 2a ein Fehler des Bypass- Ventils 3 sofort erfasst werden.
In den Programmen der 19 und 20 werden die ersten- dritten Fehlerbedingungen bestimmt, um die Bestimmungsgenauigkeit zu verbessern, die Reihenfolge dieser Bestimmungen kann jedoch willkürlich festgelegt werden. Außerdem kann das Fehlerzeichen F durch das Bestimmen von nur einer oder zwei der ersten- dritten Fehlerbedingungen festgelegt werden.
Unter den ersten- dritten Fehlerbestimmungen verwendet die Bestimmung der ersten Fehlerbedingung den Erfassungsdruck des Drucksensors 9. Der Drucksensor 9 ist ein Sensor, der den Druck P2 erfasst, der für das oben erwähnte anfängliche Super-Ladesteuerungsprogramm verwendet wird, und die Fehlerbedingung kann unter Nutzung des vorhandenen Sensors bestimmt werden. Für die Bestimmung der zweiten Fehlerbedingung werden die erfassten Daten vom Luftströmungsmesser 5, dem Drosselöffnungssensor 54 und dem Maschinendrehzahlsensor 48 verwendet. Diese Sensoren werden generell für die übliche Betriebssteuerung des Motors 12 verwendet, und die Fehlerbedingung kann unter Verwendung der vorhandenen Sensoren bestimmt werden. Für die Bestimmung der dritten Fehlerbedingung wird das Verschlusssignal des Bypass-Ventils 3 verwendet, das vom Öffnungs- und Schließsensor 53 erfasst wird. Dieser Sensor muss für die Fehlerdiagnose vorhanden sein, und da er direkt erfasst, ob das Bypass- Ventil geschlossen ist oder nicht, kann die Fixierung des Bypass- Ventils 3 in der Verschlussposition zweifelsfrei erfasst werden.
Als nächstes wird, bezogen auf die 21, das Fehlerprozessprogramm, ausgeführt von der Steuerungseinrichtung 4, beschrieben werden. Dieses Programm wird ebenfalls in einem Intervall von zehn Millisekunden zur gleichen Zeit wie die anfängliche Super- Aufladesteuerungsprogramm während des Betriebs des Motors 12 durchgeführt.
Zuerst bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 in einem Schritt S501, ob das Fehlerzeichen F Einheit ist. Wenn das Fehlerzeichen F nicht Einheit ist, ist im Bypass- Ventil 3 kein Fehler aufgetreten, somit unterbricht die Steuerungseinrichtung 4 das Programm sofort ohne weitere Abläufe durchzuführen. Wenn das Fehlerzeichen F in einem Schritt S502 Einheit ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 den Ladezustand SOC der Batterie, basierend auf dem Eingangssignal vom SOC- Sensor 55. Wenn SOC höher als ein vorbestimmter Wert ist, führt die Steuerungseinrichtung 4 den Ablauf eines Schrittes S503 durch.
Wenn SOC niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4, ob die vom Wechselstromgenerator erzeugte Spannung Vi, erfasst vom Amperemeter 49 im Schritt S506, höher ist als eine vorbestimmte Spannung oder nicht. Wenn die vom Wechselstromgenerator erzeugte Spannung Vi höher ist als eine vorbestimmte Spannung, führt die Steuerungseinrichtung 4 den Prozess von Schritt S503 durch.
In einem Schritt S503 bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 eine Ziel- Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs basierend auf dem Niederdrückbetrages Acc des Beschleunigerpedals, erfasst durch den Beschleunigerpedalniederdrücksensor 56.
Nach der Durchführung des Schrittes S503 führt die Steuerungseinrichtung einen Schritt S504 durch.
Andererseits, in einem Schritt S506, wenn die Generationsspannung Vi niedriger ist als eine vorbestimmte Spannung in einem Schritt S507, bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 eine Ziel- Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, basierend auf dem Niederdrückausmaß Acc des Beschleunigerpedals, erfasst durch den Beschleunigerpedalniederdrücksensor 56. In einem anschließenden Schritt S508 korrigiert die Reduktion der Steuerungseinrichtung 4 die Ziel- Fahrgeschwindigkeit entsprechend der Erzeugungsspannung Vi. Nach der Durchführung des Schrittes S508 führt die Steuerungseinrichtung 4 das verarbeiten eines Schrittes S504 durch.
In einem Schritt S504 führt die Steuerungseinrichtung 4 Energie an den Elektromotor 2b zu, sodass ein Einlassluftvolumen entsprechend der Ziel- Fahrgeschwindigkeit realisiert werden kann. Nach der Durchführung des Schritts S504 unterbricht die Steuerungseinrichtung 4 das Programm.
Wenn das Fehlerzeichen F durch den oben aufgeführte Verfahren auf Einheit gesetzt wird, liefert die Steuerungseinrichtung 4 Strom an den Elektromotor 2b, innerhalb eines Bereichs, ermöglicht von der Batteriekapazität oder von dem vom Wechselstromgenerator erzeugten Strom, und betreibt den Kompressor 2a entsprechend. Dadurch ist die Luftmenge, die an den Motor 12 geliefert wird, gesichert, sodass eine Fahrgeschwindigkeit entsprechend dem Niederdrückausmaß des Beschleunigerpedals realisiert werden kann. Deshalb kann das Fahrzeug, auch wenn das Bypass- Ventil 3 in der ge schlossenen Position fixiert ist, mit einer Geschwindigkeit fahren, die dem Niederdrückausmaß des Beschleunigerpedals entspricht.
Dabei repräsentiert das Niederdrückausmaß des Beschleunigerpedals die vom Fahrzeugfahrer gewünschte Geschwindigkeit.
Andererseits, wenn keine große Batteriekapazität oder Wechselstromgeneratorstrom verfügbar ist, um den Elektromotor 2b zu betreiben, wird die Ziel- Fahrgeschwindigkeit reduzierend korrigiert und der Strom, entsprechend der Fahrgeschwindigkeit nach der Korrektur, wird an den Elektromotor 2b geliefert. Durch das wiederholende Durchführen dieser Programm fällt die Ziel- Fahrgeschwindigkeit graduell.
Folglich, da Luft in den Motor 12 geliefert wird, indem verfügbare elektrische Energie benutzt wird, selbst wenn das Bypass- Ventil 3 in der geschlossenen Position fixiert ist, stoppt die Arbeit des Motors 12 nicht unmittelbar, und das Fahrzeug kann zu einem Ort gefahren werden, wo der Fehler behoben werden kann.
In diesem Ausführungsbeispiel, da der Batterieladezustand SOC erfasst ist, ist es ebenfalls möglich, die Verschlechterung der Batterie an sich zu einem frühen Zeitpunkt zu ermitteln.
Als nächstes, bezogen auf eine 22 wird ein zehntes Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf das Fehlerprozessprogramm, in der die Steuerungseinrichtung 4 das Fehlerprozessprogramm, gezeigt in 22, anstelle des Fehlerprozessprogramms, gezeigt in 21, ausgeführt. Der verbleibende Aufbau der Super- Aufladevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist identisch dem der Super-Aufladevorrichtung entsprechend des neunten Ausführungsbeispieles.
Bezogen auf die 22 lässt dieses Programm die Schritte S502, S503 und die Schritte S506–S508 der Programm der 21 weg und ersetzt den Schritt S504 durch einen Schritt S604. In einem Schritt S501 bestimmt die Steuerungseinrichtung 4, ob das Fehlerbestimmungszeichen F Einheit ist oder nicht. Wenn das Fehlerzeichen F nicht Einheit ist, wird die Programm unverzüglich unterbrochen. Wenn das Fehlerzeichen F Einheit ist, liefert die Steuerungseinrichtung 4 im Schritt S604 Strom an den Elektromotor 2b und betreibt den Kompressor 2a.
In diesem Fall ist der Strom, der an den Elektromotor 2b geliefert wird, ein konstanter Wert, festgelegt auf der Grundlage einer Einlassluftmenge des Motors 12, die für das Fahrzeug notwendig ist, um selbständig zu fahren.
Entsprechend dieses Ausführungsbeispieles wird, wenn das Bypass- Ventil 3 in einer geschlossenen Position feststehend ist, der Elektromotor 2b betrieben, sodass eine Luftmenge, ausreichend für das Fahrzeug, um selbständig zu fahren, an den Motor 12 geliefert wird, unberücksichtigt des Zustands der Batterie oder des Wechselstromgenerators oder der Absicht des Fahrers, also wird die Entfernung, die gefahren werden kann, nachdem das Bypass- Ventil 3 in einer geschlossenen Position fixiert ist, länger als in der Aufladevorrichtung entsprechend dem neunten Ausführungsbeispiel.
Obwohl die Erfindung oben mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden sich Fachleuten im Licht der oben genannten Ausführungen erschließen.
Zum Beispiel werden in jedem der oberen Ausführungsbeispiele, die Parameter, die für die Steuerung notwendig sind, durch das Benutzen von Sensoren erfasst, aber diese Erfindung kann auf jede Super- Aufladevorrichtung übertragen werden, die die geforderte Steuerung durchführen können, wobei die geforderten Parameter benutzt werden, unberücksichtigt dessen, wie die Parameter erreicht werden.
Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung, bei denen ein exklusives Eigentumsrecht oder ein Privileg beansprucht wird, werden wie folgt definiert:

Claims

Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine (12), wobei der Motor (12) einen Einlasskanal (6, 20, 21) aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist; einen ersten Kompressor (1a), installiert in dem Einlasskanal (6, 20, 21), wobei der Kompressor (1a) durch die Energie des Abgases und die aufgeladene Einlassluft in dem Einlasskanal (6, 20, 21) angetrieben wird; einen zweiten Kompressor (2a), installiert in dem Einlasskanal (20, 21) zwischen dem ersten Kompressor (1a) und dem Motor (12), wobei der zweite Kompressor (2a) durch einen Elektromotor (2b) und die aufgeladene Einlassluft, abgegeben von dem ersten Kompressor (1a), angetrieben wird; und ein Bypassventil (3), das den zweiten Kompressor (2a) umgeht, wobei das Bypassventil (3) offen ist, wenn der zweite Kompressor (2a) nicht in Betrieb ist und beginnt nach einer bestimmten Zeit zu schließen, nachdem der zweite Kompressor (2a) zu arbeiten begonnen hat, gekennzeichnet durch einen Sensor (5), der die gesamte Einlassluft- Strömungsrate des Motors (12) erfasst; und eine programmierbare Steuerung (4), programmiert um eine Ziel- Drehzahl des zweiten Kompressors (2a) entsprechend der gesamten Einlassluft- Strömungsrate des Motors (12) (S6) zu berechnen, eine vorhergesagte Drehzahl des zweiten Kompressors (2a) zu berechnen, nachdem eine vorbestimmte Zeit von der gegenwärtigen Zeit (S107) verstrichen ist, und zu beginnen, das Bypassventil (3) zu schließen, wenn die vorhergesagte Drehzahl die Ziel- Drehzahl erreicht hat (S108, S109).
Aufladevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Zeit gleich gesetzt ist zu der für das Schließen des Bypassventils (3) erforderlichen Zeit.
Aufladevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Aufladevorrichtung außerdem einen Sensor (11) aufweist, der eine Drehzahl des zweiten Kompressors (2a) erfasst und die Steuerung außerdem programmiert ist, die vorher gesagte Drehzahl auf der Grundlage der Drehzahl des zweiten Kompressors (2a) zu berechnen (S204).
Aufladevorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (4) außerdem programmiert ist, einen Drehzahlerhöhungsraten- Abschätzungswert aus der Drehzahl des zweiten Kompressors (2a) zu der gegenwärtigen Zeit zu berechnen, wobei sich der Drehzahlerhöhungsraten- Abschätzungswert entsprechend einer Erhöhung der Drehzahl des zweiten Kompressors (2a) vermindert, und Berechnen der vorhergesagten Drehzahl aus dem Drehzahlerhöhungsraten- Abschätzungswert und der Drehzahl des zweiten Kompressors (2a) zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt (S204).
Aufladevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuerung (4) außerdem programmiert ist, die tatsächliche Drehzahlerhöhungsrate aus der Drehzahl des zweiten Kompressors (2a) zu berechnen und den Drehzahlerhöhungsraten- Abschätzungswert auf der Grundlage der tatsächlichen Drehzahlerhöhungsrate zu korrigieren (S205).
Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Aufladevorrichtung außerdem einen Antriebsmotor (2b) aufweist, der den zweiten Kompressor (2a) antreibt und einen Sensor (34), der einen zu dem Elektromotor (2b) eingespeisten Strom erfasst, und die Steuerung (4) außerdem programmiert ist, die vorhergesagte Drehzahl auf der Grundlage des in den Elektromotor (2b) des zweiten Kompressors (2a) eingespeisten Stromes zu korrigieren (S206).
Aufladevorrichtung nach jedem von Anspruch 3 bis Anspruch 6, wobei die Aufladevorrichtung außerdem einen Antriebsmotor (2b) aufweist, der den zweiten Kompressor (2a) antreibt und einen Sensor (33), der eine an den Elektromotor (2b) angelegten Spannung erfasst, und die Steuerung (4) außerdem programmiert ist, die vorhergesagte Drehzahl auf der Grundlage der an den Elektromotor (2b) angelegten Spannung des zweiten Kompressors (2a) zu korrigieren (S207).
Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Aufladevorrichtung außerdem aufweist einen Sensor (5, 9, 48, 49, 53, 54), der einen Parameter in Bezug auf die Festlegung des Bypassventils (3) in der geschlossenen Position erfasst, und eine programmierbare Steuerung (4), die programmiert ist, festzustel len, ob das Bypassventil (3) in der geschlossenen Position fixiert ist, oder nicht, auf der Grundlage des Parameters (S302- S304, S402, S404), und Zuführen von Energie zu dem Elektromotor (2b), um den zweiten Kompressor (2a) zu betätigen, wenn das Bypassventil (3) in der geschlossenen Position festgelegt ist (S504, S604).
Aufladevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuerung (4) außerdem programmiert ist, eine Bestimmung vorzunehmen, ob das Bypassventil (3) in der geschlossenen Position in einem feststehenden Intervall festgelegt ist, oder nicht, nachdem eine vorbestimmte Zeit von dem Starten des zweiten Kompressors (2a) vergangen ist (S302–S304), und Ausführen der Bestimmung in einem kürzeren Intervall als das feststehende Zeitintervall, bis die vorbestimmte Zeit von dem Starten des zweiten Kompressors (2a) vergangen ist (S402–S404).
Aufladevorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die Steuerung (4) außerdem programmiert ist, eine festgelegte Energie zu dem Elektromotor (2b) zuzuführen, wenn das Bypassventil (3) in der geschlossenen Position festgelegt ist.
Aufladevorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die Brennkraftmaschine (12) ein Motor (12) ist, der ein Fahrzeug antreibt, wobei das Fahrzeug ein Beschleunigerpedal aufweist, die Aufladevorrichtung außerdem einen Sensor (53) aufweist, der ein Niederdrücken des Beschleunigers erfasst, und die Steuerung (4) außerdem programmiert ist, eine Ziel- Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges entsprechend des Beschleunigemiederdrückens festzulegen (S503), und Energie dem Elektromotor (2b) entsprechend der Ziel- Fahrgeschwindigkeit zuzuführen (S504).
Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bist Anspruch 11, wobei das Fahrzeug außerdem aufweist eine Wechselstrommaschine, angetrieben durch den Motor (12), und eine Batterie, die durch die Wechselstrommaschine erzeugte Energie speichert und die Energie zu dem Elektromotor (12) zuführt, wobei die Aufladevorrichtung außerdem einen Sensor (55) aufweist, der einen Ladezustand der Batterie erfasst, und einen Sensor (49), der einen Energieerzeugungszustand der Wechselstrommaschine erfasst, und die Steuerung (4) außerdem programmiert ist, die Ziel- Fahrgeschwindigkeit zu vermindern, wenn der Ladezustand der Batterie einen vorbestimmten Ladezustand nicht erreicht hat und der Energieerzeugungszustand der Wechselstrommaschine einen vorbestimmten Energieerzeugungszustand nicht erreicht hat (S502, S506, S508).
Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bist Anspruch 12, wobei der Parametererfassungssensor (5, 9, 48, 49, 53, 54) einen Drucksensor (9) aufweist, der einen Druck des Einlasskanales (21) zwischen dem zweiten Kompressor (2a) und dem Motor (12) erfasst, und die Steuerung (4) außerdem programmiert ist zu bestimmen, dass das Bypassventil (3) in der geschlossenen Position feststehend ist, wenn der Druck gleich zu oder geringer als ein vorbestimmter Druck ist, nachdem der Betrieb des zweiten Kompressors (2a) gestoppt worden ist (S302, S304).
Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bist 13, wobei die Brennkraftmaschine (12) ein Motor (12) ist, der ein Fahrzeug antreibt, wobei das Fahrzeug ein Beschleunigerpedal aufweist, der Motor (12) eine Drossel (31a) aufweist, die in dem Einlasskanal (21) stromab des Bypassventils (3) installiert ist und die die gesamte Einlassluft- Strömungsrate des Motors (12) entsprechend einer Betätigung des Beschleunigerpedals erhöht oder venrmindert, wobei der Parametererfassungssensor (5, 9, 48, 49, 53, 54) aufweist den Strömungsraten- Erfassungssensor (5) der gesamten Einlassluft des Motors, einen Drehzahlsensor (48), der eine Drehzahl des Motors (12) erfasst, und einen Drosselöffnungssensor (54), der eine Öffnung der Drossel (31a) erfasst, und die Steuerung außerdem programmiert ist zu bestimmen, dass das Bypassventil (3) in der geschlossenen Position festgelegt ist, wenn die gesamte Einlassluft- Strömungsrate des Motors (12), wenn der Betrieb des zweiten Kompressors (2a) gestoppt worden ist, geringer als eine Einlassluft- Strömungsrate des Motors (12), berechnet aus der Drehzahl des Motors (12) und der Öffnung der Drossel (31a) (S303, S304), ist.
Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bist 14, wobei der Parametererfassungssensor (5, 9, 48, 49, 53, 54) einen Öffnungs- und Schließsensor (53) aufweist, der erfasst, ob das Bypassventil (3) in der geschlossenen Position ist, oder nicht, und die Steuerung (4) außerdem programmiert ist, zu bestimmen, dass das Bypassventil (3) in der geschlossenen Position festgelegt ist, wenn das Bypassventil (3) noch in der geschlossenen Position ist, nachdem der Betrieb des zweiten Kompressors (2a) gestoppt worden ist (S304, S404).
Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bist 15, wobei die Aufladevorrichtung außerdem aufweist einen Bypass- Kanal (7), der den Einlasskanal (20) stromauf des zweiten Kompressors (2a) und den Einlasskanal (21) stromab des zweiten Kompressors (2a) verbindet, wobei das Bypassventil (3) in dem Bypass-Kanal (7) vorgesehen ist, und einen Zwischenkühler (45), der die Einlassluft kühlt, wobei der Zwischenkühler (45) in dem Einlasskanal(20) stromauf des zweiten Kompressors (2a) zwischen einem Verzweigungspunkt des Einlasskanales (20) mit dem Bypass- Kanal (7) und dem ersten Kompressor (1a) installiert ist.
Aufladevorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Aufladevorrichtung außerdem einen zweiten Zwischenkühler (46) aufweist, der die Einlassluft kühlt, wobei der zweite Zwischenkühler (46) in dem Einlasskanal (21) stromab des zweiten Kompressors (2a) zwischen einem Verzweigungspunkt des Einlasskanals (21) mit dem Bypass- Kanal (7) und dem Motor (12) installiert ist.
Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Aufladevorrichtung außerdem aufweist einen Bypass- Kanal (7), der den Einlasskanal (20) stromauf des zweiten Kompressors (2a) und den Einlasskanal (21) stromab des zweiten Kompressors (2a) verbindet, wobei das Bypassventil (3) in dem Bypass-Kanal (7) vorgesehen ist, ein erster Zwischenkühler (45), installiert in dem Einlasskanal (20) stromauf des zweiten Kompressors (2a) zwischen dem Verzweigungspunkt des Einlasskanales (20) mit dem Bypass- Kanal (7) und dem zweiten Kompressor (2a), und ein zweiter Zwischenkühler (46), installiert in dem Einlasskanal (21) stromab des zweiten Kompressors (2a) zwischen einem Verzweigungspunkt des Einlasskanals (21) mit dem Bypass- Kanal (7) und dem Motor (12).
Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bist 18, wobei die Aufladevorrichtung außerdem eine Geschwindigkeitserhöhungsvorrichtung (42–44) aufweist, die den zweiten Kompressor (2a) und den Elektromotor (2b) verbindet.