DE112019001382T5

DE112019001382T5 - Steuergerät und steuerverfahren

Info

Publication number: DE112019001382T5
Application number: DE112019001382.3T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Komori; Shinya Sato; Katsuhiro Hoshino
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2019-04-08
Publication date: 2021-01-21
Also published as: WO2019225179A1; JPWO2019225179A1; JP7026217B2

Abstract

Vorgesehen ist ein Steuergerät, das in der Lage ist, die Genauigkeit der Ventilsteuerung zu verbessern, indem es die Möglichkeiten zum Lernen der Ventilsteuerung bei der Benutzung eines Fahrzeugs erhöht. Zu diesem Zweck umfasst ein Steuergerät 70, das in einem Hybridfahrzeug 100, umfassend einen Verbrennungsmotor 10 mit mindestens einem oder mehreren Ventilen (z.B. einer Drosselklappe 15 und einem AGR-Ventil 19), einen Motor 50, der das Hybridfahrzeug 100 antreibt, und einen Generator 20, der von dem Verbrennungsmotor 10 angetrieben wird, den Betrieb des Ventils steuert, ein Verbrennungsmotor-Steuergerät 741, das so konfiguriert ist, dass es in einem Motorantriebsmodus, in dem der Motor 50 das Hybridfahrzeug 100 antreibt, den Verbrennungsmotor 10 steuert, so dass ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit einem im Voraus eingestellten Lernbetriebspunkt übereinstimmt, und wobei eine Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 derart konfiguriert ist, dass sie, in einem von dem Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 so gesteuerten Zustand, so dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Lernbetriebspunkt übereinstimmt, den Betrieb des Ventils lernt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät und ein Steuerverfahren.
Stand der Technik
In jüngster Zeit erfreuen sich Hybridfahrzeuge, die mit einem Motor und einem Verbrennungsmotor ausgestattet sind, großer Beliebtheit. Bei einem solchen Hybridfahrzeug wird der Motor oder der Verbrennungsmotor je nach Bewegungszustand des Fahrzeugs hauptsächlich in seinem hocheffizienten Betriebsbereich angetrieben, wodurch ein niedriger Kraftstoffverbrauch und niedrige Abgasemissionen erreicht werden können.
Inzwischen wird eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors erwartet, um einen weiter niedrigen Kraftstoffverbrauch und niedrige Abgasemissionen bei Hybridfahrzeugen zu erzielen. Als eine der dafür geeigneten Technologien ist die externe Abgasrückführung (AGR) bekannt, bei der ein Teil des Abgases durch ein externes Rohr in eine Ansaugseite zurückgeführt wird. Die externe AGR ist weiter unterteilt in Hochdruck-AGR (HDAGR) und Niederdruck-AGR (NDAGR). Die NDAGR hat den Vorteil, dass ein AGR-Anwendungsbereich (im Folgenden auch als AGR-Bereich bezeichnet) breiter ist als der der HDAGR.
Diese NDAGR ist mit einem AGR-Ventil ausgestattet, das eine in die Ansaugseite zurückgeführte Abgasmenge reguliert. Die Menge des in die Ansaugseite rückgeführten Abgases wird durch Steuerung eines Öffnungsgrades des AGR-Ventils eingestellt, und somit wird eine Ist-AGR-Rate so gesteuert, dass sie mit einer Soll-AGR-Rate übereinstimmt. Als AGR-Ventilsteuerung werden die Vorsteuerung (feed forward - FF) und die Rückkopplungssteuerung (feed back - FB) verwendet, was zu einer Verbesserung der Genauigkeit dieser NDAGR-Steuerung führt. Darüber hinaus wird bei der Rückkopplungssteuerung des AGR-Ventils ein Korrekturwert für den Öffnungsgrad des AGR-Ventils als Lernwert gespeichert und der gespeicherte Lernwert beim nächsten Betrieb verwendet, wodurch die Genauigkeit der AGR-Ventilsteuerung verbessert werden kann.
Allerdings hat dieser NDAGR-Typ einen langen Weg vom AGR-Ventil zu einem Zylinder auf der Einlassseite, was zu einer größeren Verzögerung der AGR-Reaktion während der Rückkopplungssteuerung führt. Selbst wenn die Rückkopplungssteuerung auf die NDAGR zwecks Steuerung des AGR-Ventils angewandt wird, so dass eine Differenz zwischen der Soll-AGR-Rate und der Ist-AGR-Rate eliminiert wird, dauert es aufgrund der oben beschriebenen Reaktionsverzögerung eine gewisse Zeit, bis die Differenz beseitigt ist, so dass das AGR-Ventil übermäßig arbeitet. Dies führt gelegentlich zu einem Über- oder Unterschwingen des Steuerbetrags bei der AGR-Ventilsteuerung. Um ein solches Über- und Unterschwingen des Steuerbetrags zu verhindern, ist ein Verfahren zur Reduzierung einer Verstärkung der Rückkopplungssteuerung möglich. Eine Verringerung der Verstärkung würde jedoch längere Zeit erfordern, bis die Rückkopplungssteuerung konvergiert, und eignet sich nicht für die Rückkopplungssteuerung und die Lernsteuerung, insbesondere bei transientem Betrieb, bei dem sich der Steuerbetrag abrupt ändert. Die Steuerung in einem solchen Zustand kann zu fehlerhaftem Lernen führen.
In PTL 1 wird ein Steuergerät offenbart, das in der Lage ist, das irrtümliche Erlernen des Steuerbetrags eines AGR-Ventils zu verhindern und so das Auftreten von versehentlichem Zünden und Rotationsschwankungen sowie die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz zu unterdrücken.
Zitierliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2010-216436A
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
In dem in PTL 1 offenbarten Steuergerät ist das Lernen des AGR-Ventils nur dann beschränkt, wenn sich ein Verbrennungsmotor im stationären Betrieb befindet, um fehlerhaftes Lernen zu verhindern. Wenn eine Drehzahl des Verbrennungsmotors oder ein Öffnungsgrad des Gaspedals einen vorher festgelegten Schwellenwert überschreitet, wird festgestellt, dass sich der Verbrennungsmotor in einem transienten Betriebszustand befindet, und das Lernen des AGR-Ventils ist verboten (siehe 9).
Tatsächlich werden die Fahrzeuge jedoch selten im stationären Betrieb gefahren, und es besteht das Problem, dass die Lernmöglichkeiten begrenzt sind. Darüber hinaus hängt ein Betriebsbereich, in dem das Lernen möglich ist, von der Fahrweise eines Fahrers ab, und es besteht das Problem, dass das Lernen in einem Betriebsbereich, in dem die Genauigkeit der AGR-Steuerung verbessert werden soll, nicht immer möglich ist. Diese Probleme sind nicht auf das AGR-Ventil beschränkt, und das Gleiche gilt für andere im Verbrennungsmotor vorgesehene Ventile.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Steuergeräts, das in der Lage ist, die Genauigkeit der Ventilsteuerung zu steigern, indem die Möglichkeiten zum Erlernen des Ventilbetriebs erhöht werden, wenn ein Fahrzeug benutzt wird.
Lösung des Problems
Zur Lösung der oben genannten Probleme ist ein Steuergerät vorgesehen, das in einem Fahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem oder mehreren Ventilen, einen Motor zum Antreiben des Fahrzeugs und einen Generator, der von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, den Betrieb des Ventils steuert, wobei das Steuergerät Folgendes umfasst: ein Verbrennungsmotor-Steuergerät, das so konfiguriert ist, dass es in einem Motorantriebsmodus, in dem der Motor das Fahrzeug antreibt, den Verbrennungsmotor so steuert, dass ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mit einem im Voraus eingestellten Lernbetriebspunkt übereinstimmt, und eine Ventilbetriebs-Lerneinheit, die so konfiguriert ist, dass sie in einem von dem Verbrennungsmotor-Steuergerät so gesteuerten Zustand, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mit dem Lernbetriebspunkt übereinstimmt, den Betrieb des Ventils lernt.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Steuergeräts möglich, das in der Lage ist, die Genauigkeit der Ventilsteuerung zu steigern, indem die Möglichkeiten zum Erlernen des Ventilbetriebs erhöht werden, wenn ein Fahrzeug benutzt wird.
Figurenliste

[1] 1 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration eines mit einem Steuergerät ausgestatteten Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform.
[2] 2 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration eines Verbrennungsmotors.
[3] 3 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Hardware-Konfiguration des Steuergeräts.
[4] 4 ist eine Grafik zur Erläuterung eines Lernbetriebspunktes in einem Betriebsbereich des Verbrennungsmotors.
[5] 5 ist eine Grafik zur Erläuterung der Steuerung des Öffnungsgrades eines AGR-Ventils.
[6] 6 ist ein Flussdiagramm der grundlegenden Steuerung durch das Steuergerät.
[7] 7 ist ein Flussdiagramm der grundlegenden Steuerung durch ein Steuergerät nach einer zweiten Ausführungsform.
[8] 8 ist ein Flussdiagramm der grundlegenden Steuerung durch ein Steuergerät nach einer dritten Ausführungsform.
[9] 9 ist eine Grafik zur Erläuterung der AGR-Steuerung anhand eines Beispiels nach dem Stand der Technik.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Ausführungsformen wird ein Fall als Beispiel beschrieben, in dem ein Steuergerät 70 nach der vorliegenden Erfindung zum Lernen und Steuern des Betriebs eines AGR-Ventils 19, das in einem Verbrennungsmotor 10 angeordnet ist, angewendet wird.
<Konfiguration des Hybridfahrzeugs>
1 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration eines mit einem Steuergerät 70 ausgestatteten Hybridfahrzeugs 100 gemäß einer ersten Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, ist das Hybridfahrzeug 100 mit einem Verbrennungsmotor 10 und einem Generator 20 ausgestattet, die koaxial mit dem Verbrennungsmotor 10 verbunden sind. Der Verbrennungsmotor 10 treibt selektiv den Generator 20 oder eine andere fahrzeugseitige Einrichtung als den Generator 20 an. Ein solches Hybridfahrzeug, dessen Verbrennungsmotor 10 nur für den Antrieb des Generators 20 oder der vom Generator 20 verschiedenen fahrzeugeigenen Einrichtung und nicht für den direkten Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird, kann als serielles Hybridfahrzeug bezeichnet werden. Der Generator 20 ist mit einem Stromrichter 30 verbunden, der die vom Generator 20 erzeugte dreiphasige Wechselstromleistung in Gleichstromleistung umwandelt. Der Stromrichter 30 ist mit einer Batterie 40 verbunden, in der die Gleichstromleistung nach der Umwandlung durch den Stromrichter 30 akkumuliert wird. Darüber hinaus ist das Hybridfahrzeug 100 mit einem Motor 50 zum Antreiben des Hybridfahrzeugs 100 ausgestattet, wobei der Motor 50 über den Stromrichter 30 mit der in der Batterie 40 gespeicherten elektrischen Leistung versorgt wird. Die Antriebskraft des Motors 50 wird über ein Untersetzungsgetriebe 60 auf eine Achse 65 übertragen. Die Drehung der Achse 65 bewirkt, dass sich die Reifen 66 drehen, wodurch die Antriebskraft des Hybridfahrzeugs 100 erzeugt wird. Der Verbrennungsmotor 10 startet, wenn die Restkapazität der Batterie 40 unter einen vorgegebenen Schwellenwert sinkt, und treibt den Generator 20 an, um die Batterie 40 zu laden.
Darüber hinaus ist der Verbrennungsmotor 10 mit dem Steuergerät 70 (elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU)) verbunden, das den Ventilöffnungsbetrieb der verschiedenen im Verbrennungsmotor 10 vorhandenen Ventile steuert und erlernt.
<Konfiguration des Verbrennungsmotors>
Als Nächstes wird eine Konfiguration des Verbrennungsmotors 10 beschrieben.
2 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration des Verbrennungsmotors 10.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Verbrennungsmotor 10 einen Luftmengensensor 11 zum Messen einer von außen neu angesaugten Luftmenge, einen Kompressor 12 zum Aufladen, um mehr Ansauggas anzusaugen, einen Ladeluftkühler 13 zum Kühlen des aufgeladenen Ansauggases und eine Drosselklappe 15 zum Einstellen einer Menge des in einen Zylinder 14 anzusaugenden Ansauggases. In der Nähe der Drosselklappe 15 ist ein Drosselklappensensor 151 zum Erfassen eines Drosselklappen-Öffnungsgrades der Drosselklappe 15 angeordnet. Dazu gehören eine Zündkerze 141 zum Entzünden eines Gasgemischs im Zylinder 14 eines jeden Zylinders, eine Kraftstoffeinspritzanlage 142 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder 14 eines jeden Zylinders, ein Kolben 143 zum Komprimieren des Gasgemischs aus Kraftstoff und Luft, die in den Zylinder 14 eingeströmt ist, ein Einlassventil 144 zum Einstellen einer Menge des in den Zylinder 14 einströmenden Mischgases, ein Auslassventil 145, durch das das Abgas nach der Verbrennung ausgestoßen wird, einen Kurbelwinkelsensor 148 zum Erfassen von Signalen von einem Signalrotor 147, der an einer Kurbelwelle 146 befestigt ist, und einen Wassertemperatursensor 149 zum Messen der Temperatur des Kühlwassers des Verbrennungsmotors 10.
Darüber hinaus umfasst der Verbrennungsmotor 10 eine Turbine 16, die die kinetische Energie des Abgases über eine Welle auf den Kompressor 12 überträgt, und einen Drei-Wege-Katalysator 17, der Schadstoffe im Abgas reinigt. In der Nähe des Drei-Wege-Katalysators 17 befindet sich ein A/F-Sensor 171 zum Erfassen der Konzentration des im Abgas enthaltenen Sauerstoffs. Ferner sind ein Niederdruck-AGR-Rohr 18, das einen Auslasskanal stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators 17 (die Turbine 16) und einen Einlasskanal stromaufwärts des Kompressors 12 verbindet, um einen Teil des Abgases (nachstehend auch als AGR-Gas bezeichnet) aus dem Auslasskanal in den Einlasskanal zurückzuführen, sowie ein AGR-Ventil 19 vorhanden, das in diesem Niederdruck-AGR-Rohr 18 angeordnet ist, um eine Menge des in den Einlasskanal zurückgeführten AGR-Gases einzustellen. Darüber hinaus ist vor dem AGR-Ventil 19 ein AGR-Kühler 181 angeordnet, der das durch das Niederdruck-AGR-Rohr strömende AGR-Gas kühlt.
Die Ausgangssignale verschiedener Sensoren wie des Drosselklappensensors 151, des Luftmengensensors 11, des Kurbelwinkelsensors 148, des Wassertemperatursensors 149, des A/F-Sensors 171 und eines Beschleunigungssensors 80 (siehe 3) werden in das Steuergerät 70 eingegeben.
<Steuergerät>
Als Nächstes wird eine Hardware-Konfiguration des Steuergeräts 70 beschrieben.
3 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Hardware-Konfiguration des Steuergeräts 70.
Wie in 3 gezeigt, werden im Steuergerät 70 die Ausgangssignale der oben beschriebenen verschiedenen Sensoren in eine Eingangsschaltung 71 eingespeist. Die Eingangsschaltung 71 führt die Signalverarbeitung wie z.B. die Rauschunterdrückung aus den Ausgangssignalen der verschiedenen Sensoren durch und überträgt dann die aus der Signalverarbeitung resultierenden Signale an einen Eingangs-Ausgangs-Port 72. Die an den Eingangs-Ausgangs-Port 72 übertragenen Signale werden in einem RAM 73 gespeichert.
Die im RAM 73 gespeicherten Signale werden von einer CPU 74 verarbeitet. Ein Steuerprogramm, das Einzelheiten der Datenverarbeitung beschreibt, wird im Voraus in ein ROM 75 geschrieben. Die CPU 74 führt das im ROM 75 geschriebene Steuerprogramm aus, so dass Funktionen implementiert werden und die vorgegebene Datenverarbeitung durch die implementierten Funktionen ausgeführt wird. Die CPU 74 berechnet Werte, die die Betätigungsbeträge der jeweiligen Aktuatoren gemäß dem Steuerprogramm repräsentieren, wobei die berechneten Werte im RAM 73 gespeichert und dann an den Ein-/Ausgabeport 72 übertragen werden. Beispielsweise werden Antriebssignale zur Steuerung der Öffnungsgrade der verschiedenen Ventile, wie des AGR-Ventils 19, über eine Ventilantriebsschaltung 76 an Motoren (nicht abgebildet) ausgegeben, die die verschiedenen Ventile antreiben. Antriebssignale zum Erreichen eines Soll-Öffnungsgrades der Drosselklappe 15 werden über eine Drosselklappen-Antriebsschaltung 77 an einen Motor (nicht abgebildet) ausgegeben, der die Drosselklappe 15 antreibt. Ein Antriebssignal für die Kraftstoffeinspritzanlage 142 wird als EIN/AUS-Signal eingestellt, das EIN ist, wenn ein Ventil offen ist, und AUS, wenn das Ventil geschlossen ist, und das auf ausreichend Energie für den Antrieb der Kraftstoffeinspritzanlage 142 durch eine Kraftstoffeinspritzanlagen-Antriebsschaltung 78 verstärkt wird, die der Kraftstoffeinspritzanlage 142 zugeführt werden soll. Ein Betriebssignal, das an die Zündkerze 141 auszugeben ist, wird als EIN/AUS-Signal eingestellt, das EIN ist, wenn Strom zu einer Primärspule (nicht abgebildet) fließt, die in einer Zündausgangsschaltung 79 bereitgestellt wird, und AUS, wenn der Strom nicht fließt. Die Zündkerze 141 zündet, wenn der Strom von EIN nach AUS wechselt. Das im Eingangs-Ausgangs-Port 72 eingestellte Signal, das der Zündkerze 141 zugeführt werden soll, wird durch die Zündausgangsschaltung 79 auf die für die Zündung erforderliche Energie verstärkt und dann der Zündkerze 141 zugeführt. Das Steuergerät 70 führt eine Rückkopplungssteuerung unter Verwendung eines Ausgangswerts des A/F-Sensors 171 durch, um eine Kraftstoffeinspritzmenge oder eine Ansaugluftmenge sequentiell zu korrigieren, so dass die Reinigungseffizienz des Drei-Wege-Katalysators 17 optimal wird.
In der vorliegenden Erfindung steuert die CPU 74 des Steuergeräts 70 bei der Bestimmung der Notwendigkeit, den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 19 zu lernen, in einem Generatorantriebsmodus, in dem der Verbrennungsmotor 10 nur den Generator 20 antreibt, den Verbrennungsmotor 10 derart, dass ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit einem Lernbetriebspunkt übereinstimmt, der auf der Nutzungsfrequenz des AGR-Ventils 19 basiert (z.B. Hochfrequenznutzung), führt die Rückkopplungssteuerung in einem stationären Zustand am Lernbetriebspunkt durch und lernt daraufhin einen Korrekturwert für den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 19.
Wie oben beschrieben, treibt im Hybridfahrzeug 100 (serieller Hybrid), das die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 zum Antrieb des Generators 20 und der anderen fahrzeugseitigen Einrichtung nutzt, der Verbrennungsmotor 10 den Generator 20 an, um die Stromerzeugung zu starten, wenn die Restkapazität der Batterie 40 gleich oder kleiner als der Schwellenwert wird.
Beim Antreiben des Generators 20 zum Laden der Batterie 40 wird der Verbrennungsmotor 10 in einem Betriebsbereich angetrieben, in dem die Kraftstoffeffizienz optimal ist. In der Ausführungsform, wie in 4 dargestellt, steuert die CPU 74 bei der Bestimmung der Notwendigkeit, die Funktion des AGR-Ventils 19 zu lernen, den Verbrennungsmotor 10 (eine Motordrehzahl und ein Motordrehmoment) derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10, der gegenwärtig den Generator 20 antreibt, mit dem für das Lernen voreingestellten Lernbetriebspunkt übereinstimmt (z.B. Lernbetriebspunkte 310 bis 340). Obwohl 4 einen Fall zeigt, in dem die vier Lernbetriebspunkte 310, 320, 330 und 340 als Lernbetriebspunkte des AGR-Ventils 19 eingestellt sind, ist eine Anzahl der einzustellenden Lernbetriebspunkte nicht auf vier begrenzt, und die Anzahl und Positionen der Betriebspunkte können beliebig eingestellt werden. Hierin bedeutet der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 einen Betriebszustand, der von der Drehzahl und dem Drehmoment des Verbrennungsmotors 10 abhängt.
Wie in 3 gezeigt, verfügt die CPU 74 über ein Verbrennungsmotor-Steuergerät 741, das den Verbrennungsmotor 10 derart steuert, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem voreingestellten Lernbetriebspunkt 310 bis 340 übereinstimmt (siehe 4), und eine Ventilbetriebs-Lerneinheit 742, die den Betrieb des AGR-Ventils 19 in einem von dem Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 gesteuerten Zustand lernt, so dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Lernbetriebspunkt 310 bis 340 übereinstimmt. Die Verarbeitung im Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 und in der Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 wird im Generatorantriebsmodus durchgeführt, bei dem der Verbrennungsmotor 10 nur den Generator 20 antreibt und nicht die fahrzeugseitige Einrichtung (nicht abgebildet), die sich vom Generator 20 unterscheidet, antreibt. Es ist zu beachten, dass, wenn der Verbrennungsmotor 10 nur den Generator 20 antreibt, das Hybridfahrzeug 100 durch den Motor 50 angetrieben wird, so dass der Generatorantriebsmodus auch als Motorantriebsmodus bezeichnet werden kann. Da in diesem Generatorantriebsmodus (oder dem Motorantriebsmodus) der Verbrennungsmotor 10 die fahrzeugseitige Einrichtung (nicht abgebildet) mit Ausnahme des Generators 20 nicht direkt antreibt, kann der Verbrennungsmotor 10 an einem beliebigen Betriebspunkt betrieben werden.
Darüber hinaus verfügt die CPU 74 über eine Betriebspunkt-Einstelleinheit 743, die mehrere der Lernbetriebspunkte innerhalb eines Betriebsbereichs des Verbrennungsmotors 10 einstellt. Die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 stellt die Lernbetriebspunkte ein (z.B. die in 4 dargestellten Lernbetriebspunkte 310 bis 340), basierend auf der Frequenz, mit der der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 durchlaufen wird, wenn der Verbrennungsmotor 10 die fahrzeugseitige Einrichtung (nicht abgebildet), die sich vom Generator 20 unterscheidet, antreibt. Die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 legt z.B. als Lernbetriebspunkt einen Betriebspunkt fest, der im Vergleich zu anderen Betriebspunkten relativ häufig durchlaufen wird (z. B. mehrmals oder eine vorgegebene Anzahl von Malen oder mehr), wenn der Verbrennungsmotor 10 die fahrzeugseitige Einrichtung antreibt (nicht abgebildet). Das Phänomen, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 relativ häufig durchlaufen wird, führt zu einer häufigen Verwendung des AGR-Ventils 19.
Die CPU 74 verfügt außerdem über eine Ventilsteuerung 744, die das AGR-Ventil 19 auf der Grundlage des Betriebs des AGR-Ventils 19 steuert, der von der Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 gelernt wurde. Wenn der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 überhöht ist, gibt die Ventilsteuerung 744 Antriebssignale an die Ventilantriebsschaltung 76 aus, die auf dem Betrieb durch einen Ventilöffnungsbetrag des AGR-Ventils 19 basieren, der von der Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 gelernt wurde. Dadurch werden die Antriebssignale für den Antrieb des AGR-Ventils 19 über die Ventilantriebsschaltung 76 an den Ventilantriebsmotor (nicht abgebildet) ausgegeben, und der Antrieb des AGR-Ventils 19 wird gesteuert.
Wie oben beschrieben, stellt die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 die mehreren Lernbetriebspunkte 310 bis 340 zum Erlernen des Betriebs des AGR-Ventils 19 auf der Grundlage der Durchlauffrequenz des Betriebspunkts des Verbrennungsmotors 10 im Voraus ein. Beim Hybridfahrzeug 100 startet der Verbrennungsmotor 10 des Hybridfahrzeugs 100, wenn die Restkapazität der Batterie 40 niedrig ist, und treibt dann den Generator 20 an, um die Stromerzeugung zu starten, wodurch die CPU 74 der fahrzeugseitigen Einrichtung 70 die Korrekturwerte des Öffnungsgrads des AGR-Ventils 19 lernen kann. Die Verbrennungsmotorsteuerung 741 steuert die Motordrehzahl und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 10 im Generatorantriebsmodus derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem voreingestellten Lernbetriebspunkt 310 bis 340 übereinstimmt. Im stationären Zustand, in dem das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 jeweils die Motordrehzahl und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 10 derart steuert, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem voreingestellten Lernbetriebspunkt 310 bis 340 übereinstimmt, führt die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 die Rückkopplungssteuerung wie in 5 dargestellt durch und speichert im RAM 73 den Korrekturwert des Öffnungsgrades des AGR-Ventils 19 im stationären Zustand des Verbrennungsmotors 10. Die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 lernt die Öffnungsgrad-Korrekturwerte (Betrieb) des AGR-Ventils 19 in den jeweiligen Lern-Betriebspunkten, indem sie im RAM 73 die Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 im stationären Zustand in allen Lernbetriebspunkten speichert. Nach Abschluss des Lernens der Öffnungsgrad-Korrekturwerte (Betrieb) des AGR-Ventils 19 bei allen voreingestellten Lernbetriebspunkten 310 bis 340 steuert das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 die Motordrehzahl und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 10 derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 vom Lernbetriebspunkt 310 bis 340 zum Betriebspunkt zurückkehrt, bei dem die Kraftstoffeffizienz optimal ist.
<Steuerverfahren>
Als Nächstes wird ein Steuerverfahren der Lernsteuerung des Betriebs des AGR-Ventils 19 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 bestimmt, ob das Lernen der Korrekturwerte für den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 19 gestartet werden soll (Schritt 110). Wenn bestimmt wird, dass es sich um einen Lernstartzeitpunkt handelt (Schritt 111: Ja), fährt der Prozess mit Schritt 112 fort. Wenn andererseits bestimmt wird, dass es nicht der Lernstartzeitpunkt ist (Schritt 111: Nein), kehrt der Prozess zu Schritt 110 zurück, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 wartet, bis bestimmt wird, dass dies der Lernstartzeitpunkt ist.
Wenn bestimmt wird, dass eine Anforderung zum Umschalten in den Generatorantriebsmodus vorliegt, in dem der Verbrennungsmotor 10 nur den Generator antreibt (Schritt 112: Ja), treibt der Verbrennungsmotor 10 die fahrzeugseitige Einrichtung außer dem Generator 20 nicht an, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 wird in die Lage versetzt, die Korrekturwerte des Öffnungsgrads des AGR-Ventils 19 zu lernen. Somit fährt der Prozess mit Schritt 113 fort. Wenn andererseits bestimmt wird, dass keine Anforderung für den Wechsel in den Generatorantriebsmodus vorliegt (Schritt S112: Nein), wird der Verbrennungsmotor 10 verwendet, um die fahrzeugseitige Einrichtung mit Ausnahme des Generators 20 anzutreiben, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 ist nicht in der Lage, die Korrekturwerte für den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 19 zu lernen, und wartet daher, bis bestimmt wird, dass eine Anforderung für den Wechsel in den Generatorantriebsmodus vorliegt.
Danach steuert die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 die Motordrehzahl und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 10 derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Lernbetriebspunkt (z.B. den in 4 dargestellten Lernbetriebspunkten 310 bis 340) übereinstimmt, der aufgrund der Durchlauffrequenz des Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 voreingestellt ist (Schritt 113).
Die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 lernt den Öffnungsgrad-Korrekturwert des AGR-Ventils 19 bei jedem der mehreren Lernbetriebspunkte 310 bis 340, die von der Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 eingestellt wurden (Schritt 114).
Nach Abschluss des Lernens des Öffnungsgrad-Korrekturwerts des AGR-Ventils 19 im vorgegebenen Lernbetriebspunkt (z.B. dem Lernbetriebspunkt 310) bestimmt die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742, ob das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 in allen anderen vorgegebenen Lernbetriebspunkten (z. B. den Lernbetriebspunkten 320 bis 340) abgeschlossen ist (Schritt 115). Wenn bestimmt wird, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 bei allen Lernbetriebspunkten abgeschlossen ist (Schritt 115: Ja), fährt der Prozess mit Schritt 116 fort, und es wird bestimmt, dass die Lernsteuerung beendet ist. Anschließend steuert das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 die Motordrehzahl und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 10 derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Betriebspunkt übereinstimmt, bei dem die Kraftstoffeffizienz optimal ist (Schritt 117). Wenn andererseits bestimmt wird, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 in allen Lernbetriebspunkten nicht abgeschlossen ist (Schritt 115: Nein), kehrt der Prozess zu Schritt 112 zurück, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 setzt die Verarbeitung der Schritte 112 bis 115 fort, bis bestimmt wird, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 bei allen anderen voreingestellten Lernbetriebspunkten (z. B. den Lernbetriebspunkten 320 bis 340) durchgeführt wurde.
Wie oben beschrieben, umfasst in der ersten Ausführungsform (1) das Steuergerät 70, das im Hybridfahrzeug 100, umfassend den Verbrennungsmotor 10 mit mindestens einem oder mehreren Ventilen (z.B die Drosselklappe 15 und das AGR-Ventil 19), den Motor 50, der das Hybridfahrzeug 100 antreibt, und den Generator 20, der vom Verbrennungsmotor 10 angetrieben wird, den Betrieb des Ventils steuert, das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741, das so konfiguriert ist, dass es im Motorantriebsmodus, in dem der Motor 50 das Hybridfahrzeug 100 antreibt, den Verbrennungsmotor 10 steuert, so dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem im Voraus eingestellten Lernbetriebspunkt (z.B. Lernbetriebspunkt 310 bis 340) übereinstimmt, und wobei die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 derart konfiguriert ist, dass sie, in einem von dem Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 so gesteuerten Zustand, so dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Lernbetriebspunkt übereinstimmt, den Betrieb des Ventils lernt.
Mit dieser Konfiguration kann der Betriebspunkt innerhalb des Betriebsbereichs des Verbrennungsmotors 10 im Motorantriebsmodus, in dem der Verbrennungsmotor 10 nur den Generator 20 und der Motor 50 das Hybridfahrzeug 100 antreibt, frei bewegt werden, so dass der Lernbetriebspunkt des Ventils auch bei einem Betriebspunkt, der durchlaufen wird, wenn sich der Verbrennungsmotor 10 in einem transienten Zustand befindet, gelernt werden kann. Daher kann die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 des Steuergeräts 70 die Ventilbetriebs-Lernmöglichkeiten beim Einsatz des Fahrzeugs erhöhen und die Genauigkeit der Ventilsteuerung verbessern.
(2) Wie oben beschrieben, ist die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 enthalten, die die mehreren Lernbetriebspunkte innerhalb des Betriebsbereichs des Verbrennungsmotors 10 einstellt.
Da bei dieser Konfiguration die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 die mehreren Lernbetriebspunkte innerhalb des Betriebsbereichs des Verbrennungsmotors 10 einstellt, kann die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 den Betrieb des Ventils im gesteuerten Zustand lernen, in dem der Verbrennungsmotor 10 auf die mehreren Lernbetriebspunkte eingestellt ist. Dadurch ist es möglich, den Betrieb des Ventils in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 während der Fahrt des Hybridfahrzeugs 100 angemessen zu lernen und die Genauigkeit der Ventilsteuerung zu verbessern.
(3) Wie oben beschrieben, ist der Verbrennungsmotor 10 so ausgelegt, dass er den Generator 20 und die fahrzeugseitige Einrichtung (nicht abgebildet), die sich vom Generator 20 unterscheidet, antreiben kann, wobei die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 so konfiguriert ist, dass sie, nachdem der Verbrennungsmotor 10 in den Generatorantriebsmodus geschaltet wurde, um nur den Generator 20 anzutreiben, den Betrieb des Ventils in dem von der Steuereinheit 741 des Verbrennungsmotors gesteuerten Zustand lernt, so dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Lernbetriebspunkt übereinstimmt.
Da bei dieser Konfiguration die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 keinen Einfluss auf den Antrieb der fahrzeugseitigen Einrichtung (nicht abgebildet) hat, nachdem der Verbrennungsmotor 10 in den Generatorantriebsmodus geschaltet wurde, um nur den Generator 20 anzutreiben, kann das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 die Steuerung so durchführen, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit einem beliebigen Punkt innerhalb des Betriebsbereichs übereinstimmt. Daher kann die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 den Betrieb des Ventils bei einem beliebigen Lernbetriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 erlernen und die Ventilbetriebs-Lernmöglichkeiten erhöhen.
(4) Wie oben beschrieben, ist die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 so konfiguriert, dass sie den Lernbetriebspunkt auf der Grundlage der Durchlauffrequenz des Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 einstellt, wenn der Verbrennungsmotor 10 die fahrzeugseitige Einrichtung (nicht abgebildet) antreibt.
Mit dieser Konfiguration kann die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 den Betrieb des Ventils bei einem Lernbetriebspunkt, bei dem das Ventil häufig im Betrieb des Verbrennungsmotors 10 verwendet wird, angemessen lernen. Daher kann die Genauigkeit der Ventilsteuerung mit minimalem Lernaufwand effektiv verbessert werden.
(5) Wie oben beschrieben, ist das Ventil das AGR-Ventil 19, das die vom Auslasskanal in den Einlasskanal des Verbrennungsmotors 10 zurückgeführte Abgasmenge einstellt, wobei die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 so konfiguriert ist, dass sie den Lernbetriebspunkt innerhalb eines AGR-Bereichs des Verbrennungsmotors 10 einstellt.
Mit dieser Konfiguration kann die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 die Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 beim Lernbetriebspunkt lernen, der innerhalb des AGR-Bereichs des Verbrennungsmotors 10 eingestellt ist, so dass die AGR-Steuerung auf der Grundlage des Lernergebnisses des Öffnungsgrad-Korrekturwerts des AGR-Ventils 19 genau durchgeführt werden kann. Daher ist es möglich, die Rückkopplungssteuerung genau so durchzuführen, dass die Ist-AGR-Rate mit der Soll-AGR-Rate übereinstimmt, was zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und reduzierten Abgasen des Verbrennungsmotors führt 10. Hierin bedeutet die AGR-Rate ein Verhältnis des zurückgeführten AGR-Gases zur Summe aus der neuen Ansaugluft und dem rezirkulierten AGR-Gas auf der Ansaugseite.
(6) Wie oben beschrieben, stellt das AGR-Ventil 19 die Abgasmenge ein, die in den Abgaskanal stromabwärts der Turbine 16 und den Einlasskanal stromaufwärts des Kompressors 12 des Verbrennungsmotors 10 zurückgeführt wird, wobei die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 so konfiguriert ist, dass sie den Lernbetriebspunkt innerhalb des AGR-Bereichs des Verbrennungsmotors 10 einstellt.
Da das AGR-Ventil 19 im Niederdruck-AGR-System vorgesehen ist, ist es mit dieser Konfiguration möglich, die Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 im Niederdruck-AGR-System, das den weiten AGR-Bereich des Verbrennungsmotors 10 besitzt, genau zu lernen. Somit lassen sich der Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen des Verbrennungsmotors 10 auch im Niederdruck-AGR-System senken.
(7) Wie oben beschrieben, ist die Ventilsteuerung 744 enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie das AGR-Ventil 19 auf der Grundlage des von der Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 erlernten Betriebs des AGR-Ventils 19 steuert.
Mit dieser Konfiguration kann die Ventilsteuerung 744 die Ventilöffnung des AGR-Ventils 19 auf der Grundlage der von der Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 gelernten Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 angemessen steuern.
<Zweite Ausführungsform>
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
In der zweiten Ausführungsform speichert die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 in einem Speichergerät, wie z.B. dem RAM 73, einen Betriebspunkt, der im transienten Zustandsbetrieb des Verbrennungsmotors 10 häufig durchlaufen wird. Nachdem der Verbrennungsmotor 10 anhand des im RAM 73 o.ä. gespeicherten Betriebspunktes so gesteuert wird, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 zu dem aus dem RAM 73 ausgelesenen Betriebspunkt wechselt, lernt die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 die Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19. Dies unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform.
Zunächst speichert die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 im Betriebszustand wie dem stationären Zustand oder dem transienten Zustand des Verbrennungsmotors 10 mehrere Betriebspunkte, die auf der Durchlauffrequenz des Betriebspunkts des Verbrennungsmotors 10 basieren, im Voraus in einem Speichergerät wie dem RAM 73 (Schritt 120). Beispielsweise speichert die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 im RAM 73 Betriebspunkte, die von dem Verbrennungsmotor 10 im Betriebszustand wie dem stationären oder dem transienten Zustand häufiger als andere Betriebspunkte durchlaufen werden.
Die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 bestimmt, ob das Lernen der Korrekturwerte für den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 19 gestartet werden soll (Schritt 121). Wenn bestimmt wird, dass es sich um einen Lernstartzeitpunkt handelt (Schritt 122: Ja), fährt der Prozess mit Schritt 123 fort. Wenn andererseits bestimmt wird, dass es nicht der Lernstartzeitpunkt ist (Schritt 122: Nein), kehrt der Prozess zu Schritt 120 zurück, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 wartet, bis bestimmt wird, dass dies der Lernstartzeitpunkt ist.
Wenn bestimmt wird, dass eine Anforderung zum Umschalten in den Generatorantriebsmodus vorliegt, in dem der Verbrennungsmotor 10 nur den Generator antreibt (Schritt 123: Ja), treibt der Verbrennungsmotor 10 die fahrzeugseitige Einrichtung außer dem Generator 20 nicht an, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 wird in die Lage versetzt, die Korrekturwerte des Öffnungsgrads des AGR-Ventils 19 zu lernen. Somit fährt der Prozess mit Schritt 124 fort. Wenn andererseits bestimmt wird, dass keine Anforderung für den Wechsel in den Generatorantriebsmodus vorliegt (Schritt S123: Nein), wird der Verbrennungsmotor 10 verwendet, um die fahrzeugseitige Einrichtung mit Ausnahme des Generators 20 anzutreiben, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 ist nicht in der Lage, die Korrekturwerte für den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 19 zu lernen, und wartet daher, bis bestimmt wird, dass eine Anforderung für den Wechsel in den Generatorantriebsmodus vorliegt.
Die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 liest den in Schritt 120 im RAM 73 o.ä. gespeicherten Betriebspunkt und stellt den gelesenen Betriebspunkt als Lernbetriebspunkt ein. Anschließend steuert das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 die Motordrehzahl und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 10 derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem aus dem RAM 73 ausgelesenen Lernbetriebspunkt übereinstimmt (Schritt 124).
Die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 lernt den Öffnungsgrad-Korrekturwert des AGR-Ventils 19 bei jedem der mehreren Lernbetriebspunkte, die von der Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 eingestellt wurden (Schritt 125).
Nach Abschluss des Lernens des Öffnungsgrad-Korrekturwerts des AGR-Ventils 19 im vorgegebenen Lernbetriebspunkt bestimmt die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742, ob das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 in allen anderen vorgegebenen Lernbetriebspunkten abgeschlossen ist (Schritt 126). Wenn bestimmt wird, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 bei allen Lernbetriebspunkten abgeschlossen ist (Schritt 126: Ja), fährt der Prozess mit Schritt 127 fort, und es wird bestimmt, dass die Lernsteuerung beendet ist. Anschließend steuert das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 die Motordrehzahl und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 10 derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Betriebspunkt übereinstimmt, bei dem die Kraftstoffeffizienz optimal ist (Schritt 128). Wenn andererseits bestimmt wird, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 in allen Lernbetriebspunkten nicht abgeschlossen ist (Schritt 126: Nein), kehrt der Prozess zu Schritt 123 zurück, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 setzt die Verarbeitung der Schritte 123 bis 126 fort, bis bestimmt wird, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 bei allen anderen voreingestellten Lernbetriebspunkten durchgeführt wurde.
Wie oben beschrieben, speichert in der zweiten Ausführungsform die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 die mehreren Betriebspunkte, die auf der Basis der Durchlauffrequenz des Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 eingestellt sind (z.B. Betriebspunkte, die innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne häufiger durchlaufen werden als andere Betriebspunkte), im Voraus im RAM 73, und die Verbrennungsmotor-Steuerung 741 steuert den Verbrennungsmotor 10 derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem im RAM 73 gespeicherten Betriebspunkt (Lernbetriebspunkt) übereinstimmt. Daher kann die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 die Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 auf der Grundlage der Betriebspunkte (Lernbetriebspunkte) lernen, die im vergangenen Betrieb des Verbrennungsmotors 10 häufig durchlaufen wurden, so dass ein angemessenes Lernen des AGR-Ventils 19 auf der Grundlage der bisherigen Leistung möglich ist.
<Dritte Ausführungsform>
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
In der dritten Ausführungsform lernt die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 der CPU 74 die Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19, wenn eine Differenz zwischen der Soll-AGR-Rate und der Ist-AGR-Rate gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Dies unterscheidet sich von den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen.
Zunächst speichert die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 im Betriebszustand wie dem stationären Zustand oder dem transienten Zustand des Verbrennungsmotors 10 mehrere Betriebspunkte, die auf der Durchlauffrequenz des Betriebspunkts des Verbrennungsmotors 10 basieren, im Voraus in einem Speichergerät wie dem RAM 73 (Schritt 130). Beispielsweise speichert die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 im RAM 73 Betriebspunkte, die von dem Verbrennungsmotor 10 im Betriebszustand wie dem stationären oder dem transienten Zustand häufiger als andere Betriebspunkte durchlaufen werden.
Die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 bestimmt, ob das Lernen der Korrekturwerte für den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 19 gestartet werden soll (Schritt 131). Danach ermittelt die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 die Differenz zwischen der Soll-AGR-Rate am im RAM 73 oder ähnlichem gespeicherten Betriebspunkt, die auf der Durchlauffrequenz des Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 (z.B. ein vorgegebener Wert) basiert, und der Ist-AGR-Rate im aktuellen Betrieb, die vom Hybridfahrzeug 100 erhalten wird (Schritt 132). Wenn bestimmt wird, dass die Differenz gleich oder größer als ein bestimmter Schwellenwert ist (Schritt 133: Ja), wird die Notwendigkeit des Lernens bestimmt und der Prozess fährt mit Schritt S134 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Differenz unter einem bestimmten Schwellenwert liegt (Schritt S133: Nein), wird bestimmt, dass das Lernen angesichts der geringen Abweichung zwischen der Soll-AGR-Rate und der Ist-AGR-Rate unnötig ist, woraufhin der Prozess endet.
Wenn bestimmt wird, dass eine Anforderung zum Umschalten in den Generatorantriebsmodus vorliegt, in dem der Verbrennungsmotor 10 nur den Generator antreibt (Schritt 134: Ja), treibt der Verbrennungsmotor 10 die fahrzeugseitige Einrichtung außer dem Generator 20 nicht an, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 wird in die Lage versetzt, die Korrekturwerte des Öffnungsgrads des AGR-Ventils 19 zu lernen. Somit fährt der Prozess mit Schritt 135 fort. Wenn andererseits bestimmt wird, dass keine Anforderung für den Wechsel in den Generatorantriebsmodus vorliegt (Schritt S134: Nein), wird der Verbrennungsmotor 10 verwendet, um die fahrzeugseitige Einrichtung mit Ausnahme des Generators 20 anzutreiben, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 ist nicht in der Lage, die Korrekturwerte für den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 19 zu lernen, und wartet daher, bis bestimmt wird, dass eine Anforderung für den Wechsel in den Generatorantriebsmodus vorliegt.
Die Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 liest den in Schritt 130 im RAM 73 o.ä. gespeicherten Betriebspunkt und stellt den gelesenen Betriebspunkt als Lernbetriebspunkt ein. Anschließend steuert das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 die Motordrehzahl und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 10 derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem aus dem RAM 73 ausgelesenen Lernbetriebspunkt übereinstimmt (Schritt 135).
Die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 lernt den Öffnungsgrad-Korrekturwert des AGR-Ventils 19 bei jedem der mehreren von der Betriebspunkt-Einstelleinheit 743 (Schritt 136) eingestellten Lernbetriebspunkte (z. B. die Lernbetriebspunkte 310 bis 340).
Nach Abschluss des Lernens des Öffnungsgrad-Korrekturwerts des AGR-Ventils 19 im vorgegebenen Lernbetriebspunkt bestimmt die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742, ob das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 in allen anderen vorgegebenen Lernbetriebspunkten abgeschlossen ist (Schritt 137). Wenn bestimmt wird, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 bei allen Lernbetriebspunkten abgeschlossen ist (Schritt 137: Ja), fährt der Prozess mit Schritt 138 fort, und es wird bestimmt, dass die Lernsteuerung beendet ist. Anschließend steuert das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 die Motordrehzahl und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 10 derart, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Betriebspunkt übereinstimmt, bei dem die Kraftstoffeffizienz optimal ist (Schritt 139). Wenn andererseits bestimmt wird, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 in allen Lernbetriebspunkten nicht abgeschlossen ist (Schritt 137: Nein), kehrt der Prozess zu Schritt 134 zurück, und die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 setzt die Verarbeitung der Schritte 134 bis 137 fort, bis bestimmt wird, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 bei allen anderen voreingestellten Lernbetriebspunkten durchgeführt wurde.
(8) Wie oben beschrieben, ist die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 der CPU 74 so konfiguriert, dass sie bei der Bestimmung, dass die Differenz zwischen der im Voraus in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 eingestellten Soll-AGR-Rate und der Ist-AGR-Rate im gleichen Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 gleich oder größer als der Schwellenwert ist, feststellt, dass das Lernen des Betriebs des AGR-Ventils 19 erforderlich ist.
Bei dieser Konfiguration bestimmt die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742, dass das Lernen der Öffnungsgrad-Korrekturwerte des AGR-Ventils 19 unnötig ist, wenn die Differenz zwischen der Soll-AGR-Rate und der Ist-AGR-Rate kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist. Dadurch kann verhindert werden, dass das Verbrennungsmotor-Steuergerät 741 unnötigerweise eine Steuerung ausführt, so dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Lernbetriebspunkt übereinstimmt, und der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 10 kann gesenkt werden. Darüber hinaus vergleicht die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 die Soll-AGR-Rate mit der Ist-AGR-Rate in einem vorbestimmten Zyklus in Echtzeit, um die Notwendigkeit des Lernens des AGR-Ventils 19 zu bestimmen, und kann daher das AGR-Ventil 19 zu einem notwendigen Zeitpunkt effizient lernen.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde der Fall als Beispiel beschrieben, in dem das erfindungsgemäße Steuergerät 70 auf das Serien-Hybridfahrzeug angewandt wird, in dem der Verbrennungsmotor 10 den Generator 20 und die andere fahrzeugseitige Einrichtung, die sich vom Generator 20 unterscheidet, antreibt und nicht direkt das Hybridfahrzeug 100 antreibt. Das Steuergerät 70 kann jedoch zur Steuerung eines anderen Hybridfahrzeugtyps verwendet werden. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Steuergerät 70 auf ein Steuergerät eines Parallel-Hybridfahrzeugs angewendet werden, das entweder von einem Motor 50 oder einem Verbrennungsmotor 10 angetrieben wird. Insbesondere kann der Verbrennungsmotor 10 so ausgelegt sein, dass er den Generator 20 und das Hybridfahrzeug 100 antreiben kann, wobei die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 so konfiguriert werden kann, dass sie, nachdem der Verbrennungsmotor 10 in den Generatorantriebsmodus geschaltet wurde, um nur den Generator 20 anzutreiben, den Betrieb des AGR-Ventils 19 in dem von der Steuereinheit 741 des Verbrennungsmotors gesteuerten Zustand lernt, so dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit dem Lernbetriebspunkt übereinstimmt. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, im Generatorantriebsmodus, bei dem der Verbrennungsmotor 10 nur den Generator 20 antreibt und nicht am Direktantrieb des Hybridfahrzeugs 100 beteiligt ist, eine Steuerung so durchzuführen, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mit einem beliebigen Lernbetriebspunkt übereinstimmt, der im Betriebszustand (dem stationären und dem transienten Zustand) des Parallel-Hybridfahrzeugs häufig durchlaufen wird. Daher kann die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 das AGR-Ventil 19 nicht nur im stationären Zustand, sondern auch im transienten Zustand lernen und damit die Ventillern-Möglichkeiten erhöhen. Infolgedessen kann das Steuergerät 70 den Betrieb des AGR-Ventils 19 angemessen lernen und die Genauigkeit der AGR-Steuerung durch die Rückkopplungssteuerung verbessern.
Ferner wurde in den oben beschriebenen Ausführungsformen als Beispiel der Fall beschrieben, in dem die Lernsteuerung des AGR-Ventils 19 durchgeführt wird. Das Ventil ist jedoch nicht auf das AGR-Ventil 19 beschränkt, solange es im Verbrennungsmotor 10 angeordnet ist, und kann z.B. die Drosselklappe 15 sein. Das Ventil kann ein Ventil sein, das sich von den im Verbrennungsmotor vorhandenen Ventilen unterscheidet 10.
Der oben beschriebene Generatorantriebsmodus umfasst nicht nur einen Zustand, in dem der Verbrennungsmotor 10 den Generator 20 antreibt, sondern auch einen Zustand, in dem der Verbrennungsmotor 10 nicht den Generator 20 antreibt und eine geringe Arbeitsbelastung hat, solange der Motor 50 das Hybridfahrzeug 100 antreibt. Daher ist es möglich, den Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 im Betriebszustand, wie dem stationären und dem transienten Zustand, willkürlich zu verschieben, so dass die Ventilbetriebs-Lerneinheit 742 das Ventil in einem gesteuerten Zustand, in dem der Verbrennungsmotor 10 auf einen willkürlichen Lernbetriebspunkt gesetzt wird, angemessen lernen kann.
Obwohl die Beispiele für die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, kann die vorliegende Erfindung eine Kombination aller Ausführungsformen oder eine willkürliche Kombination von zwei oder mehr Ausführungsformen umfassen.
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise die gesamte Konfiguration der Ausführungsform. Ein Teil der Konfiguration der Ausführungsform kann durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, oder die Konfiguration der Ausführungsform kann durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden.
Darüber hinaus kann ein Teil der Konfiguration der Ausführungsform zu der Konfiguration einer anderen Ausführungsform hinzugefügt, entfernt oder ersetzt werden.
Bezugszeichenliste

10: Hybridfahrzeug
11: Luftmengensensor
12: Kompressor
13: Ladeluftkühler
14: Zylinder
141: Zündkerze
142: Kraftstoffeinspritzanlage
143: Kolben
144: Einlassventil
145: Auslassventil
146: Kurbelwelle
147: Signalrotor
148: Kurbelwinkelsensor
149: Wassertemperatursensor
15: Drosselklappe
151: Drosselklappen-Sensor
16: Turbine
17: Drei-Wege-Katalysator
171: AlF-Sensor
18: AGR-Durchlauf
181: AGR-Kühler
19: AGR-Ventil
20: Generator
30: Stromrichter
40: Batterie
50: Motor
60: Untersetzungsgetriebe
65: Achse
66: Reifen
70: Steuergerät
71: Eingangsschaltung
72: Eingangs-Ausgangs-Port
73: RAM
74: CPU
741: Verbrennungsmotor-Steuergerät
742: Ventilbetriebs-Lerneinheit
743: Betriebspunkt-Einstelleinheit
744: Ventilsteuerung
75: ROM
76: Ventilantriebsschaltung
77: Drosselklappen-Antriebsschaltung
78: Kraftstoffeinspritzanlagen-Antriebsschaltung
79: Zündausgangsschaltung
100: Hybridfahrzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010216436 A [0007]

Claims

Steuergerät, das in einem Fahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem oder mehreren Ventilen, einen Motor zum Antreiben des Fahrzeugs und einen Generator, der von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, den Betrieb des Ventils steuert, wobei das Steuergerät Folgendes umfasst: ein Verbrennungsmotor-Steuergerät, das so konfiguriert ist, dass es in einem Motorantriebsmodus, in dem der Motor das Fahrzeug antreibt, den Verbrennungsmotor so steuert, dass ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mit einem im Voraus eingestellten Lernbetriebspunkt übereinstimmt, und eine Ventilbetriebs-Lerneinheit, die so konfiguriert ist, dass sie in einem von dem Verbrennungsmotor-Steuergerät so gesteuerten Zustand, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mit dem Lernbetriebspunkt übereinstimmt, den Betrieb des Ventils lernt.
Steuergerät nach Anspruch 1, umfassend eine Betriebspunkt-Einstelleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie mehrere Lernbetriebspunkte innerhalb eines Betriebsbereichs des Verbrennungsmotors einstellt.
Steuergerät nach Anspruch 2, wobei der Verbrennungsmotor dazu ausgelegt ist, den Generator und eine fahrzeugseitige Einrichtung, die sich von dem Generator unterscheidet, anzutreiben, und wobei die Ventilbetriebs-Lerneinheit so konfiguriert ist, dass sie, nachdem der Verbrennungsmotor in einen Generatorantriebsmodus geschaltet wurde, um nur den Generator anzutreiben, den Betrieb des Ventils in dem von der Brennkraftmaschinensteuerung gesteuerten Zustand lernt, so dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mit dem Lernbetriebspunkt übereinstimmt.
Steuergerät nach Anspruch 2, wobei der Verbrennungsmotor dazu ausgelegt ist, den Generator und das Fahrzeug anzutreiben, und wobei die Ventilbetriebs-Lerneinheit so konfiguriert ist, dass sie, nachdem der Verbrennungsmotor in einen Generatorantriebsmodus geschaltet wurde, um nur den Generator anzutreiben, den Betrieb des Ventils in dem von der Brennkraftmaschinensteuerung gesteuerten Zustand lernt, so dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mit dem Lernbetriebspunkt übereinstimmt.
Steuergerät nach Anspruch 3, wobei die Betriebspunkt-Einstelleinheit so konfiguriert ist, dass sie den Lernbetriebspunkt auf der Grundlage der Durchlauffrequenz des Betriebspunktes des Verbrennungsmotors einstellt, wenn der Verbrennungsmotor die fahrzeugseitige Einrichtung antreibt.
Steuergerät nach Anspruch 4, wobei die Betriebspunkt-Einstelleinheit so konfiguriert ist, dass sie den Lernbetriebspunkt auf der Grundlage der Durchlauffrequenz des Betriebspunktes des Verbrennungsmotors einstellt, wenn der Verbrennungsmotor das Fahrzeug antreibt.
Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Ventil ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) ist, das eine Abgasmenge einstellt, die von einem Auslasskanal in einen Einlasskanal des Verbrennungsmotors zurückgeführt wird, und wobei die Betriebspunkt-Einstelleinheit so konfiguriert ist, dass sie den Lernbetriebspunkt innerhalb eines AGR-Bereichs des Verbrennungsmotors einstellt.
Steuergerät nach Anspruch 7, wobei das Ventil das AGR-Ventil ist, das die Abgasmenge einstellt, die in den Auslasskanal stromabwärts einer Turbine und den Einlasskanal stromaufwärts eines Kompressors des Verbrennungsmotors zurückgeführt wird, und wobei die Betriebspunkt-Einstelleinheit so konfiguriert ist, dass sie den Lernbetriebspunkt innerhalb des AGR-Bereichs des Verbrennungsmotors einstellt.
Steuergerät nach Anspruch 8, wobei die Ventilbetriebs-Lerneinheit so konfiguriert ist, dass sie bei der Bestimmung, dass eine Differenz zwischen einer im Voraus in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors eingestellten Soll-AGR-Rate und einer Ist-AGR-Rate im gleichen Betriebszustand des Verbrennungsmotors gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, feststellt, dass das Lernen des Betriebs des AGR-Ventils erforderlich ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, umfassend ein Ventilsteuergerät, das so konfiguriert ist, dass es das Ventil auf der Grundlage des von der Ventilbetriebs-Lerneinheit erlernten Betriebs des Ventils steuert.
Steuerverfahren zum Steuern, in einem Fahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem oder mehreren Ventilen, einen Motor, der das Fahrzeug antreibt, und einen von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Generator, des Betriebs des Ventils, wobei das Steuerverfahren Folgendes umfasst: einen Schritt zum Bestimmen, ob ein Motorantriebsmodus eingeschaltet ist, in dem der Motor das Fahrzeug antreibt; einen Schritt, bei dem bei der Bestimmung, dass der Motorantriebsmodus eingeschaltet ist, der Verbrennungsmotor so gesteuert wird, dass ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mit einem im Voraus festgelegten Lernbetriebspunkt übereinstimmt; und einen Schritt des Lernens des Betriebs des Ventils in einem Zustand, der so gesteuert wird, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mit dem Lernbetriebspunkt im Schritt der Steuerung des Verbrennungsmotors übereinstimmt.