DE3710195A1 - Dieselmotor mit einem mechanisch angetriebenen lader - Google Patents

Dieselmotor mit einem mechanisch angetriebenen lader

Info

Publication number
DE3710195A1
DE3710195A1 DE19873710195 DE3710195A DE3710195A1 DE 3710195 A1 DE3710195 A1 DE 3710195A1 DE 19873710195 DE19873710195 DE 19873710195 DE 3710195 A DE3710195 A DE 3710195A DE 3710195 A1 DE3710195 A1 DE 3710195A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
engine
load
predetermined
speed
operating state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19873710195
Other languages
English (en)
Other versions
DE3710195C2 (de
Inventor
Hidenori Tateno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE3710195A1 publication Critical patent/DE3710195A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3710195C2 publication Critical patent/DE3710195C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/11Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump driven by other drive at starting only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/14Control of the alternation between or the operation of exhaust drive and other drive of a pump, e.g. dependent on speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einem mechanisch angetriebenen Lader ausgestatteten Dieselmotor.
Zwei der großen Vorteile von Dieselmotoren sind, daß einmal die Kosten für in Dieselmotoren verwendeten Kraftstoff in manchen Ländern, z.B. in Japan, günstiger sind als die Ko­ sten für Benzin und daß zum anderen der Kraftstoffverbrauch von Dieselmotoren niedriger ist als derjenige von Ottomo­ toren. Um die Vorteile von Dieselmotoren noch zu steigern, wurden demzufolge Anstrengungen unternommen, den Kraftstoff­ verbrauch so weit wie möglich zu verringern. Bei einem Die­ selmotor mit einer Wirbel- oder Vorkammer werden der Kraft­ stoffverbrauch und die Ausgangsleistung nach Beendigung des Warmlaufens in Übereinstimmung mit dem geometrischen Verdichtungsverhältnis ε (im folgenden als Verdichtungs­ verhältnis ε bezeichnet), wie die Fig. 6 zeigt, verändert, und bei einem derartigen Dieselmotor kann der geringste Kraftstoffverbrauch erhalten werden, wenn das Verdichtungsverhältnis ε etwa 16:1-18:1 beträgt. Folg­ lich weist bei einem derartigen Dieselmotor der Brennraum vorzugsweise ein Verdichtungsverhältnis ε von 16:1-18:1 auf.
Wenn sich jedoch bei diesem Dieselmotor der Kolben nahe dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub befindet und die Temperatur der im Brennraum komprimierten Luft nicht über die Zündtemperatur des von einem Kraftstoff-Einspritzventil eingespritzten Kraftstoffs ansteigt, so ist es unmöglich, den Kraftstoff zu zünden und zu verbrennen. Bei einem Die­ selmotor mit einem Verdichtungsverhältnis von etwa 16:1 -18:1 steigt die Lufttemperatur im Brennraum über die Zünd­ temperatur des Kraftstoffs an,nachdem der Motor warmgelau­ fen ist. Jedoch steigt in einem bestimmten Motorbetriebszu­ stand, wie bei einem Kaltstart des Motors, die Lufttempera­ tur im Brennraum nicht über die Kraftstoff-Zündtemperatur an, so daß es nicht möglich ist, den Motor zu betreiben. Darüber hinaus ist es, wenn die Menge an vom Einspritzventil eingespritztem Kraftstoff gering ist und somit die im Brenn­ raum erzeugte Hitze klein ist, wie im Leerlauf oder in einem extrem niedrigen Betriebszustand, obwohl die Lufttemperatur im Brennraum über die Zündtemperatur des Kraftstoffs hinaus ansteigen kann, die Erhöhung in der Temperatur des Kraft­ stoffs unzureichend, was zu einer unvollkommenen Verbren­ nung, zu Zündaussetzern und zur Erzeugung von weißem Rauch führt. Ferner wird, wenn der Motor unter einem niedrigen Atmosphärendruck betrieben wird, z.B. in großer Höhe, der Bereich des Motorbetriebszustands, in dem die Lufttemperatur im Brennraum nicht über die Kraftstoff-Zündtemperatur an­ steigt, erweitert. Deshalb wird bei einem herkömmlichen Die­ selmotor normalerweise ein Verdichtungsverhältnis von 20:1 -23:1 vorgesehen, so daß die Lufttemperatur im Brennraum über die Kraftstoff-Zündtemperatur selbst dann ansteigen kann, wenn ein Kaltstart ausgeführt oder der Motor in großer Höhe betrieben wird. Hat der Motor jedoch ein Verdichtungs­ verhältnis von 20:1-23:1, so erhöht sich, wie die Fig.6 zeigt, der Kraftstoffverbrauch nach dem Warmlauf, womit einer der großen Vorteile des Dieselmotors beseitigt wird.
Um die Ausgangsleistung eines Motors zu steigern, ist es bekannt, diesen mit einem Turbolader auszustatten. Da jedoch der Turbolader durch die Energie des Abgases betrieben wird, kann die Drehzahl des Turboladers, wenn der Motor mit niedri­ ger Drehzahl oder unter einer leichten Last läuft, auf Grund des Energiemangels der Abgase nicht ausreichend erhöht wer­ den, so daß ein Turboladerbetrieb nicht in zufriedenstellen­ der Weise ausgeführt wird. Selbst wenn der Dieselmotor mit einem Turbolader ausgerüstet ist, so kann folglich, wenn der Motor ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16:1-18:1 hat, die Lufttemperatur im Brennraum nicht über die Kraft­ stoff-Zündtemperatur zum Zeitpunkt eines Kaltstarts des Mo­ tors ansteigen. Infolgedessen muß ein mit einem Turbolader ausgestatteter Dieselmotor ein Verdichtungsverhältnis von etwa 20:1-23:1 haben.
Es ist ferner ein Dieselmotor bekannt, der mit einem vom Motor selbst mechanisch angetriebenen Lader ausgestattet ist. Da bei diesem Dieselmotor der Lader beim Starten des Motors angetrieben wird, wird wegen der zusätzlich dem Motor vom Lader zugeführten Luft die Lufttemperatur im Brennraum beim Start des Motors erhöht. Demzufolge steigt bei diesem Dieselmotor, selbst wenn er ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16:1-18:1 hat, die Lufttemperatur im Brennraum über die Kraftstoff-Zündtemperatur an. Weil es für diesen Motor möglich ist, ein Verdichtungsverhältnis von 16:1-18:1 vor­ zusehen, besteht insofern auch die Möglichkeit, den Kraft­ stoffverbrauch zu verbessern. Jedoch wird bei diesem Motor der Lader durch den Motor ständig angetrieben, so daß der Ladevorgang auch ausgeführt wird, wenn der Motor in einem mittleren Lastbereich betrieben wird, in dem ein Auflade­ betrieb nicht notwendig ist. Demzufolge wird bei einem Be­ trieb des Motors im mittleren Lastbereich die vom Kolben auszuübende Kompressionskraft gesteigert, und gleichzeitig tritt ein Verlust in der Ausgangsleistung des Motors auf, was auf der Notwendigkeit für den Antrieb des Laders beruht. Insofern tritt bei einem derartigen Dieselmotor das Problem eines Anstiegs im Kraftstoffverbrauch auf.
Es ist ein weiterer Dieselmotor bekannt, bei dem der Turbola­ der und der mechanisch angetriebene Lader hintereinander in der Ansaugleitung des Motors angeordnet sind. Bei diesem Motor ist eine den mechanisch angetriebenen Lader umgehende Umgehungsleitung vorgesehen (siehe die ungeprüfte JP-GM- Schrift Nr. 59-67 537). Wenn die Drehzahl des Motors hö­ her als ein vorbestimmter Wert ist, so wird der Betrieb des mechanisch angetriebenen Laders unterbrochen, und wenn die Drehzahl des Motors geringer als ein vorbestimmter Wert ist, dann wird der mechanisch angetriebene Lader in Gang gesetzt. Da bei diesem Motor, wenn er mit einer niedrigen Drehzahl betrieben wird, bei der der Turbolader nicht arbeitet, der Ladevorgang durch den mechanisch getriebenen Lader ausge­ führt wird, ist es möglich, die Ausgangsleistung des Motors auch dann zu erhöhen, wenn dieser bei niedriger Drehzahl betrieben wird. Darüber hinaus besteht, wenn die Drehzahl des Motors ansteigt, die Möglichkeit, den Kraftstoffver­ brauch zu verbessern, weil der mechanisch getriebene Lader stillgesetzt wird.
Bei diesem Motor wird der mechanisch angetriebene Lader be­ trieben, wenn, wie oben gesagt wurde, der Motor mit einer geringen Drehzahl betrieben wird, wobei das Ziel dessen darin liegt, die Ausgangsleistung des Motors zu verbessern, wenn dieser mit niedriger Drehzahl läuft. Selbst wenn der mecha­ nisch angetriebene Lader so gesteuert wird, daß er bei einem Betrieb des Motors mit niedriger Drehzahl betrieben wird, so ist es jedoch ungewiß, ob der mechanisch angetriebene Lader im Zeitpunkt des Anlassens des Motors, d.h. bei einem Motorstart, wobei der Motor keine Ausgangsleistung erzeugt, betrieben wird oder nicht. Wenn bei diesem Motor der mecha­ nisch angetriebene Lader bei dem Starten des Motors nicht betrieben wird, so ist es unmöglich, das Verdichtungsverhält­ nis zu erniedrigen, weshalb es auch unmöglich ist, einen vorteilhaften Kraftstoffverbrauch zu erhalten.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Dieselmotor zu schaf­ fen, bei dem das Verdichtungsverhältnis niedriger angesetzt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Dieselmo­ tor geschaffen, der umfaßt: einen vom Abgas des Motors ange­ triebenen Turbolader, eine Ansaugleitung, einen mechanisch vom Motor angetriebenen, in der Ansaugleitung angeordneten Lader, eine Kopplungssteuereinrichtung, die eine mechani­ sche Kopplung zwischen dem mechanisch angetriebenen Lader sowie dem Motor steuert, eine mit der Ansaugleitung stromab vom mechanisch angetriebenen Lader verbundene Umgehungslei­ tung, eine einen in der Umgehungsleitung fließenden Umge­ hungsluftstrom regelnde Regeleinrichtung, eine erste, einen Startvorgang des Motors erfassende Fühleinrichtung, eine zweite, einen Betriebszustand des Motors erfassende Fühlereinrichtung und eine Steuereinrichtung, die die Kopplungssteuereinrichtung sowie die Regeleinrichtung im Ansprechen auf Ausgangssignale von der ersten Fühleinrichtung sowie der zweiten Fühlerein­ richtung zur Herstellung einer Kopplung des mechanisch ange­ triebenen Laders mit dem Motor sowie zum Absperren des Umge­ hungsluftstroms bei einem Starten oder bei einem Betrieb des Motors in einem vorbestimmten ersten Betriebszustand und zur Trennung des mechanisch angetriebenen Laders vom Motor sowie zum Ermöglichen einer Umgehungsluftströmung bei einem Betrieb des Motors in einem vorbestimmten zweiten Betriebszustand steuert.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an­ hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemä­ ßen Dieselmotors in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 ein Blockdiagramm des in Fig.1 dargestellten elektronischen Steuergeräts;
Fig. 3 Diagramme zur Erläuterung des Betriebs des mecha­ nisch angetriebenen Laders und des Umgehungsventils bei der ersten Ausführungsform;
Fig. 4 einen Flußplan zur Durchführung der Steuerung des Ladebetriebs;
Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Wartezeit und der Kühlwassertemperatur des Motors;
Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Ausgangsleistung und des Kraftstoffverbrauchs des Motors;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines erfindungsge­ mäßen Dieselmotors in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 8 ein Blockdiagramm des elektronischen Steuergeräts von Fig. 7;
Fig. 9 Diagramme zur Erläuterung des Betriebs des mecha­ nisch angetriebenen Laders und des Umgehungsventils bei der zweiten Ausführungsform;
Fig. 10 einen Flußplan zur Durchführung der Steuerung des Ladebetriebs;
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Dieselmotors in einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfin­ dung;
Fig. 12 Diagramme zur Erläuterung des Betriebs des mechanisch angetriebenen Laders und des Umgehungsventils bei der dritten Ausführungsform.
Der in Fig. 1 gezeigte Dieselmotor 1 umfaßt einen Zylinder­ block 2, einen in dem Zylinderblock 2 hin- und herbewegbaren Kolben 3, einen Zylinderkopf 4, einen zwischen dem Kolben 3 sowie dem Zylinderkopf 4 ausgebildeten Brennraum 5, ein Einlaßventil 6, einen Ansaugkanal 7, eine Wirbelkammer 8, ein in der Wirbelkammer angeordnetes Kraftstoff-Einspritz­ ventil 9 und eine die Wirbelkammer 8 mit dem Brennraum 5 verbindende Bohrung 10. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Diesel­ motor ist das Verdichtungsverhältnis geringer als bei einem gewöhnlichen Dieselmotor, d.h., der Dieselmotor 1 hat ein Verdichtungsverhältnis von beispielweise etwa 16:1-18:1. Dieses Verdichtungsverhältnis ist für alle anderen Ausfüh­ rungsformen gemäß der Erfindung das gleiche. Die Erfindung kann auch bei einem Dieselmotor zur Anwendung kommen, der eine Wirbel- oder Vorkammer nicht aufweist, wobei bei einem solchen Motor das Verdichtungsverhältnis normalerweise bei etwa 16:1-18:1 liegt, wobei jedoch bei Anwendung der Er­ findung auf einen derartigen Motor diesem ein Verdichtungs­ verhältnis von 12:1-14:1 gegeben wird.
Am Zylinderkopf 4 ist ein (nicht gezeigtes) Auslaßventil angeordnet, durch das der Brennraum 5 mit der Abgasleitung 11 in Verbindung steht. Der Ansaugkanal 7 ist mit einem übli­ chen Ausgleichbehälter 13, der mit einem Turbolader 30 über eine Ansaugleitung 14 in Verbindung steht, über eine Zweig­ leitung 12 verbunden. In der Ansaugleitung 14 ist ein mecha­ nisch angetriebener Lader (Ladegebläse) 15 angeordnet. Von der Ansaugleitung 14 zweigt stromauf vom mechanisch ange­ triebenen Lader 15 eine Umgehungsleitung 16 ab, die mit dem Ausgleichbehälter 13 verbunden ist und in der ein Umgehungs­ ventil 17 liegt. Dieses Umgehungsventil 17 wird von einem mit Unterdruck betätigten Membran-Stellantrieb mit einer Unterdruckkammeer 18 betätigt, wobei die Unterdruckkammer 18 über ein Magnetventil 19, das zur Atmosphäre geöffnet werden kann, mit einem Unterdruckbehälter 20 verbunden ist. Wenn die Unterdruckkammer 18 unter Steuerung durch das Magnet­ ventil 19 mit dem Unterdruckbehälter 20 verbunden ist, so wird das Umgehungsventil 17 geöffnet, während zum Schließen des Umgehungsventils 17 die Unterdruckkammer 18 unter ent­ sprechender Steuerung des Magnetventils 19 zur Atmosphäre geöffnet wird. Das Magnetventil 19 wird durch ein Ausgangs­ signal von einem elektronischen Steuergerät 40 gesteuert.
Wie die Fig. 2 zeigt, ist das elektronische Steuergerät 40 als ein Computer ausgebildet und umfaßt einen Festwertspei­ cher (ROM) 42, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 43, eine Zentraleinheit (Mikroprozessor usw.) 44, einen Ein­ gangskanal 45 und einen Ausgangskanal 46. Der ROM 42, der RAM 43, die ZE 44, der Eingangskanal 45 und der Ausgangs­ kanal 46 sind untereinander durch einen Datenbus 41 verbun­ den. Das Magnetventil 19 ist an den Ausgangskanal 46 über eine Treiberschaltung 47 angeschlossen.
Gemäß Fig. 1 ist eine Antriebsriemenscheibe 21 an der Kur­ belwelle 1 a des Motors 1 angebracht, die über einen Riemen 22 eine Riemenscheibe 23 antreibt, welche mit dem mechanisch getriebenen Lader 15 durch eine Elektromagnetkupplung (EM- Kupplung) 24 gekoppelt ist. Wenn die EM-Kupplung 24 einge­ rückt ist, dann wird der Lader 15 vom Dieselmotor 1 mecha­ nisch angetrieben, und wenn die EM-Kupplung gelöst ist, so steht der mechanisch getriebene Lader 15 still. Wie die Fig. 2 zeigt, ist die EM-Kupplung 24 mit dem Ausgangskanal 46 durch eine Treiberschaltung 48 verbunden und wird durch ein Ausgangssignal vom elektronischen Steuergerät 40 ge­ steuert.
Gemäß Fig. 1 ist nahe der Antriebsriemenscheibe 21 ein Kur­ belwinkelfühler 25 angeordnet, der bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 1 a um einen vorbestimmten Winkel einen Ausgangs­ impuls erzeugt. Der Kurbelwinkelfühler 25 ist, wie Fig. 2 zeigt, mit dem Eingangskanal 45 verbunden, wobei die Dreh­ zahl des Motors 1 aus den Ausgangsimpulsen des Kurbelwinkel­ fühlers berechnet wird.
Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist am Zylinderblock 2 ein die Temperatur des Kühlwassers des Motors 1 erfassender Tem­ peraturfühler 26 angebracht, der, wie die Fig. 2 zeigt, mit dem Eingangskanal 45 über einen A/D-Wandler 49 verbunden ist. Der Temperaturfühler 26 erzeugt eine der Kühlwasser­ temperatur des Motors 1 proportionale Ausgangsspannung.
Wie die Fig. 2 zeigt, ist ein Gaspedal 27 a mit einem die Stellung des Gaspedals 27 a ermittelnden Lastfühler 27 ver­ bunden, der über einen A/D-Wandler 50 an den Eingangskanal 45 angeschlossen ist. Der Lastfühler 27 erzeugt eine der Neigung des Gaspedals 27 a, d.h. der Motorbelastung, propor­ tionale Ausgangsspannung. Des weiteren ist mit dem Eingangs­ kanal 45 über einen A/D-Wandler 51 ein Atmosphärendruckfüh­ ler 28 verbunden, der eine dem Atmosphärendruck proportiona­ le Ausgangsspannung liefert. Mit dem Eingangskanal 45 ist ferner ein Anlaßschalter 29 verbunden, der eine AN-Stellung einnimmt, wenn der (nicht gezeigte) Anlassermotor betrieben wird, um den Motor 1 zu starten. Demzufolge ist es möglich, aus dem Ausgangssignal des Anlaßschalters 29 festzustellen, ob der Anlassermotor arbeitet oder nicht.
Gemäß Fig. 1 umfaßt der Turbolader 30 einen Kompressor 31 und eine Turbine 32. Die Ansaugleitung 14 ist mit der Außen­ luft (Atmosphäre) über den Kompressor 31 sowie ein Luftfil­ ter 33 verbunden, während die Abgasleitung 11 mit einem Abgas- Austrittskanal 35 über einen Abgas-Eintrittskanal 34 und die Turbine 32 verbunden ist. Der Abgas-Eintrittskanal 34 und der Abgas-Austrittskanal 35 sind untereinander durch einen die Turbine 32 umgehenden Abgas-Umgehungskanal 36 ver­ bunden, in dem ein von einem Membran-Stellantrieb 37 betä­ tigtes Abgas-Absperrventil 38 angeordnet ist. Der Membranraum 39 des Stellantriebs 37 steht mit der Ansaugleitung 14 in Verbindung. Wenn der Druck, d.h. der Ladedruck, in der An­ saugleitung 14 erhöht wird, so wird der Öffnungsgrad des Abgas-Absperrventils 38 vergrößert, womit die im Abgas-Um­ gehungskanal 36 strömende Abgasmenge vergrößert wird. Da als Ergebnis dessen die Drehzahl der Turbine 32 sowie des Kompressors 31 vermindert wird, wird folglich der Ladedruck herabgesetzt. Das Abgas-Absperrventil 38 regelt demzufolge den Ladedruck, so daß dieser nicht über einen vorbestimmten Ladedruck hinausgeht.
Wenn bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform die EM- Kupplung 24 eingerückt und insofern vom Motor 1 angetrieben wird, wird das Umgehungsventil 17 geschlossen. Umgekehrt wird bei gelöster EM-Kupplung 24 und damit Stillstand des mechanisch getriebenen Laders 15 das Umgehungsventil 17 geöff­ net gehalten.
Die Fig. 3 erläutert die Steuerung des mechanisch angetrie­ benen Laders 15 und des Umgehungsventils 17, die im Anspre­ chen auf eine Änderung in der Motordrehzahl, der Motorbela­ stung, der Kühlwassertemperatur und des Atmosphärendrucks ausgeführt wird. Die in Fig. 3 angeführten Buchstaben (A) bis (D) geben die Steuerung in den folgenden Motorbetriebs­ zuständen wieder:
  • A) das Fahrzeug wird in niedriger Höhenlage vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
  • B) das Fahrzeug wird in niedriger Höhenlage nach Beendigung des Warmlaufens betrieben;
  • C) das Fahrzeug wird in großer Höhe vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
  • D) das Fahrzeug wird in großer Höhe nach Beendigung des Warmlaufens betrieben.
In Fig. 3 bezeichnen die schraffierten Bereiche P und Q solche, in denen der mechanisch angetriebene Lader betrie­ ben wird und darüber hinaus das Umgehungsventil 17 geschlos­ sen ist. Der übrige Bereich gibt einen solchen an, in dem der mechanisch getriebene Lader stillsteht und darüber hinaus das Umgehungsventil 17 geöffnet bleibt. Ferner ist in Fig. 3 auf der Ordinate die Motorbelastung L und auf der Abszisse die Motordrehzahl NE aufgetragen. Des weiteren bezeichnet die strich-punktierte Linie X in Fig. 3 die untere Grenze des möglichen Ladebetriebs des Turboladers 30, d.h., der Ladebetrieb des Turboladers 30 wird in einem oberhalb dieser Linie X liegenden Motorbetriebszustand durchgeführt. Das bedeutet, daß der Ladebetrieb des Turboladers 30 dann durch­ geführt wird, wenn der Motor bei einer mittleren Drehzahl unter einer hohen Last oder bei einer hohen Drehzahl unter einer mittleren und hohen Last arbeitet.
lm folgenden wird die Steuerung des mechanisch angetriebe­ nen Laders 15 und des Umgehungsventils 17 in den Betriebs­ zuständen (A), (B), (C) und (D) im einzelnen be­ schrieben.
A) Betrieb in niedriger Höhenlage vor Beendigung des Warmlaufs
Wie durch die schraffierte Fläche Q gezeigt ist, wird in diesem Zustand der Lader 15 mechanisch betrieben, wenn der Motor unter einer mittleren oder leichten Last bei einer Drehzahl, die geringer als eine vorbestimmte feste Dreh­ zahl ist, z.B. 600 U/min, arbeitet. Das bedeutet, daß bei einem Motorstart der mechanisch getriebene Lader 15 arbeitet und das Umgehungsventil 17 geschlossen ist. Wie oben erwähnt wurde, ist es durch Betreiben des Laders 15 bei einem Motor­ start möglich, den Druck der Luft im Brennraum 5 zu erhöhen, bevor der Verdichtungshub beginnt. Demzufolge kann, auch wenn der Motor ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16:1 - 18:1 hat, die Lufttemperatur im Brennraum 5 über die Kraft­ stoff-Zündtemperatur am Ende des Verdichtungshubes erhöht werden, so daß es möglich ist, den Motor leicht und ohne Schwierigkeiten zu starten.
Wie ferner durch die Fläche P gezeigt ist, wird, wenn der Motor bei einer niedrigen oder mittleren Drehzahl arbeitet,die nie­ driger ist als NE 1, falls die Motorlast L über L 1 hinaus­ geht, der mechanisch angetriebene Lader 15 betrieben.
Ferner wird bei manchen Motoren die Lufttemperatur im Brenn­ raum 5 nicht ausreichend erhöht, wenn der Motor mit niedri­ ger Drehzahl unter einer leichten Last vor Beendigung des Warmlaufens betrieben wird. Bei anderen Motoren wird die Lufttemperatur im Brennraum 5 manchmal nicht ausreichend angehoben, wenn der Motor bei niedriger oder mittlerer Dreh­ zahl vor Beendigung des Warmlaufens arbeitet. Bei derartigen Motoren kann der mechanisch angetriebene Lader 15 zusätz­ lich in dem von den gestrichelten Linien S oder R in Fig. 3 (A) umschlossenen Bereichen betrieben werden.
B) Betrieb in niedriger Höhenlage nach Beendigung des Warmlaufs
Wie durch die schraffierte Fläche P angegeben ist, wird in diesem Zustand der mechanisch angetriebene Lader 15 nur be­ trieben, wenn der Motor bei einer niedrigen oder mittleren Drehzahl unter einer hohen Last arbeitet, wobei der Zustand ausgenommen wird, in dem der Motor nach Beendigung des Warm­ laufens wieder gestartet wird. Das bedeutet, daß der mecha­ nisch angetriebene Lader 15 arbeitet, wenn die Motordrehzahl NE geringer als NE 1 und wenn die Motorlast L höher als L 1 ist. Arbeitet der Motor mit hoher Drehzahl unter einer hohen Belastung, d.h., die Drehzahl NE ist höher als NE 1 und die Motorlast L ist höher als L 1, dann wird der Betrieb des La­ ders 15 beendet und das Umgehungsventil 17 geöffnet. Darüber hinaus wird, wenn der Motor 1 mit Teillast betrieben wird, d.h, wenn die Motorlast L geringer ist als L 1, der Betrieb des mechanisch getriebenen Laders 15 ebenfalls unterbrochen und das Umgehungsventil 17 geöffnet. Demzufolge wird bei einem Teillast-Motorbetrieb Luft in den Ausgleichbehälter 13 über die Umgehungsleitung 16 eingeführt, wobei diese Luft, solange der Turbolader 39 nicht arbeitet, nicht unter Druck gesetzt ist. Gemäß der Erfindung hat der Motor 1 ein Ver­ dichtungsverhältnis von etwa 16:1-18:1. Jedoch kann, wenn der Warmlauf des Motors beendet ist, selbst wenn, wie oben erwähnt wurde, die Luft nicht unter Druck gesetzt ist, die Lufttemperatur im Brennraum 5 über die Kraftstoff-Zündtempe­ ratur angehoben werden, womit es möglich ist, eine stabile Verbrennung zu erhalten. Darüber hinaus wird, wenn dem Motor 1 ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16:1-18:1 gegeben wird, die vom Kolben auszuübende Kompressionskraft vermin­ dert, wodurch die Möglichkeit zur Verbesserung des Kraft­ stoffverbrauchs gegeben ist. Da ferner der Betrieb des mecha­ nisch getriebenen Laders beendet wird, wird der Ausgangslei­ stungsverlust des Motors 1 vermindert, was den Kraftstoff­ verbrauch noch weiter vermindert. Das bedeutet, daß durch Erniedrigen des Verdichtungsverhältnisses im Vergleich zu üblichen Dieselmotoren und durch Unterbrechen des Betriebs des mechanisch getriebenen Laders 15 die Möglichkeit gegeben ist, den Kraftstoffverbrauch, wenn der Motor 1 unter Teillast arbeitet, zu minimieren.
Bei einigen Motoren nimmt die Temperatur des Motors 1, wenn dieser im Leerlauf oder unter extrem niedriger Last betrie­ ben wird oder wenn das Fahrzeug unter Einspritzung von Kraft­ stoff vom Kraftstoff-Einspritzventil 9 eine Talfahrt aus­ führt, ab, so daß die Lufttemperatur im Brennraum 5 nicht über die Kraftstoff-Zündtemperatur angehoben werden kann.
Als Ergebnis dessen treten Zündaussetzer auf und wird wei­ ßer Rauch erzeugt. Bei derartigen Motoren wird vorzugsweise der mechanisch angetriebene Lader 15 in dem von der gestri­ chelten Linie T in Fig. 3 (B) umrahmten Bereich betrieben. Zusätzlich wird, wie durch den Bereich Q angegeben ist, der mechanisch getriebene Lader 15 betrieben, wenn der Motor nach Beendigung des Warmlaufens wieder gestartet wird.
Aus der Fig. 3 (B) ergibt sich klar, daß bei einem Betrieb des Motors 1 mit niedriger Drehzahl bei hoher Last der Lade­ betrieb des Turboladers 30 nicht ausgeführt wird. Da jedoch zu diesem Zeitpunkt der mechanisch getriebene Lader 15 arbei­ tet, wird durch diesen der Ladevorgang bewirkt, so daß es möglich ist, die Ausgangsleistung des Motors 1 auch dann zu erhöhen, wenn dieser mit niedriger Drehzahl bei hoher Last arbeitet.
Wenn der Motor 1 mit einer mittleren Drehzahl unter hoher Last arbeitet, so wird der Ladebetrieb durch den Turbolader 30 und der Ladebetrieb durch den mechanisch getriebenen La­ der 15 gleichzeitig ausgeführt, so daß ein zweistufiger Ladebetrieb vorliegt. Da der Druck im Ansaugkanal 7 ausrei­ chend vermindert ist, ist es als Ergebnis dessen möglich, die Ausgangsleistung des Motors 1 beträchtlich zu erhöhen.
Wird der Motor 1 mit hoher Drehzahl unter hoher Last betrie­ ben, so wird der Ladebetrieb durch den mechanisch getriebe­ nen Lader 15 beendet und nur durch den Turbolader 30 ausge­ führt. Arbeitet der Motor 1 mit hoher Drehzahl unter hoher Last, so liegt eine hohe Abgasenergie vor, so daß durch den Turbolader 30 der Luftdruck stark erhöht wird. Demzufolge ist es möglich, den Druck der in den Brennraum 5 allein durch den Turbolader 30 eingeführten Luft ausreichend zu erhöhen. Insofern ist es zu dieser Zeit nicht nötig, den mechanisch getriebenen Lader i 5 tätig werden zu lassen.
Durch Stillsetzen des mechanisch getriebenen Laders 15 wird darüber hinaus der Verlust in der Ausgangsleistung des Motors 1 vermindert, womit wiederum die Möglichkeit zu einer Herab­ setzung im Kraftstoffverbrauch besteht.
C) Betrieb in großer Höhe vor Beendigung des Warmlaufs
In großer Höhe nimmt die Dichte der Luft im Vergleich zur Luftdichte in geringer Höhe ab. Demzufolge wird bei einem Betrieb des Fahrzeugs in großer Höhe der Luftdruck im Brenn­ raum 5 im Vergleich zu dem Fall, wobei das Fahrzeug in gerin­ ger Höhenlage betrieben wird, niedriger, so daß der Motor­ betriebsbereich, in dem die Lufttemperatur im Brennraum 5 nicht über die Kraftstoff-Zündtemperatur hinausgeht, erwei­ tert wird. Demzufolge wird, wie durch den Bereich P in Fig. 3 (C) angegeben ist, vor einer Beendigung des Warmlaufens der mechanisch getriebene Lader 15 automatisch in Betrieb gesetzt, wenn der Motor 1 gestartet wird, und zusätzlich wird dieser Lader 15 auch betrieben, wenn der Motor unter Teillast bei einer niedrigen oder mittleren Drehzahl arbei­ tet. Bei manchen Motoren ist es nötig, den mechanisch ange­ triebenen Lader 15 in dem von der gestrichelten Linie U in Fig. 3 (C) umrahmten Bereich zu betreiben. Demzufolge wird bei diesen Motoren der mechanisch angetriebene Lader 15 in allen Betriebszuständen des Motors 1 betrieben.
D) Betrieb in großer Höhe nach Beendigung des Warmlaufs
In diesem Zustand wird, wie durch den Bereich P in Fig. 3 (D) angegeben ist, der mechanisch angetriebene Lader 15 mit einer niedrigen oder mittleren Drehzahl bei einer rela­ tiv hohen Last betrieben. Das bedeutet, daß dann, wenn die Motordrehzahl NE geringer als NE 1 und die Motorlast L höher als L 2 ist, der Lader 15 betrieben wird. Zusätzlich wird dieser Lader 15, wie durch den Bereich Q in Fig. 3 (D) ange­ geben ist, betrieben, wenn der Motor 1 mit niedriger Drehzahl unter einer hohen Last oder mit niedriger Drehzahl unter einer mittleren Last oder mit einer mittleren Drehzahl unter einer hohen Last betrieben wird, wobei die Motorlast L 2 in Fig. 3 (D) geringer ist als die Motorlast L 1 in Fig. 3 (A) und (B) sowie der Bereich Q in Fig. 3 (D) größer ist als der Bereich Q in Fig. 3 (B). Bei manchen Motoren ist es notwendig, den mechanisch getriebenen Lader 15 in dem von der gestri­ chelten Linie V in Fig. 3 (D) umschlossenen Bereich zu betrei­ ben. Bei diesen Motoren wird der mechanisch angetriebene Lader 15 in allen Betriebszuständen des Motors 1 betrieben.
Der Betriebsbereich und der untätige Bereich des mechanisch angetriebenen Laders 15 sowie der Öffnungs- und Schließbe­ reich des Umgehungsventils 17, die in den Fig. 3 (A), (B), (C) und (D) dargestellt sind, werden im ROM 42 in Form einer Tafel (Map) gespeichert.
Die Fig. 4 zeigt einen Flußplan, der zur Steuerung des mecha­ nisch angetriebenen Laders 15 und des Umgehungsventils 17 entsprechend der unter Bezugnahme auf Fig. 3 gegebenen Erläu­ terung benutzt wird.
Im Schritt 60 (Fig. 4) wird bestimmt, ob der Anlaßschalter 29 AN ist, d.h., ob der (nicht gezeigte) Anlassermotor ar­ beitet. Ist der Anlaßschalter 29 AN, so geht das Programm zum Schritt 61, in dem der mechanisch angetriebene Lader 15 durch Einrücken der EM-Kupplung 24 betrieben und gleich­ zeitig das Umgehungsventil 17 geschlossen wird. Dann wird auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur des Motors 1 im Schritt 62 eine Wartezeit T 0 bestimmt. Wie die Fig. 5 zeigt, nimmt diese Wartezeit T 0 mit ansteigender Kühlwassertempera­ tur K des Motors 1 ab. Die Beziehung zwischen der Wartezeit T 0 und der Temperatur K, die in Fig. 5 gezeigt ist, wird im ROM 42 gespeichert, weshalb im Schritt 62 die Wartezeit T 0 aus der im ROM 42 gespeicherten Beziehung erhalten wird. Wenn der Anlaßschalter 29 von AN zu AUS umgeschaltet wird, dann geht das Programm vom Schritt 60 zum Schritt 63, in dem bestimmt wird, ob die verstrichene Zeit T größer geworden ist als die Wartezeit T 0, d.h., ob eine Zeit T 0 nach dem Abschalten des Anlaßschalters verstrichen ist. Wenn TT 0 ist, so wird der Prozeßzyklus beendet. Demzufolge läuft der mechanisch angetriebene Lader 15 eine geringe Zeit­ spanne nach dem Starten des Motors 1 weiter, wobei die Länge der Zeitspanne, während welcher der Lader 15 weiterläuft, mit dem Abfallen der Kühlwassertemperatur K länger wird. Bei dem Abfallen der Kühlmitteltemperatur K können leichter Zündaussetzer und weißer Rauch erzeugt werden. Durch eine Verlängerung der Betriebszeit des mechanisch angetriebenen Laders 15 bei einem Abfallen der Kühlmitteltemperatur K ist es insofern möglich, Zündaussetzer und die Erzeugung von weißem Rauch nach dem Starten des Motors 1 zu verhindern.
Wenn im Schritt 63 entschieden wird, daß die verstrichene Zeit T die Wartezeit T 0 übersteigt, so geht das Programm zum Schritt 64, in dem bestimmt wird, üb die Kühlmitteltem­ peratur K höher ist als eine vorbestimmte feste Temperatur K 0, d.h., ob der Warmlauf des Motors 1 beendet ist. Wenn KK 0 ist, dann geht das Programm zum Schritt 65, in dem entschieden wird, ob der Atmosphärendruck P höher als ein vorbestimmter fester Druck P 0 ist, d.h., ob das Fahrzeug auf einer niedrigen Höhenlage betrieben wird. Ist P<P 0, so geht das Programm zum Schritt 66, womit die Steue­ rund des mechanisch angetriebenen Laders 15 und des Umgehungs­ ventils 17 auf der Grundlage der in Fig. 3 gezeigten Map (A) ausgeführt wird. Ist PP 0, d.h., das Fahrzeug wird in großer Höhe betrieben, so geht das Programm zum Schritt 67, wobei die Steuerung des Laders 15 und des Umgehungsven­ tils 17 auf der Grundlage der Map (C) von Fig. 3 ausgeführt wird.
Ist K<K 0, d.h., daß der Warmlauf des Motors 1 beendet ist, dann geht das Programm zum Schritt 68, in dem bestimmt wird, ob der Atmosphärendruck größer ist als P 0. Wenn P<P 0 ist, dann geht das Programm zum Schritt 69, womit die Steuerung des mechanisch angetriebenen Laders 15 und des Umgehungsven­ tils 17 auf der Grundlage der Map (B) von Fig. 3 ausgeführt wird. Ist PP 0, so geht das Programm zum Schritt 70, wo­ mit die Steuerung des Laders 15 und des Umgehungsventils 17 auf der Grundlage der Map (D) von Fig. 3 durchgeführt wird.
Die Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfin­ dung, die sich von der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausfüh­ rungsform in den folgenden Punkten unterscheidet. Zusätzlich zum (ersten) Umgehungsventil 17 ist ein weiteres Umgehungs­ ventil 80 vorhanden, das im folgenden als zweites Umgehungs­ ventil bezeichnet wird, und es ist der Ausgleichbehälter 13 mit dem Luftfilter 33 über das zweite Umgehungsventil 80 sowie eine weitere Umgehungsleitung 81 verbunden. Die Unterdruckkammer 18 des ersten Umgehungsventils 17 ist mit dem Unterdruckbehälter 20 über ein erstes Magnetventil 19, das zur Atmosphäre geöffnet werden kann, verbunden, während die Unterdruckkammer 82 des zweiten Umgehungsventils 80 mit dem Unterdruckbehälter 20 über ein zweites Magnetventil 83, das zur Atmosphäre geöffnet werden kann, in Verbindung steht. Wie die Fig. 8 zeigt, sind das erste und das zweite Magnetventil 19 bzw. 83 mit dem Ausgangskanal 46 über zuge­ ordnete Treiberschaltungen 47 bzw. 52 verbunden.
Die Fig. 9 zeigt die Steuerung des mechanisch angetriebenen Laders 15, des ersten Umgehungsventils 17 sowie des zweiten Umgehungsventils 80, die im Ansprechen auf eine Änderung in der Motordrehzahl, der Motorlast, der Kühlwassertempera­ tur und des Atmosphärendrucks durchgeführt wird. Die Buch­ staben (A), (B), (C) und (D) in Fig. 9 beziehen sich auf die Steuerung in den folgenden Betriebszuständen des Motors in der gleichen Weise, wie in Fig. 3 erläutert wurde.
  • A) das Fahrzeug wird in niedriger Höhenlage vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
  • B) das Fahrzeug wird in niedriger Höhenlage nach Beendigung des Warmlaufens betrieben;
  • C) das Fahrzeug wird in großer Höhe vor Beendigung des Warm­ laufens betrieben;
  • D) das Fahrzeug wird in größer Höhe nach Beendigung des Warmlaufens betrieben.
In Fig. 9 bezeichnen die Bereiche P, P′, Q und der restli­ che Bereich die folgenden Zustände:
a) Bereiche P und Q
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird betrieben. Darüber hinaus sind die erste Umgehungsleitung 16 durch das erste Umgehungsventil 17 und die zweite Umgehungsleitung 81 durch das zweite Umgehungsventil 80 geschlossen.
b) Bereich P
Der Betrieb des mechanisch angetriebenen Laders 15 wird unter­ brochen. Darüber hinaus öffnet das erste Umgehungsventil 17 die erste Umgehungsleitung 16, während das zweite Umge­ hungsventil 80 die zweite Umgehungsleitung 81 schließt.
c) Bereich mit Ausnahme der Bereiche P, Q und P
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird stillgesetzt. Fer­ ner schließt das erste Umgehungsventil 17 die erste Umge­ hungsleitung 16 und öffnet das zweite Umgehungsventil 80 die zweite Umgehungsleitung 81.
d) Die von den gestrichelten Linien R, S, T, U und V umrahm­ ten Bereiche geben Bereiche an, in denen vorzugsweise der mechanisch angetriebene Lader 15 bei manchen bestimmten Mo­ toren in der gleichen Weise, wie die Fig. 3 darstellt, be­ trieben wird. In diesen Bereichen R, S, T, U und V schließt das erste Umgehungsventil 17 die erste Umgehungsleitung 16, wie auch das zweite Umgehungsventil 80 die zweite Umgehungs­ leitung 81 schließt.
Die Fig. 10 zeigt einen Flußplan, der zur Steuerung des me­ chanisch angetriebenen Laders 15, des ersten Umgehungsventils 17 und des zweiten Umgehungsvetnils 80 bei der zweiten Aus­ führungsform benutzt wird. Dieser Flußplan unterscheidet sich geringfügig von dem in Fig. 4 gezeigten Flußplan in den Inhalten der Schritte 61, 66, 67, 69 und 70, weshalb die übrigen Schritte in Fig. 10 den entsprechenden Schritten in Fig. 4 gleich sind und deshalb die Schritte 61, 66, 67, 69, 70 in Fig. 10 in der Hauptsache im folgenden erläutert werden.
Wenn der Anlaßschalter 29 (Fig. 10) AN ist, dann geht das Programm zum Schritt 61, wobei der mechanisch getriebene Lader 15 in Gang gesetzt und die erste Umgehungsleitung 16 sowie die zweite Umgehungsleitung 81 durch die jeweiligen Umgehungsventile 17 bzw. 80 geschlossen werden. Demzufolge wird zu dieser Zeit Luft in den Brennraum 5 durch den Turbo­ lader 30 und den mechanisch angetriebenen Lader 15 einge­ führt. Nach dem Umschalten des Anlaßschalters von AN zu AUS setzt der Lader 15 seinen Betrieb während der Wartezeit T 0 fort, die auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur bestimmt wird. Im Anschluß an den Schritt 64 werden in den Schritten 66, 67, 69, 70 der mechanisch angetriebene Lader 15, das erste Umgehungsventil 17 und das zweite Umgehungsventil 80 auf der Grundlage der entsprechenden Map (A), (B), (C) oder (D) von Fig. 9 gesteuert.
Der wesentliche Unterschied zwischen dem Betrieb gemäß Fig.3 und dem Betrieb gemäß Fig. 9 besteht in dem die Bereiche P, Q und P′ nicht umfassenden Betriebsbereich. Das bedeu­ tet, daß in den Bereichen P und Q von Fig. 9 Luft in den Brennraum 5 über den Turbolader 30 und den mechanisch ange­ triebenen Lader 15 eingeführt wird. Diese Luftströmung ist dieselbe wie die der Luft in den Bereichen P und Q in Fig.3, jedoch wird im Bereich P′ von Fig. 9 zusätzlich vom Turbola­ der 30 unter Druck gesetzte Luft in den Brennraum 5 einge­ führt, ohne durch den mechanisch angetriebenen Lader 15 zu strömen. Diese Luftströmung ist auch die gleiche wie dieje­ nige der Luft im entsprechenden Bereich von Fig. 3, in dem­ der Motor mit hoher Drehzahl unter hoher Last arbeitet. Um­ gekehrt wird in dem Bereich außerhalb der Bereiche P, Q und P′ in Fig. 9 Luft unmittelbar in den Brennraum 5, ohne durch den Turbolader 30 und den mechanisch angetriebenen Lader 15 zu strömen, eingeführt. Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform strömt ohne Rücksicht auf den Betriebszu­ stand des Motors 1 die Luft immer durch den Turbolader 30, und somit strömt die Luft durch den Turbolader 30 in dem die Bereiche P und Q von Fig. 3 ausschließenden Bereich. Wenn jedoch Luft in den Turbolader 30 eingeführt wird, wäh­ rend der Turbolader einen Ladevorgang nicht ausführt, so wird der Strömungswiderstand der Luft erhöht, womit der Druck der in den Brennraum 5 eingeführten Luft vermindert wird. In dem die Bereiche P, Q und P′ in Fig. 9 ausschließenden Bereich wird Luft jedoch unmittelbar in den Brennraum 5 ein­ geführt, und als Ergebnis dessen wird diese Luft auf Atmo­ sphärendruck gehalten, womit es möglich ist, die Lufttem­ peratur im Brennraum 5 am Ende des Verdichtungshubes zu erhöhen.
Die Fig. 11 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der zweiten, in Fig. 7 gezeigten Ausführungs­ form in den folgenden Punkten unterscheidet. Die das Luft­ filter 33 mit dem Ausgleichbehälter 13 verbindende Ansaug­ leitung ist in eine erste Ansaugleitung 85 und eine zweite Ansaugleitung 86 unterteilt. Der mechanisch angetriebene Lader 15 und das erste Umgehungsventil 17 sind in der Ansaug­ leitung 85, der Kompressor 31 des Turboladers 30 und das zweite Umgehungsventil 80 sind in der Ansaugleitung 86 angeordnet. Zusätzlich ist die erste Ansaugleitung 85 in die mit dem Lader ausgestattete Ansaugleitung 14 und die diesen Lader umgehende erste Umgehungsleitung 87 unterteilt. Das in Fig. 11 gezeigte Steuergerät 40 ist in der gleichen Weise aufgebaut wie das in Fig. 8 gezeigte.
Die Fig. 12 zeigt die Steuerung des mechanisch angetriebe­ nen Laders 15, des ersten Umgehungsventils 17 und des zwei­ ten Umgehungsventils 80, die im Ansprechen auf eine Änderung in der Motordrehzahl, der Motorlast, der Kühlwassertempera­ tur und des Atmosphärendrucks ausgeführt wird. Die Buchsta­ ben (A), (B), (C) und (D) in Fig. 12 beziehen sich auf die Steuerung in den folgenden Betriebszuständen in der gleichen Weise, wie das in Fig. 9 gezeigt ist:
  • A) das Fahrzeug wird auf niedriger Höhenlage vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
  • B) das Fahrzeug wird auf niedriger Höhenlage nach Beendigung des Warmlaufens betrieben;
  • C) das Fahrzeug wird in großer Höhe vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
  • D) das Fahrzeug wird in großer Höhe nach Beendigung des Warmlaufens betrieben.
In der Fig. 12 bezeichnen die Bereiche P, P′, Q und der ver­ bleibende Bereich die folgenden Zustände:
a) Bereiche P und Q
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird betrieben. Darüber hinaus schließt das erste Umgehungsventil 17 die Umgehungs­ leitung 87 und verbindet die Ansaugleitung 14 mit dem Luft­ filter 33, während das zweite Umgehungsventil 80 die Ansaug­ leitung 86 verschließt.
b) Bereich P
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird stillgesetzt. Fer­ ner schließt das erste Umgehungsventil 17 die Umgehungslei­ tung 87 und verbindet die Ansaugleitung 14 mit dem Luftfil­ ter 33, während das zweite Umgehungsventil 80 die Ansaug­ leitung 86 öffnet.
c) Der Bereich mit Ausnahme der Bereiche P, Q und P
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird stillgesetzt. Das erste Umgehungsventil 17 schließt die Ansaugleitung 14 und verbindet die Umgehungsleitung 87 mit dem Luftfilter 33, während das zweite Umgehungsventil 80 die Ansaugleitung 86 verschließt.
d) Die durch gestrichelte Linien R, S, T, U und V umrahm­ ten Bereiche sind solche, in denen bei gewissen bestimmten Motoren der mechanisch angetriebene Lader 15 vorzugsweise in der in Fig. 3 gezeigten Weise betrieben wird. In diesen Bereichen R, S, T, U und V schließt das erste Umgehungsven­ til 17 die Umgehungsleitung 87 und verbindet die Ansauglei­ tung 14 mit dem Luftfilter 33, während das zweite Umgehungs­ ventil 80 die Ansaugleitung 86 schließt.
Bei der in Fig. 11 gezeigten dritten Ausführungsform ist ein Flußplan der gleiche wie der in Fig. 10 gezeigte und wird zur Steuerung des mechanisch angetriebenen Laders 15, des ersten Umgehungsventils 17 sowie des zweiten Umgehungs­ ventils 80 benutzt. Demzufolge wird in der AN-Stellung des Anlaßschalters 29 der Lader 15 betrieben. Zu dieser Zeit schließt das erste Umgehungsventil 18 die Umgehungsleitung 87 und verbindet die Ansaugleitung 14 mit dem Luftfilter 33, während das zweite Umgehungsventil 80 die andere Ansaug­ leitung 86 schließt. Infolgedessen wird zu dieser Zeit Luft in den Brennraum 5 lediglich durch den mechanisch angetrie­ benen Lader 15 eingeführt, der seinen Betrieb während der Wartezeit T 0, die durch die Kühlwassertemperatur bestimmt wird, fortsetzt. Anschließend werden der Lader 15, das erste Umgehungsventil 17 und das zweite Umgehungsventil 80 auf der Grundlage der jeweiligen Maps (A), (B), (C) und (D) von Fig. 12 gesteuert.
Der Unterschied zwischen dem Betrieb gemäß Fig. 12 und dem gemäß Fig. 9 besteht darin, daß in Fig. 12 das zweite Umge­ hungsventil 80 geöffnet wird, um den Turbolader 30 nur dann zu betreiben, wenn der Motor 1 mit hoher Drehzahl unter einer hohen Last arbeitet (Bereich P′ in Fig. 12), und daß das zweite Umgehungsventil 80 geschlossen ist, wenn der Motor in einem anderen Zustand als einem Zustand mit hoher Dreh­ zahl und hoher Last arbeitet. Das bedeutet, daß im Bereich P die Umgehungsleitung 87 geschlossen und der mechanisch angetriebene Lader 15 in Betrieb ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Ladevorgang nur durch den mechanisch angetriebenen Lader 15 ausgeführt. In einem die Bereiche P, P′ und Q aus­ schließenden Bereich wird der mechanisch angetriebene Lader 15 stillgesetzt und die Umgehungsleitung 87 mit dem Luftfil­ ter 33 verbunden. Insofern wird in diesem Bereich Luft unmit­ telbar in den Brennraum 5, ohne durch den Lader 15 und den Turbolader 30 zu strömen, eingeführt.
Auch wird bei dieser Ausführungsform in einem die Bereiche P, P′ und Q von Fig. 12 nicht einschließenden Bereich der Druck von dem Brennraum 5 zugeführter Luft, weil diese un­ mittelbar in den Brennraum 5 gelangt, auf dem Atmosphären­ druck gehalten, so daß es möglich ist, die Lufttemperatur im Brennraum 5 am Ende des Verdichtungshubes zu erhöhen. Darüber hinaus werden bei dieser dritten Ausführungsform der Ladebetrieb durch den Turbolader 30 und durch den mecha­ nisch angetriebenen Lader 15 nicht gleichzeitig ausgeführt, was bedeutet, daß der Ladevorgang durch den Turbolader 30 allein bewirkt wird, wenn der Motor 1 mit hoher Drehzahl unter hoher Last arbeitet, und daß der Ladevorgang durch den mechanisch betriebenen Lader 15 allein durchgeführt wird, wenn der Motor 1 in einem anderen Zustand als einem Zustand mit hoher Drehzahl und hoher Last arbeitet. Die dritte Aus­ führungsform wird mit Vorteil bei einem Dieselmotor angewen­ det, der ansonsten eine nicht ausreichende Standfestigkeit hat, um seine Verwendung zusammen mit einem zweistufigen Ladebetrieb sowohl durch den Turbolader 30 wie durch den me­ chanisch angetriebenen Lader 15 zu erlauben.
Durch Betreiben des mechanisch angetriebenen Laders 15 in Übereinstimmung mit der Erfindung, um den Ladevorgang auszu­ führen, wenn der Motor 1 gestartet wird, selbst wenn das Verdichtungsverhältnis erniedrigt ist, ist es möglich, den Motor 1 leicht und ohne Schwierigkeiten zu starten. Da, wie oben erwähnt wurde, das Verdichtungsverhältnis erniedrigt werden kann, ist es folglich möglich, den Kraftstoffver­ brauch zu senken. Darüber hinaus wird in einem vorbestimmten Motorbetriebszustand mit Ausnahme des Startens des Motors 1, z.B. in einem Teillast-Betriebszustand nach Beendigung des Warmlaufens, der Betrieb des mechanisch angetriebenen Laders 15 beendet. Da der Motor 1 ein niedriges Verdichtungs­ verhältnis gemäß der Erfindung hat, kann, wenn der mechanisch angetriebene Lader 15 stillgesetzt wird, ein niedriger Kraft­ stoffverbrauch erhalten werden. Ferner wird bei Stillsetzen des mechanisch angetriebenen Laders 15 der Verlust in der Ausgangsleistung des Motors 1 herabgesetzt, so daß der Kraft­ stoffverbrauch weiter abgesenkt wird. Als Ergebnis dessen ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch insgesamt zu minimie­ ren. Des weiteren kann, wenn der Motor mit hoher Drehzahl unter einer hohen Last betrieben wird, ein starker Ladebe­ trieb durch den Turbolader 30 erzielt werden.
Wenngleich die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungs­ formen dargelegt und beschrieben wurde, so ist klar, daß auf Grund der offenbarten Lehre dem Fachmann Abwandlungen und Abänderungen an die Hand gegeben sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims (28)

1. Dieselmotor, gekennzeichnet
  • - durch einen vom Abgas des Motors (1) angetriebenen Turbolader (30),
  • - durch eine Ansaugleitung (14),
  • - durch einen vom Motor (1) mechanisch angetriebenen, in der Ansaugleitung (14) angeordneten Lader (15),
  • - durch eine Kopplungssteuereinrichtung (24), die eine mechanische Kopplung zwischen dem mechanisch angetrie­ benen Lader sowie dem Motor steuert,
  • - durch eine mit der Ansaugleitung (14) stromab vom me­ chanisch angetriebenen Lader (15) verbundene Umgehungs­ leitung (16),
  • - durch eine einen in der Umgehungsleitung fließenden Umgehungsluftstrom regelnde Regeleinrichtung (17),
  • - durch eine erste, einen Startvorgang des Motors erfas­ sende Fühleinrichtung,
  • - durch eine zweite, einen Betriebszustand des Motors erfassende Fühlereinrichtung (25, 26, 27, 28) und
  • - durch eine Steuereinrichtung (40), die die Kopplungs­ steuereinrichtung (24) sowie die Regeleinrichtung (17) im Ansprechen auf Ausgangssignale von der ersten Fühl­ einrichtung sowie der zweiten Fühlereinrichtung zur Herstellung einer Kopplung des mechanisch angetriebe­ nen Laders mit dem Motor sowie zum Absperren des Umge­ hungsluftstroms bei einem Starten oder bei einem Be­ trieb des Motors in einem vorbestimmten ersten Be­ triebszustand und zur Trennung des mechanisch ange­ triebenen Laders vom Motor sowie zum Ermöglichen einer Umgehungsluftströmung bei einem Betrieb des Motors in einem vorbestimmten zweiten Betriebszustand steuert.
2. Dieselmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbolader (30) in der Ansaugleitung (14) strom­ auf vom mechanisch angetriebenen Lader (15) angeordnet ist und die Umgehungsleitung (16) von der Ansaugleitung zwischen dem Turbolader sowie dem mechanisch angetriebenen Lader abzweigt sowie mit der Ansaugleitung stromab vom mechanisch angetriebe­ nen Lader verbunden ist.
3. Dieselmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Fühlereinrichtung einen die Drehzahl des Motors (1) ermittelnden Drehzahlfühler (25) sowie einen die Motorlast erfassenden Lastfühler (27) umfaßt und daß die Steuereinrichtung (40) die Kopplungssteuer­ einrichtung (24) sowie die Regeleinrichtung (17) im Ansprechen auf Ausgangssignale vom Drehzahl- sowie Motor­ lastfühler zur Kopplung des mechanisch angetriebenen Laders (15) mit dem Motor (i) sowie zum Schließen der Regeleinrichtung (17) bei einem Starten des Motors oder bei einem Betrieb des Motors im ersten Betriebszustand und zum Trennen des mechanisch angetriebenen Laders vom Motor sowie zum Öffnen der Regeleinrichtung bei einem Betrieb des Motors im zweiten Betriebszustand steuert.
4. Dieselmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem eine Motorlast (L) größer ist als eine vorbestimmte Last, und der zweite Betriebszustand ein Zustand ist, in dem eine Motorlast geringer ist als die vorbestimmte Last.
5. Dieselmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem eine Motorlast (L) größer als eine vorbestimmte Last und die Motordrehzahl (NE) niedriger als eine vorbestimm­ te Drehzahl ist, und daß der zweite Betriebszustand ein Zustand ist, in dem eine Motorlast niedriger als die vorbestimmte Last ist, und ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbestimmte Last sowie die Mo­ tordrehzahl größer als die vorbestimmte Drehzahl sind.
6. Dieselmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Fühlereinrichtung einen die Drehzahl des Motors (1) ermittelnden Drehzahlfühler (25), einen die Motorlast erfassenden Lastfühler (27), einen die Kühlwasertemperatur des Motors erfassenden Temperatur­ fühler (26) und einen den Atmosphärendruck ermittelnden Atmosphärendruckfühler (28) umfaßt und daß die Steuerein­ richtung (40) die Kopplungssteuereinrichtung (24) sowie die Regeleinrichtung (17) im Ansprechen auf die Ausgangs­ signale vom Motordrehzahlfühler, Motorlastfühler, Tempera­ turfühler und Atmosphärendruckfühler zur Kopplung des mechanisch angetriebenen Laders (15) mit dem Motor (1) sowie zum Schließen der Regeleinrichtung bei einem Star­ ten des Motors oder bei einem Betrieb des Motors im ersten Betriebszustand und zum Trennen des mechanisch angetrie­ benen Laders vom Motor sowie zum Öffnen der Regeleinrich­ tung bei einem Betrieb des Motors im zweiten Betriebs­ zustand steuert.
7. Dieselmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem eine Motorlast (L) größer ist als eine vorbestimmte Last, in dem eine Motordrehzahl (NE) niedriger ist als eine vorbestimmte Drehzahl und in dem der Atmosphärendruck (P) höher als ein vorbestimmter Druck (P 0) ist, und daß der zweite Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast niedriger als die vorbestimmte Last ist, in dem die Motorlast höher als die vorbestimmte Last sowie die Drehzahl des Motors höher als die vorbestimmte Dreh­ zahl sind und in dem der Atmosphärendruck höher als der vorbestimmte Druck ist.
8. Dieselmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motordrehzahl niedriger ist als eine vorbestimmte Drehzahl, in dem der Atmosphärendruck niedriger ist als ein vorbestimmter Druck und in dem die Kühlmitteltempera­ tur niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur, und daß der zweite Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motordrehzahl höher ist als die vorbestimmte Dreh­ zahl, in dem der Atmosphärendruck niedriger ist als der vorbestimmte Druck und in dem die Kühlmitteltemperatur niedriger ist als die vorbestimmte Temperatur.
9. Dieselmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als eine vorbestimmte erste Last und die Motordrehzahl niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl sind oder die Motorlast niedriger ist als eine vorbestimmte zweite Last, welche niedriger ist als die erste Last, in dem der Atmosphärendruck niedriger ist als ein vorbestimmter Druck und in dem die Kühlmittel­ temperatur höher ist als eine vorbestimmte Temperatur, und daß der zweite Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die erste Last und die Motor­ drehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl sind oder die Motorlast eine zwischen der ersten sowie der zweiten Last liegende Last ist, in dem der Atmosphärendruck nie­ driger ist als der vorbestimmte Druck und in dem die Kühlmitteltemperatur höher ist als die vorbestimmte Tem­ peratur.
10. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbolader (30) in der Ansaugleitung (14) strom­ auf vom mechanisch angetriebenen Lader (15) angeordnet ist, daß die Umgehungsleitung eine erste Umgehungslei­ tung (16), die den mechanisch angetriebenen Lader (15) umgeht, und eine zweite Umgehungsleitung (81), die sowohl den Turbolader (30) wie den mechanisch angetriebenen Lader umgeht, umfaßt, daß die Regeleinrichtung ein erstes Umgehungsventil (17), das eine in der ersten Um­ gehungsleitung fließende Luftströmung regelt, und ein zweites Umgehungsventil (80), das eine in der zweiten Umgehungsleitung fließende Luftströmung regelt, umfaßt, daß der zweite Betriebszustand einen ersten sowie einen zweiten Teil umfaßt, daß das erste Umgehungsventil sowie das zweite Umgehungsventil bei einem Starten oder einem Betrieb des Motors im ersten Betriebszustand geschlossen sind, daß bei einem Betrieb des Motors im ersten Teil des zweiten Betriebszustands das erste Umgehungsventil geschlossen und das zweite Umgehungsventil geöffnet ist und daß bei einem Motorbetrieb im zweiten Teil des zwei­ ten Betriebszustands das erste Umgehungsventil geöffnet und das zweite Umgehungsventil geschlossen sind.
11. Dieselmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fühlereinrichtung einen die Drehzahl des Motors (1) ermittelnden Drehzahlfühler (25) sowie einen die Motorlast erfassenden Lastfühler (27) umfaßt und daß die Steuereinrichtung (40) das erste sowie das zweite Umgehungsventil (17, 80), im Ansprechen auf Ausgangssi­ gnale vom Motordrehzahlfühler und Motorlastfühler derart steuert, daß bei einem Motorbetrieb im ersten Betriebs­ zustand das erste sowie das zweite Umgehungsventil ge­ schlossen sind, daß bei einem Motorbetrieb im ersten Teil des zweiten Betriebszustands das erste Umgehungs­ ventil geschlossen sowie das zweite Umgehungsventil geöff­ net ist und daß bei einem Motorbetrieb im zweiten Teil des zweiten Betriebszustands das erste Umgehungsventil geöffnet und das zweite Umgehungsventil geschlossen ist.
12. Dieselmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbestimmte Last und die Drehzahl des Motors niedriger als die vorbestimmte Dreh­ zahl sind, daß der erste Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast niedriger als die vorbestimmte Last ist, und daß der zweite Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbestimmte Last und die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drezahl sind.
13. Dieselmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fühlereinrichtung einen die Drehzahl des Motors (1) ermittelnden Drehzahlfühler (25), einen die Motorlast ermittelnden Lastfühler (27), einen die Kühl­ wassertemperatur des Motors ermittelnden Temperaturfüh­ ler (26) sowie einen den Atmosphärendruck erfassenden Atmosphärendruckfühler (28) umfaßt und daß die Steuerein­ einrichtung (40) das erste sowie zweite Umgehungsventil (17, 80) im Ansprechen auf Ausgangssignale vom Motor­ drehzahlfühler und Motorlastfühler derart steuert, daß bei einem Motorbetrieb im ersten Betriebszustand das erste sowie zweite Umgehungsventil geschlossen sind, daß bei einem Motorbetriebszustand im ersten Teil des zweiten Betriebszustands das erste Umgehungsventil ge­ schlossen sowie das zweite Umgehungsventil geöffnet ist und daß bei einem Motorbetrieb im zweiten Teil des zwei­ ten Betriebszustands das erste Umgehungsventil geöffnet sowie das zweite Umgehungsventil geschlossen sind.
14. Dieselmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als eine vorbestimmte Last ist, in dem die Motordrehzahl niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist und in der dem Atmosphärendruck höher als ein vorbestimmter Druck ist, daß der erste Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast niedriger als die vorbestimmte Last und der Atmosphärendruck höher als der vorbestimmte Druck sind, und daß der zweite Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbe­ stimmte Last, in dem die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl und in dem der Atmosphärendruck höher als der vorbestimmte Druck sind.
15. Dieselmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motordrehzahl geringer als eine vorbestimmte Drehzahl ist, in dem der Atmosphärendruck niedriger als ein vor­ bestimmter Druck ist und in dem die Kühlmitteltemperatur niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, daß der erste Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl und die Motorlast niedriger als eine vorbestimm­ te Last sind, in dem der Atmosphärendruck niedriger als der vorbestimmte Druck ist und in dem die Kühlmitteltem­ peratur niedriger als die vorbestimmte Temperatur sind, und daß der zweite Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vor­ bestimmte Last und die Motordrehzahl höher als die vor­ bestimmte Drehzahl sind, in dem der Atmosphärendruck niedriger als der vorbestimmte Druck ist und in dem die Kühlmitteltemperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.
16. Dieselmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als eine vorbestimmte erste Last und die Motordrehzahl niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl oder die Motorlast niedriger als eine vorbe­ stimmte zweite Last, welche niedriger als die erste Last ist, sind, in dem der Atmosphärendruck niedriger als ein vorbestimmter Druck ist und in dem die Kühlmitteltem­ peratur höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, daß der erste Teil des zweiten Betriebszustands ein Zu­ stand ist, in dem die Motorlast zwischen der ersten sowie der zweiten Last liegt, in dem der Atmosphärendruck nie­ driger als der vorbestimmte Druck ist und in dem die Kühlmitteltemperatur höher als die vorbestimmte Tempera­ tur ist, und daß der zweite Teil des zweiten Betriebszu­ stands ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbestimmte Last ist, in dem die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl ist, in dem der Atmosphä­ rendruck niedriger als der vorbestimmte Druck ist und in dem die Kühlmitteltemperatur höher als die vorbestimm­ te Temperatur ist.
17. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsleitung eine erste, den mechanisch ange­ triebenen Lader (15) umgehende Umgehungsleitung (87) und eine zweite, mit dem Turbolader (30) verbundene Um­ gehungsleitung (16) umfaßt, daß die Regeleinrichtung ein erstes Umgehungsventil (17), das eine in der ersten Umgehungsleitung strömende Luftmenge regelt, und ein zweites Umgehungsventil (80), das eine in der zweiten Umgehungsleitung fließende Luftströmung regelt, umfaßt, daß der zweite Betriebszustand einen ersten sowie einen zweiten Teil umfaßt, daß bei Starten oder einem Betrieb des Motors (81) im ersten Betriebszustand das erste Um­ gehungsventil und das zweite Umgehungsventil geschlossen sind, daß bei einem Motorbetrieb im ersten Teil des zwei­ ten Betriebszustand das erste Umgehungsventil geöffnet sowie das zweite Umgehungsventil geschlossen ist und daß bei einem Motorbetrieb im zweiten Teil des zweiten Betriebszustands das erste Umgehungsventil geschlossen sowie das zweite Umgehungsventil geöffnet ist.
18. Dieselmotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Umgehungsventil (17) einen Luftzufluß zum mechanisch angetriebenen Lader (15) absperrt, wenn das erste Umgehungsventil die erste Umgehungsleitung (87) öffnet, und einen Luftzufluß zum mechanisch angetriebe­ nen Lader zuläßt, wenn es die erste Umgehungsleitung schließt.
19. Dieselmotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fühlereinrichtung einen die Motordrehzahl erfassenden Motordrehzahlfühler (25) sowie einen die Belastung des Motors (1) erfassenden Motorlastfühler (27) umfaßt und daß die Steuereinrichtung (40) das erste sowie das zweite Umgehungsventil (17, 80) im Ansprechen auf Ausgangssignale vom Motordrehzahl- sowie Motorlast­ fühler derart steuert, daß bei einem Motorbetrieb im ersten Betriebszustand das erste sowie zweite Umgehungs­ ventil geschlossen sind, daß bei einem Motorbetrieb im ersten Teil des zweiten Betriebszustands das erste Umge­ hungsventil geöffnet und das zweite Umgehungsventil ge­ schlossen ist und daß bei einem Motorbetrieb im zweiten Teil des zweiten Betriebszustands das erste Umgehungs­ ventil geschlossen und das zweite Umgehungsventil ge­ öffnet ist.
20. Dieselmotor nach Anspruch 19,dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbestimmte Last und die Motordrehzahl niedriger als die vorbestimmte Drehzahl sind, daß der erste Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast niedriger als die vorbestimmte Last ist, und daß der zweite Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbestimmte Last und die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl sind.
21. Dieselmotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fühlereinrichtung einen die Motordreh­ zahl erfassenden Motordrehzahlfühler (25), einen die Motorlast erfassenden Motorlastfühler (27), einen die Kühlmitteltemperatur des Motors (1) erfassenden Tempe­ raturfühler (26) und einen den Atmosphärendruck ermitteln­ den Atmosphärendruckfühler (28) umfaßt und daß die Steuer­ einrichtung (40) das erste sowie das zweite Umgehungs­ ventil (17, 80) im Ansprechen auf Ausgangssignale vom Motordrehzahlfühler und Motorlastfühler derart steuert, daß bei einem Motorbetrieb im ersten Betriebszustand das erste sowie zweite Umgehungsventil geschlossen sind, daß bei einem Motorbetrieb im ersten Teil des zweiten Betriebszustands das erste Umgehungsventil geöffnet so­ wie das zweite Umgehungsventil geschlossen ist und daß bei einem Motorbetrieb im zweiten Teil des zweiten Be­ triebszustands das erste Umgehungsventil geschlossen und das zweite Umgehungsventil geöffnet ist.
22. Dieselmotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als eine vorbestimmte Last ist, in dem die Motordrehzahl niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist und in dem der Atmosphärendruck höher als ein vorbestimmter Druck ist, daß der erste Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast niedriger als die vorbestimmte Last sowie der Atmosphärendruck höher als der vorbestimmte Druck sind, und daß der zweite Teil des zweiten Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbe­ stimmte Last ist, in dem die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl ist und in dem der Atmosphä­ rendruck höher als der vorbestimmte Druck ist.
23. Dieselmotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motordrehzahl niedriger als eine vorbestimmte Dreh­ zahl ist, in dem der Atmosphärendruck niedriger als ein vorbestimmter Druck und die Kühlmitteltemperatur niedri­ ger als eine vorbestimmte Temperatur sind, daß der erste Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl und die Motorlast niedriger als eine vorbestimmte Last sind, in dem der Atmosphärendruck niedriger als der vor­ bestimmte Druck ist und in dem die Kühlmitteltemperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, und daß der zweite Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbestimmte Last sowie die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl sind, in dem der Atmosphärendruck niedriger als der vorbestimmte Druck ist und in dem die Kühlmittel­ temperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.
24. Dieselmotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als eine vorbestimmte erste Last und die Motordrehzahl niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl sind oder in dem die Motorlast niedriger als eine vorbestimmte zweite Last, welche niedriger ist als die erste Last, ist, in dem der Atmosphärendruck niedri­ ger als ein vorbestimmter Druck ist und in dem die Kühl­ mitteltemperatur höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, daß der erste Teil des zweiten Betriebszustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast zwischen der ersten sowie der zweiten Last liegt, in dem der Atmosphärendruck niedriger als der vorbestimmte Druck ist und in dem die Kühlmitteltemperatur höher als die vorbestimmte Tempera­ tur ist, und daß der zweite Teil des zweiten Betriebs­ zustands ein Zustand ist, in dem die Motorlast höher als die vorbestimmte Last ist, in dem die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl ist, in dem der At­ mosphärendruck niedriger als der vorbestimmte Druck ist und in dem die Kühlmitteltemperatur höher als die vorbe­ stimmte Temperatur ist.
25. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fühleinrichtung die Betätigung eines Anlaß­ schalters (29) erfaßt.
26. Dieselmotor nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40) die Kopplung des mecha­ nisch angetriebenen Laders (15) mit dem Motor (1) für eine vorbestimmte Zeit, nachdem der Anlaßschalter (29) in seine AUS-Stellung gelangt, aufrechterhält und die Umgehungsluftströmung absperrt.
27. Dieselmotor nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fühlereinrichtung einen die Kühlmittel­ temperatur des Motors (2) erfassenden Temperaturfühler (26) umfaßt und die vorbestimmte Zeit mit einem Abfal­ len der Kühlmitteltemperatur verlängert wird.
28. Dieselmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16:1 bis 18:1.
DE19873710195 1986-03-29 1987-03-27 Dieselmotor mit einem mechanisch angetriebenen lader Granted DE3710195A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61069772A JPS62228625A (ja) 1986-03-29 1986-03-29 デイ−ゼル機関の過給制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3710195A1 true DE3710195A1 (de) 1987-10-08
DE3710195C2 DE3710195C2 (de) 1991-12-12

Family

ID=13412413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873710195 Granted DE3710195A1 (de) 1986-03-29 1987-03-27 Dieselmotor mit einem mechanisch angetriebenen lader

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4738110A (de)
JP (1) JPS62228625A (de)
DE (1) DE3710195A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4128642A1 (de) * 1991-08-29 1993-03-04 Mailaender Fa J G Aufgeladener hubkolben-dieselmotor
DE4320045A1 (de) * 1993-06-17 1994-07-28 Daimler Benz Ag Aufgeladene Brennkraftmaschine
EP3575571A1 (de) * 2015-02-27 2019-12-04 AVL Powertrain Engineering, Inc. Motor mit zwei seriellen ladegeräte

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0192525A (ja) * 1987-09-30 1989-04-11 Aisin Seiki Co Ltd エンジンの複合過給装置
JPH04237827A (ja) * 1991-01-18 1992-08-26 Aisin Seiki Co Ltd 機械過給式デイーゼルエンジン
US5269144A (en) * 1991-09-10 1993-12-14 Detroit Diesel Corporation Methanol fueled turbocharged diesel cycle internal combustion engine
DE4308354A1 (en) * 1992-03-16 1993-09-23 Mazda Motor Air induction system for vehicle supercharged combustion engine - has by=pass line around intercooler opened and closed at precise pressures between precisely defined upper and lower limits
JPH062552A (ja) * 1992-06-19 1994-01-11 Mazda Motor Corp 過給機付きエンジンの吸気制御装置
US5572972A (en) * 1994-06-10 1996-11-12 Cummins Engine Company, Inc. Mechanical air-fuel control for feedback control of external devices
SE510838C2 (sv) * 1996-02-05 1999-06-28 Volvo Ab Överladdad förbränningsmotor
US7222614B2 (en) 1996-07-17 2007-05-29 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US8215292B2 (en) 1996-07-17 2012-07-10 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US7281527B1 (en) 1996-07-17 2007-10-16 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US6185939B1 (en) 1999-03-22 2001-02-13 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system
US6230695B1 (en) 1999-03-22 2001-05-15 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system
US6192686B1 (en) 1999-03-22 2001-02-27 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system
US6205775B1 (en) 1999-03-22 2001-03-27 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation control system
EP1337747B1 (de) * 2000-11-29 2007-08-22 Kenneth W. Cowans Hochleistungsmotor mit variablem verdichtungsverhältnis und variabler ladung (vcrc-motor)
DE10108478A1 (de) * 2001-02-22 2002-09-05 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines mechanischen Laders einer Brennkraftmaschine
US6474318B1 (en) * 2001-06-27 2002-11-05 Accessible Technologies, Inc. Air induction system having inlet valve
US20050247286A1 (en) * 2002-02-04 2005-11-10 Weber James R Combustion engine including fluidically-controlled engine valve actuator
US7201121B2 (en) 2002-02-04 2007-04-10 Caterpillar Inc Combustion engine including fluidically-driven engine valve actuator
US6688280B2 (en) 2002-05-14 2004-02-10 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US7178492B2 (en) * 2002-05-14 2007-02-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US6755022B2 (en) 2002-02-28 2004-06-29 Mack Trucks, Inc. Turbo-charged internal combustion engine with in-cylinder EGR and injection rate shaping
US6805093B2 (en) 2002-04-30 2004-10-19 Mack Trucks, Inc. Method and apparatus for combining exhaust gas recirculation and engine exhaust braking using single valve actuation
US20050235950A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine
US20050247284A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-10 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating at optimum engine speed
US20050235953A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Combustion engine including engine valve actuation system
US20050241597A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-03 Weber James R Air and fuel supply system for a combustion engine
US7252054B2 (en) 2002-05-14 2007-08-07 Caterpillar Inc Combustion engine including cam phase-shifting
US7191743B2 (en) 2002-05-14 2007-03-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for a combustion engine
US20050241302A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-03 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine with particulate trap
JP3952974B2 (ja) * 2003-03-17 2007-08-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE10318240A1 (de) * 2003-04-23 2004-11-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
US6883320B2 (en) * 2003-07-08 2005-04-26 G. W. Lisk Company, Inc. Control system regulating air flow to engine intake
US7107972B1 (en) 2004-08-03 2006-09-19 Accessible Technologies, Inc. Multi-phase centrifugal supercharging air induction system
DE102005043736B4 (de) * 2005-09-14 2011-12-15 Audi Ag Verbrennungskraftmaschine mit einem mechanischen Lader und einem zur Ladedruckregelung dienenden verstellbaren Bypassventil sowie Verfahren zum Betrieb derselben
FR2907077B1 (fr) * 2006-10-17 2010-12-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de mise a vide pour des dispositifs d'assistance au freinage de vehicule automobile et pour des actionneurs
GB0708835D0 (en) * 2007-05-08 2007-06-13 Nexxtdrive Ltd Automotive air blowers
DE102008031317A1 (de) * 2008-07-02 2010-01-07 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Kompressorsystem mit beschränktem Ansaugladedruck
FR2949140B1 (fr) * 2009-08-13 2011-10-14 Renault Sa Procede de regulation d'un systeme de suralimentation d'un moteur a combustion interne
US20120090319A1 (en) * 2011-04-21 2012-04-19 Robert Bosch Gmbh Compounded dilution and air charging device
US9140199B2 (en) 2011-11-17 2015-09-22 Robert Bosch Gmbh Combustion mode switching with a turbocharged/supercharged engine
WO2013137320A1 (ja) * 2012-03-14 2013-09-19 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置及び制御方法
US10060336B1 (en) 2017-06-15 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Variable compression ratio engine and method for operation thereof
CN114763763B (zh) * 2021-01-12 2023-05-30 广州汽车集团股份有限公司 一种两级涡轮增压的协同控制方法、发动机增压设备及车辆
CN117267109B (zh) * 2023-11-07 2025-10-24 采埃孚商用车系统(青岛)有限公司 离合式空气压缩机系统及其控制方法和控制装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58222919A (ja) * 1982-06-22 1983-12-24 Sanden Corp エンジン用複合過給装置
JPS5967537A (ja) * 1982-10-07 1984-04-17 Dainippon Printing Co Ltd ビデオ画像製版用画像情報伝送方式
DE3636642A1 (de) * 1985-10-29 1987-04-30 Fuji Heavy Ind Ltd Aufladesystem fuer kraftfahrzeugmotoren

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3143849A (en) * 1962-02-28 1964-08-11 Glamann Wilhelm Internal combustion engines
FR2063795A5 (de) * 1969-10-31 1971-07-09 Saviem
US4539948A (en) * 1984-05-11 1985-09-10 General Motors Corporation Two-cycle diesel engine and method for methanol and like fuel operation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58222919A (ja) * 1982-06-22 1983-12-24 Sanden Corp エンジン用複合過給装置
JPS5967537A (ja) * 1982-10-07 1984-04-17 Dainippon Printing Co Ltd ビデオ画像製版用画像情報伝送方式
DE3636642A1 (de) * 1985-10-29 1987-04-30 Fuji Heavy Ind Ltd Aufladesystem fuer kraftfahrzeugmotoren

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4128642A1 (de) * 1991-08-29 1993-03-04 Mailaender Fa J G Aufgeladener hubkolben-dieselmotor
DE4320045A1 (de) * 1993-06-17 1994-07-28 Daimler Benz Ag Aufgeladene Brennkraftmaschine
EP3575571A1 (de) * 2015-02-27 2019-12-04 AVL Powertrain Engineering, Inc. Motor mit zwei seriellen ladegeräte
US10662903B2 (en) 2015-02-27 2020-05-26 Avl Powertrain Engineering, Inc. Waste heat recovery and boost systems including variable drive mechanisms

Also Published As

Publication number Publication date
US4738110A (en) 1988-04-19
DE3710195C2 (de) 1991-12-12
JPS62228625A (ja) 1987-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3710195C2 (de)
DE102004004534B4 (de) System für einen motor mit abgasrückführung
DE19616555C2 (de) Dieselmotor
DE102011109315B4 (de) Dieselmotor mit Aufladungssystem, Verfahren und Vorrichtung zum Steuern desselben, und Computerprogrammprodukt
DE10134300C2 (de) Steuerungsverfahren für einen Dieselmotor mit Abgasnachbehandlungsanordnung und Turbolader
DE19630053B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen und variablen Regelung einer Ventileinstellung eines Verbrennungsmotors
DE19847851B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors
DE112005000486B4 (de) Steuervorrichtung für Ladevorrichtung mit Elektromotor
DE19780796C2 (de) Steuergerät für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und Fremdzündung
DE69930706T2 (de) Steuervorrichtung für eine aufgeladene Brennkraftmaschine
DE69717429T2 (de) Aufgeladene brennkraftmaschine
DE19814894B4 (de) Turbolader-Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen Turbolader mit verstellbarer Düse
DE60305826T2 (de) Verbrennungsmotor-Anlassersystem
DE102013001112B4 (de) Steuervorrichtung eines Dieselmotors mit Turbolader, Dieselmotor, Verfahrenzum Steuern eines Dieselmotors und Computerprogrammprodukt
DE19924274A1 (de) System und Verfahren zum Steuern eines Turboladers zur Maximierung der Leistung eines Verbrennungsmotors
CH665879A5 (de) Kolbenbrennkraftmaschine.
DE69114112T2 (de) Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb derselben.
DE102017201284A1 (de) Steuervorrichtung für elektrisches Wastegate-Ventil
DE69421475T2 (de) Gemischbildungsvorrichtung
DE102018006369A1 (de) Kompressionszündungsmotor, Regel- bzw. Steuersystem für einen Kompressionszündungsmotor und Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt
DE4120057A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem dual-turboladersystem
DE10306586A1 (de) Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE19951096C2 (de) Motorregelsystem für einen mittels Abgasturbolader aufgeladenen Dieselmotor
DE19734227C2 (de) Steuergerät für einen Verbrennungsmotor
DE19737377A1 (de) Regelungsvorrichtung für einen Motor mit Innenverbrennung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: TIEDTKE, H., DIPL.-ING. BUEHLING, G., DIPL.-CHEM.

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee