DE112005001855T5

DE112005001855T5 - Einlasssteuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE112005001855T5
Application number: DE112005001855T
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Oyama Onodera
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2007-06-28
Also published as: SE530691C2; JP4381419B2; CN101048583A; US20080134677A1; SE0700211L; CN100520007C; US7610757B2; WO2006011553A1; JPWO2006011553A1

Abstract

Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine, bei welcher vorgesehen sind:
ein Turbolader, der einen Kompressor aufweist, zum Ansaugen und Druckbeaufschlagen von Frischluft, um die Brennkraftmaschine damit zu versorgen, und eine Abgasturbine zum Antrieb des Kompressors;
eine Abgasrückführleitung zum Abziehen eines Teils des Abgases von einer Einlasskanalseite der Abgasturbine, um das abgezogene Abgas zu einer Auslasskanalseite des Kompressors zurückzuführen;
ein Öffnungs/Schließventil, das in der Abgasrückführleitung vorgesehen ist;
eine Betriebszustandsdetektorvorrichtung zur Erfassung eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine; und
eine Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung zum Steuern des Öffnungs/Schließventils in Öffnungsrichtung, wenn auf Grundlage eines Signals von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung festgestellt wird, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand der abrupten Verzögerung von einem Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und einem Bereich mittlerer bis hoher Belastung ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine, und spezieller eine Einlasssteuerung, die einen Turbolader aufweist, um einen Kompressor mittels Verwendung von Abgas zum Zwecke der Aufladung anzutreiben.
STAND DER TECHNIK
Einige Brennkraftmaschinen, beispielsweise Ottomotoren und Dieselmotoren, sind mit Turboladern ausgerüstet. Ein Turbolader dreht eine Turbine durch Einsatz des Drucks des Abgases von einer Brennkraftmaschine, und treibt einen Kompressor mit Hilfe der Drehkraft der Turbine an, um die Brennkraftmaschine aufzuladen. Eine Brennkraftmaschine, die auf diese Art und Weise mit einem Turbolader versehen ist, kann eine Bypassleitung aufweisen, über welche ein Auslasskanal eines Kompressors und ein Einlasskanal einer Turbine miteinander in Verbindung stehen (beispielsweise Patentdokument 1).
Brennkraftmaschinen, die mit einer Bypassleitung versehen sind, sind so ausgelegt, dass sie effizient ein Abgasrückführungssystem (EGR-System) betreiben. Das EGR-System verringert die Sauerstoffkonzentration in der Ansaugluft dadurch, dass teilweise das Abgas zur Ansaugluft der Brennkraftmaschine zurückgeführt wird, und verringert die Verbrennungstemperatur der Brennkraftmaschine, um die Erzeugung von Stickoxiden (NOx) im Abgas zu unterdrücken. Brennkraftmaschinen, die mit einem EGR-System versehen sind, sind so ausgelegt, dass die Emissionsrate für NOx eingehalten wird, und eine Abgasrückführung durchgeführt wird, wenn die Emissionsrate höher wird als ein vorbestimmter Pegel. Falls der Einlassdruck der Brennkraftmaschine höher ist als der Abgasdruck, und kaum Abgas zur Einlassseite fließt, wird die Bypassschaltung geöffnet, damit die Ansaugluft teilweise in den Abgaskanal fließen kann, und den Einlassdruck verringern kann, um die Rückführung des Abgases zu erleichtern. Mit dieser Steueranordnung wird ermöglicht, effizient die EGR durchzuführen.
[Patentdokument 1] JP 2001-165000 A (9–10, 1)
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Bei einer Brennkraftmaschine für Baumaschinen, beispielsweise eine Planierraupe und einen großen Muldenkipper, kann eine abrupte Verzögerung beim Übergang von einem Betriebszustand in einem mittleren zu einem hohen Drehzahlbereich und einem mittleren zu einem hohen Belastungsbereich auftreten. So tritt beispielsweise eine derartige abrupte Verzögerung auf, wenn ein Gasreduzierpedal während eines Erdbodentransportvorgangs bei mittlerer bis hoher Drehzahl im Falle der Planierraupe betätigt wird, oder wenn ein Gaspedal beim Fahren bergaufwärts bei einer mittleren bis hohen Drehzahl in einem Zustand zurückgestellt wird, bei welchem ein Muldenkipper mit Schlamm beladen ist.
In derartigen Fällen, wie in 8 gezeigt, verschiebt sich ein Arbeitspunkt M1 eines Turboladers nach M2 über eine Ortskurve, die durch eine durchgezogene Linie angedeutet ist, von der Seite einer mittleren bis hohen Drehzahl und der Seite einer mittleren bis hohen Belastung zur Seite einer niedrigen Drehzahl, und wird die Anpassung an die Brennkraftmaschine bei M2 erzielt.
Während sich der Arbeitspunkt von M1 nach M2 infolge einer abrupten Verzögerung verschiebt, tritt jedoch zeitweilig ein Bereich mit sprunghaftem Anstieg über einer Linie für sprunghaften Anstieg auf. Daher wird das Problem hervorgerufen, dass ein sprunghafter Anstieg bei dem Turbolader auftritt. Dies liegt daran, dass die Drehzahl an der Seite des Turboladers weiterhin hoch gehalten wird, infolge von dessen Trägheitsmoment, trotz eines Zustands, in welchem die Drehzahl der Brennkraftmaschine infolge der Betätigung des Gasreduzierpedals oder der versehentlichen Betätigung der Rückstellung des Gaspedals abgesunken ist, und keine nennenswerte Menge an Ansaugluft erforderlich ist. Das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs führt dann zu erheblichen Schwingungen an der Kompressorseite, und in einigen Fällen sogar zur Zerstörung des Kompressors.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine, welche verlässlich das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs bei einer Verzögerung verhindert.
MASSNAHMEN ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Eine Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 1 der vorliegenden Erfindung weist auf:
einen Turbolader, der einen Kompressor aufweist, zum Ansaugen und zur Druckbeaufschlagung von Frischluft, um hiermit die Brennkraftmaschine zu versorgen, und eine Abgasturbine zum Antrieb des Kompressors; eine Abgasrückführungsleitung zum Abziehen eines Teils des Abgases von einer Einlasskanalseite der Abgasturbine, zum Zurückführen des abgezogenen Abgases zu einer Auslasskanalseite des Kompressors; ein Öffnungs/Schließventil, das in der Abgasrückführungsleitung vorgesehen ist; eine Betriebszustandsdetektorvorrichtung zur Erfassung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine; und eine Ventilöffnungssteuervorrichtung zum Steuern des Öffnungs/Schließventils zu einer Öffnungsrichtung, wenn auf Grundlage eines Signals von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung festgestellt wird, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand der abrupten Verzögerung ist, von einem mittleren bis hohen Drehzahlbereich und einem mittleren bis hohen Belastungsbereich.
Eine Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 2 der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Turbolader, der einen Kompressor zum Ansaugen und zur Druckbeaufschlagung von Frischluft aufweist, um die Brennkraftmaschine mit dieser zu versorgen, und einen Turbolader zum Antrieb des Kompressors; eine Bypassleitung, durch welche ein Auslasskanal des Kompressors und ein Einlasskanal der Abgasturbine miteinander in Verbindung stehen; ein Öffnungs/Schließventil, das in der Bypassleitung vorgesehen ist; eine Betriebszustandsdetektorvorrichtung zur Erfassung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine; und eine Ventilöffnungssteuervorrichtung zum Steuern des Öffnungs/Schließventils zur Öffnungsrichtung, wenn auf Grundlage eines Signals von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung festgestellt wird, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand der abrupten Verzögerung ist, von einem mittleren zu einem hohen Drehzahlbereich und einem mittleren zu einem hohen Belastungsbereich.
Eine Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 3 der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Turbolader, der mit einem Kompressor versehen ist, zum Ansaugen und zur Druckbeaufschlagung von Frischluft, um die Brennkraftmaschine mit dieser zu versorgen, und eine Abgasturbine zum Antrieb des Kompressors; eine Abgasrückführungsleitung zum Abziehen eines Teils des Abgases von einer Einlasskanalseite der Abgasturbine, um das abgezogene Abgas zu einer Auslasskanalseite des Kompressors zurückzuführen; ein Öffnungs/Schließventil, das in der Abgasrückführungsleitung vorgesehen ist; eine Bypassleitung, durch welche der Auslasskanal des Kompressors und der Einlasskanal der Abgasturbine miteinander in Verbindung stehen; ein weiteres Öffnungs/Schließventil, das in der Bypassleitung vorgesehen ist; eine Betriebszustandserfassungsvorrichtung zur Erfassung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine; und eine Ventilöffnungssteuervorrichtung zum Steuern zumindest eines der Öffnungs/Schließventile zur Öffnungsrichtung, wenn auf Grundlage eines Signals von der Betriebszustandserfassungsvorrichtung festgestellt wird, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand der abrupten Verzögerung ist, von einem mittleren zu einem hohen Drehzahlbereich, und von einem mittleren bis zu einem hohen Belastungsbereich.
Herkömmlich wird, wenn eine abrupte Verzögerung von einem Betriebszustand in dem Bereich von einer mittleren zu einer hohen Drehzahl und dem Bereich von einer mittleren zur hohen Belastung auftritt, die Einspritzmenge für eine Brennkraftmaschine annähernd gleich Null, so dass die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine stark abnimmt. Daher wirkt sich die Reibungsleistung der Brennkraftmaschine, ein Nachlaufdrehmoment eines Antriebszuges, und dergleichen als Bremse aus, so dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine schnell absinkt. Allerdings sinkt die Drehzahl eines Turboladers nicht sofort ab, sondern langsam, infolge des Trägheitsmoments seiner Rotorbaugruppe, selbst wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine abgesunken ist, und die Abgasmenge von der Brennkraftmaschine gering geworden ist. Obwohl der Turbolader eine Luftmenge entsprechend einer mittleren bis hohen Belastung abgibt, wird daher die Ansaugluftmenge verringert, infolge der niedrigen Drehzahl der Brennkraftmaschine. Daher nimmt das Ausmaß der Drosselung in einem Luftkanalsystem in dem Kompressor zu, so dass sich der Arbeitspunkt des Kompressors über eine kritische Linie für einen sprunghaften Anstieg verschiebt, und sich an die Seite einer niedrigen Flussrate anpasst, wodurch ein sprunghafter Anstieg hervorgerufen wird.
Andererseits erfolgt, gemäß der Erfindung nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, wenn eine abrupte Verzögerung auftritt, eine Öffnung des Öffnungs/Schließventils in dem Abgasrückführungskanal und/oder des Öffnungs/Schließventils in der Bypassleitung so, dass diese in Öffnungsrichtung über die Ventilöffnungssteuervorrichtung geöffnet werden. Daher nimmt das Ausmaß der Drosselung des Luftkanalsystems in dem Kompressor ab, so dass sich die Anpassungscharakteristik des Kompressors auf die Seite einer hohen Flussrate verschiebt. Daher verschiebt sich, wie in 8 gezeigt, der Arbeitspunkt des Kompressors von der Position M1 auf die angepasste Position M2 über eine Ortskurve, die durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Daher bleibt der Arbeitspunkt des Kompressors entfernt von dem Bereich mit einem sprunghaften Anstieg, so dass das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs verlässlich verhindert wird.
Der "mittlere Drehzahlbereich" bezeichnet die Nähe eines Drehzahlbereiches an einem Drehmomentpunkt, und der "Bereich hoher Drehzahl" bezeichnet einen Drehzahlbereich, der höher ist als der "mittlere Drehzahlbereich". Die "mittlere Belastung" bezeichnet die Nähe von 50 % einer Belastung am Drehmomentpunkt, und die "hohe Belastung" bezeichnet eine Belastung, die höher ist als die "mittlere Belastung".
Gemäß Patentanspruch 4 der vorliegenden Erfindung stellt bei der Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3 die Ventilöffnungssteuervorrichtung in Reaktion auf das Signal von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung fest, dass eine abrupte Verzögerung aufgetreten ist, wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine von einem Zustand im mittleren bis hohen Drehzahlbereich und in dem mittleren bis hohen Belastungsbereich auf einen Zustand geändert hat, bei welchem die Kraftstoffeinspritzmenge kleiner ist als eine Kraftstoffeinspritzmenge, die für den selbständigen Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlich ist.
Die "Kraftstoffeinspritzmenge, die für den selbständigen Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlich ist" bezeichnet eine Kraftstoffeinspritzmenge, die dazu erforderlich ist, den Leerlaufzustand beizubehalten.
Gemäß der Erfindung nach Patentanspruch 4 kann die Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung feststellen, dass eine abrupte Verzögerung aufgetreten ist, wenn es möglich ist, nicht nur festzustellen, dass sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine bei einer mittleren bis hohen Drehzahl und einer mittleren bis hohen Belastung vor der abrupten Verzögerung befindet, sondern auch eine Feststellung in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzmenge durchzuführen. Um diese Feststellung bezüglich der Kraftstoffeinspritzmenge durchzuführen, ist es geeignet, direkt ein Detektorsignal der Kraftstoffeinspritzmenge zu erfassen, das üblicherweise für die Betriebssteuerung der Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Daher wird die Öffnungs/Schließsteuerung der Öffnungs/Schließventile einfach mit einer simplen Logik durchgeführt.
Gemäß Patentanspruch 5 der vorliegenden Erfindung stellt bei der Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3 die Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung in Reaktion auf das Signal von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung fest, dass eine abrupte Verzögerung aufgetreten ist, wenn die Betriebszeit der Brennkraftmaschine von einem Zustand im Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und gegenüber einem Bereich mittlerer bis hoher Belastungen verschoben hat, auf einen Zustand im Bereich mittlerer bis niedriger Drehzahlen, wobei eine Kraftstoffeinspritzmenge kleiner ist als jene Kraftstoffeinspritzmenge, die für den selbständigen Betrieb der Brennkraftmaschine benötigt wird.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 5 wird die Steuerung der Öffnung der Öffnungs/Schließventile nicht nur nach Durchführung einer Feststellung der Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt, sondern auch bei der Feststellung, dass der Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine im mittleren bis niedrigen Drehzahlbereich liegt. Selbst wenn eine Verschiebung von einer mittleren bis hohen Drehzahl und einer mittleren bis hohen Belastung zu einem Zustand erfolgte, in welchem die Kraftstoffeinspritzmenge kleiner ist als jene Kraftstoffeinspritzmenge, bei welcher der Leerlauf ermöglicht wird, wird daher nicht festgestellt, dass eine abrupte Verzögerung aufgetreten ist, während sich die Drehzahl im Bereich hoher Drehzahlen befindet, so dass die Öffnungs/Schließventile nicht geöffnet werden. Wenn daher die Kraftstoffeinspritzmenge verringert wird, um eine Motorbremsung zu bewirken, während beispielsweise bergab gefahren wird, wird die Steuerung so durchgeführt, dass keine Öffnung der Öffnungs/Schließventile erfolgt. Daher besteht keine Befürchtung in der Hinsicht, dass Abgas in Rückwärtsrichtung von der Einlasskanalseite der Abgasturbine zur Auslasskanalseite des Kompressors fließt, so dass die Motorbremse wirksam arbeitet.
Bei Patentanspruch 6 gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5 weiterhin auf: eine Abgasdruckdetektorvorrichtung zur Erfassung eines Abgasdrucks zwischen einem Auslasskrümmer der Brennkraftmaschine und dem Einlasskanal der Abgasturbine; und eine Einlassdruckdetektorvorrichtung zur Erfassung eines Einlassdrucks zwischen dem Auslasskanal des Kompressors und einem Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine, wobei die Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung das Öffnungs/Schließventil schließt, wenn festgestellt wird, dass eine abrupte Verzögerung aufgetreten ist, und in Reaktion auf Signale von der Abgasdruckdetektorvorrichtung und der Einlassdruckdetektorvorrichtung festgestellt wird, dass der Abgasdruck höher ist als der Einlassdruck.
Mit "das Öffnungs/Schließventil wird geschlossen ... wenn festgestellt wird, dass der Abgasdruck höher ist als der Einlassdruck" ist die Steuerung gemeint, bei welcher das Öffnungs/Schließventil geschlossen gehalten wird, das von Anfang an geschlossen war, oder die Steuerung zum Schließen des Öffnungs/Schließventils, das geöffnet wurde.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 6 schließt die Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung das Öffnungs/Schließventil dann, wenn in Reaktion auf die Signale von der Abgasdruckdetektorvorrichtung und der Einlassdruckdetektorvorrichtung festgestellt wird, dass der Abgasdruck höher ist als der Einlassdruck. Daher wird verhindert, dass Abgas in Rückwärtsrichtung fließt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung, die eine Brennkraftmaschine zeigt, die mit einer Einlasssteuerung versehen ist, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Darstellung, die einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebsablaufs der Einlasssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Darstellung, die eine Brennkraftmaschine zeigt, die mit einer Einlasssteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist.
5 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebsablaufs der Einlasssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine schematische Darstellung, die eine Brennkraftmaschine zeigt, die mit einer Einlasssteuerung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist.
7 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Betriebsablaufs der Einlasssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Problems, das durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll.

1: Dieselmotor, der als eine Brennkraftmaschine dient,
3a: Einlasskrümmer,
4a: Auslasskrümmer,
13: Betriebszustandsdetektorvorrichtung,
14: Einlassdruckdetektorvorrichtung,
15: Abgasdruckdetektorvorrichtung,
20: Turbolader,
21: Kompressor,
22: Abgasturbine,
23: Bypassleitung,
24: Bypassventil, das als Öffnungs/Schließventile dient,
30: Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung,
40: Einlasssteuerung,
51: Abgasrückführventil
52: Abgasrückführventil (EGR-Ventil), das als Öffnungs/Schließventil dient, F, Fa, Fi ... Kraftstoffeinspritzmenge.

BESTE ART UND WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Bei einer zweiten und einer dritten Ausführungsform, die später beschrieben werden, werden Bauteile, die ebenso ausgebildet sind, und eine entsprechende Funktion durchführen wie bei der nachstehend geschilderten ersten Ausführungsform, jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und werden vereinfacht oder weggelassen.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine schematische Darstellung, die einen Dieselmotor (Brennkraftmaschine) 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. In 1 weist der Dieselmotor 1 einen Motorkörper 2 auf, der mehrere Brennräume (vier bei der vorliegenden Ausführungsform) aufweist, die im Inneren vorgesehen sind, eine Luftzufuhrleitung 3 zum Zuführen von Luft zu den Brennräumen, eine Abgasleitung 4 zum Zuführen von Abgas nach außerhalb der Brennräume, einen Kühlmechanismus 5 zum Kühlen des Dieselmotors 1, eine Brennkraftmaschinensteuerung 10 zum Steuern des Betriebs des Brennkraftmaschinenkörpers 2, einen Turbolader 20, der dazu ausgebildet ist, Luft zum Zweck der Aufladung des Brennkraftmaschinenkörpers 2 zu komprimieren, und ein Abgasrückführsystem (wobei nachstehend "Abgasrückführung" manchmal als EGR bezeichnet wird) 50 zur Verringerung der Emissionsrate von NOx.
Ein Einlasskrümmer 3A ist zwischen der Luftzufuhrleitung 3 und dem Brennkraftmaschinenkörper 2 angebracht, so dass Luft von der Luftzufuhrleitung 3 an die jeweiligen Brennräume verteilt wird. Der Einlasskrümmer 3A ist mit einer Einlassdruckdetektorvorrichtung 14 wie beispielsweise einem Drucksensor oder dergleichen versehen, welche einen Einlassdruck Pi zwischen einem Auslasskanal eines Kompressors 21 und dem Einlasskrümmer 3A erfasst.
Ein Abgaskrümmer 4A ist zwischen dem Brennkraftmaschinenkörper 2 und der Abgasleitung 4 angeordnet, so dass Abgase von den Brennräumen insgesamt in die Abgasleitung 4 fließen. Der Abgaskrümmer 4A ist mit einer Abgasdruckdetektorvorrichtung 15 versehen, beispielsweise mit einem Drucksensor und dergleichen, welche einen Abgasdruck Pe zwischen dem Abgaskrümmer 4A und einem Einlasskanal der Abgasturbine 22 erfasst.
Der Kühlmechanismus 5 weist eine Pumpe 8 auf, die von einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle und dergleichen angetrieben wird, die in dem Brennkraftmaschinenkörper 2 vorgesehen ist, so dass das Kühlwasser, welches von der Pumpe 8 zugeführt wird, die zu kühlenden Bauteile kühlt, einschließlich des Brennkraftmaschinenkörpers 2 des Dieselmotors 1, des Turboladers 20, eines Ölkühlers (nicht dargestellt) und dergleichen, und dann wiederum durch einen Kühler 6 zurückgekühlt wird, der in dem Kühlmechanismus 5 vorgesehen ist. Ein Nachkühler 7 ist in der Mitte der Luftzufuhrleitung 3 zu dem Zweck vorgesehen, die Luft zu kühlen, die von dem Turbolader 20 verdichtet wird.
Der Kühler 6 und der Nachkühler 7 sind auf dem Brennkraftmaschinenkörper 2 angeordnet, und sowohl die Auswirkung des Kühlers des Kühlers 6 als auch des Kühlens des Nachkühlers 7 werden durch ein Gebläse 9 unterstützt, das so angetrieben wird, dass es sich dreht, typischerweise durch die Kurbelwelle.
Die Brennkraftmaschinensteuerung 10 ist an eine Betriebszustandsdetektorvorrichtung 13 angeschlossen, die eine Brennkraftmaschinendrehzahldetektorvorrichtung 11 zur Erfassung der Drehzahl des Brennkraftmaschinenkörpers 2 und eine Kraftstoffeinspritzmengendetektorvorrichtung 12 zur Erfassung der Menge an Kraftstoff aufweist, die in die Brennräume eingespritzt wird, und ist dazu ausgebildet, ein Detektorsignal bezüglich einer Brennkraftmaschinendrehzahl N und ein Detektorsignal bezüglich der Kraftstoffeinspritzmenge F zu empfangen, von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung 13. Die Brennkraftmaschinensteuerung 10 erfasst den Betriebszustand des Dieselmotors 1 auf Grundlage der Detektorsignale, und steuert die Kraftstoffmenge, die in die Brennräume eingespritzt werden soll, und auch das Timing des Einspritzens von Kraftstoff in die Brennräume.
Die Brennkraftmaschinendrehzahldetektorvorrichtung 11 kann so ausgebildet sein, dass sie die Drehzahl der Kurbelwelle des Brennkraftmaschinenkörpers 2 oder dergleichen erfasst, während die Kraftstoffeinspritzmengendetektorvorrichtung 12 so ausgelegt sein kann, dass sie die Kraftstoffeinspritzmenge und dergleichen erfasst, durch Erfassung der Position eines Drehzahlreglers der Kraftstoffeinspritzpumpe oder, wenn ein Common-Rail-System vorhanden ist, durch Erfassung des Kraftstoffdrucks, wie er an der Common-Rail gemessen wird, des Zeitraums, über welchen ein Elektromagnetventil der Kraftstoffeinspritzdüse geöffnet ist, und dergleichen.
Der Turbolader 20 weist die Abgasturbine 22 auf, die in der Mitte zwischen der Abgasleitung 4 und einem Kompressor 21 vorgesehen ist, der in der Mitte des Einlasses 3 angeordnet ist, mit der Abgasturbine 22 gekuppelt ist, damit er angetrieben wird. Unter den Auslasskanälen des Kompressors 21, der in der Mitte des Einlasses 3 vorgesehen ist, sind die stromabwärtige Seite des Nachkühlers 7 und der Einlasskanal der Abgasturbine 22, der in der Mitte der Abgasleitung 4 vorgesehen ist, miteinander über eine Bypassleitung 23 verbunden, und diese Bypassleitung 23 ist mit einem Bypassventil 24 (einem weiteren Öffnungs/Schließventil) versehen, um das Öffnen der Bypassleitung 23 zu steuern. Ein Nadelventil, eine Ventilklappe, ein Elektromagnetventil oder irgendein anderes geeignetes Ventil kann als das Bypassventil 24 eingesetzt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird als das Bypassventil 24 ein Steuerventil mit zwei Positionen eingesetzt, welches die Bypassleitung 23 selektiv entweder in einem vollständig geöffneten oder einem vollständig geschlossenen Zustand hält.
Eine Ventilsteuerung (Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung) 30 zum Steuern des Betriebs des Bypassventils 24 ist an das Bypassventil 24 angeschlossen.
Ein EGR-System 50 ist mit einer Abgasrückführleitung 51 zum Abziehen eines Teils des Abgases von dem Abgaskrümmer 4A versehen, um das abgezogene Abgas dem Auslasskanal des Kompressors 21 zuzuführen. Der EGR-Kanal 51 ist mit einem EGR-Ventil (Öffnungs/Schließventil) 52 zum Öffnen bzw. Schließen des EGR-Kanals 5l versehen, und mit einem EGR-Kühler 53 zum Kühlen von Abgas von dem Abgaskrümmer 4A. Bei dem EGR-Kanal 5l ist eines seiner Enden an der Seite des Einlasses 3 mit einem verengten Abschnitt einer Venturi-Düse 3B verbunden, die in dem Einlass 3 stromabwärts eines Abzweigabschnitts der voranstehend erwähnten Bypassleitung 23 vorgesehen ist.
Nachstehend wird im Einzelnen die Ventilsteuerung 30 beschrieben.
Die Ventilsteuerung 30 ist an die Brennkraftmaschinensteuerung 10 angeschlossen, und kann ein Detektorsignal bezüglich der Brennkraftmaschinendrehzahl N und ein Detektorsignal bezüglich der Kraftstoffeinspritzmenge F von der Brennkraftmaschinensteuerung 10 empfangen, sowie Detektorsignale bezüglich des Druckes Pi und Pe von der Druckdetektorvorrichtung 14 bzw. 15.
Die Ventilsteuerung 30 ist mit einem Eingangsabschnitt 31 zum Empfang von Detektorsignalen von der Brennkraftmaschinensteuerung 10 und der jeweiligen Druckdetektorvorrichtung 14 bzw. 15 versehen, mit einem Speicherabschnitt 32, in welchem der Betriebszustand des Dieselmotors, der aus den in den Eingangsabschnitt 31 eingegebenen Signalen erhalten wird, als Kennfeld gespeichert wird, als Tabelle, oder dergleichen, mit einem Steuerabschnitt 33 zur Bestimmung optimaler Öffnungsgrade der Ventile 24 und 52 auf Grundlage einer Änderung des Betriebszustands, der in dem Speicherabschnitt 32 gespeichert ist, und mit einem Ausgabeabschnitt 34 zur Ausgabe von Öffnungsgradsteuersignalen C1 und C2 von dem Steuerabschnitt 33 an das Ventil 24 bzw. 52.
Wie in 2 gezeigt, ist in dem Speicherabschnitt 32 ein Kennfeld M gespeichert, welches den Betriebszustand des Dieselmotors 1 anzeigt. Bei dem Kennfeld M sind Bereiche A1 und A2, die jeweils den Betriebszustand des Dieselmotors 1 anzeigen, jeweils so dargestellt, dass die Abszisse die Brennkraftmaschinendrehzahl N angibt, und die Ordinate die Kraftstoffeinspritzmenge F angibt.
Der Betriebszustand des Dieselmotors 1 im Bereich A1 zeigt an, dass sich die Brennkraftmaschinendrehzahl im mittleren bis hohen Drehzahlbereich befindet, und dass die Kraftstoffeinspritzmenge F eine Einspritzmenge im Bereich mittlerer bis hoher Belastung ist. Der Betriebszustand des Dieselmotors 1 in dem Bereich A2 zeigt an, dass sich die Brennkraftmaschinendrehzahl N im Bereich mittlerer bis niedriger Drehzahlen befindet, und dass die Kraftstoffeinspritzmenge F kleiner ist als die Leerlaufeinspritzmenge Fi. Die Leerlaufeinspritzmenge Fi ist eine minimale Einspritzmenge, die für den selbständigen Betrieb des Dieselmotors 1 im Bereich einer niedrigen Leerlaufdrehzahl benötigt wird.
Wenn sich der Betriebszustand abrupt vom Bereich A1 zum Bereich A2 geändert hat, stellt der Steuerabschnitt 33 fest, aß der Dieselmotor 1 abrupt verzögert wurde, und steuert dann die Öffnungsgrade der Ventile 24 und 52.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie voranstehend beschrieben wurde, ist die Einlasssteuerung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgebildet, dass sie den Turbolader 20 aufweist, die Bypassleitung 23, das Bypassventil 24, die Detektorvorrichtung 13, die Ventilsteuerung 30, und das EGR-System 50. Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Ventilsteuerung 30 an die Betriebszustandsdetektorvorrichtung 13 über die Brennkraftmaschinensteuerung 10 angeschlossen, so dass die Einlasssteuerung 40 so ausgebildet ist, dass sie auch die Brennkraftmaschinensteuerung 10 aufweist.
Die Einlasssteuerung 40 mit der voranstehend geschilderten Konstruktion arbeitet auf eine Art und Weise, die nachstehend beschrieben wird.
Wenn der Dieselmotor 1 in Betrieb ist, treibt der Turbolader 20 die Abgasturbine 22 durch Abgas an, und treibt auch den Kompressor 21 an, um den Brennkraftmaschinenkörper 2 aufzuladen. Die Brennkraftmaschinensteuerung 10 erfasst den Betriebszustand des Brennkraftmaschinenkörpers 2 auf Grundlage der Signale, welche die Brennkraftmaschinendrehzahl N, die Kraftstoffeinspritzmenge F und dergleichen des Brennkraftmaschinenkörpers 2 repräsentieren, um so die Menge an einzuspritzendem Kraftstoff zu steuern, das Timing für das Einspritzen von Kraftstoff, und dergleichen, und Erfassungssignale, welche die Brennkraftmaschinendrehzahl N und die Kraftstoffeinspritzmenge F der Brennkraftmaschine repräsentieren, an die Ventilsteuerung 30 zu übertragen.
In der Ventilsteuerung 30 werden, wie in einem Flussdiagramm von 3 gezeigt ist, zuerst im Schritt 1 (S1) Erfassungssignale der Brennkraftmaschinendrehzahl N und der Kraftstoffeinspritzmenge F von der Brennkraftmaschinensteuerung 10 vom Eingabeabschnitt 1 empfangen, und wird in dem Steuerabschnitt 33 überwacht, ob der Dieselmotor 1 in dem Bereich A1 entsprechend dem Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und dem Bereich mittlerer bis hoher Belastung arbeitet. Dieser Überwachungsvorgang wird ständig mehrfach innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums wiederholt (beispielsweise innerhalb von einer Sekunde, oder bevorzugt innerhalb von einigen zehn Millisekunden und einigen hundert Millisekunden). Das gleiche gilt für die folgenden jeweiligen Schritte.
Dann wird, wenn der Dieselmotor 1 innerhalb des Bereiches A1 arbeitet, überwacht, ob eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge Fa unter die Leerlaufeinspritzmenge Fi abgesunken ist oder nicht (S2). Falls festgestellt wird, dass die Kraftstoffeinspritzmenge Fa abgesunken ist, wird bestimmt, ob eine tatsächliche Drehzahl Na des Dieselmotors 1 unterhalb einer voreingestellten, mittleren Drehzahl Nm liegt oder nicht (S3). Wie in 2 gezeigt, ist diese mittlere Drehzahl Nm als eine Grenze zwischen dem Bereich niedriger bis mittlerer Drehzahlen und dem Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen eingestellt.
Da der Überwachungsvorgang in den jeweiligen Schritten innerhalb eines kurzen Zeitraums durchgeführt wird, bedeutet daher "JA" im Schritt S3, dass sich der Betriebszustand des Dieselmotors 1 abrupt von dem Bereich A1 zum Bereich A2 verschoben hat. Dies bedeutet beispielsweise, dass ein Gasreduzierpedal während eines Vorgangs des Transports von Erdboden bei einer mittleren bis hohen Drehzahl im Falle einer Planierraupe betätigt wurde, oder dass ein Gaspedal versehentlich zurückgestellt wurde, beim Fahren bergauf, bei einer mittleren bis hohen Drehzahl bei einem mit Schlamm beladenen Muldenkipper.
Die Kraftstoffeinspritzmenge F in einem derartigen Fall wird temporär von der Brennkraftmaschinensteuerung 10 verringert, sinkt unter die Leerlaufeinspritzmenge Fi ab, und erholt sich dann. Der Steuerabschnitt 33 der Ventilsteuerung 30, der diese Änderung der Kraftstoffeinspritzmenge F festgestellt hat, bestimmt, dass der Dieselmotor 1 abrupt verzögert wurde.
Im Falle des Bergabfahrens jedoch, selbst wenn die Kraftstoffeinspritzmenge F kleiner geworden ist als die Leerlaufeinspritzmenge Fi, während des Vorgangs des Zurückstellens des Gaspedals oder dergleichen, läuft jedoch der Dieselmotor 1 weiterhin bei einer Drehzahl größer oder gleich der mittleren Drehzahl Nm nach, so dass die tatsächliche Drehzahl Na nicht unter die mittlere Drehzahl Nm absinkt. Daher ist diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, dass in einem derartigen Fall nicht festgestellt wird, dass der Dieselmotor 1 abrupt verzögert wurde. Aus diesem Grund wird die tatsächliche Drehzahl Na mit der mittleren Drehzahl Nm verglichen.
Daraufhin vergleicht der Steuerabschnitt 33 der Ventilsteuerung 30 den Einlassdruck Pi mit dem Abgasdruck Pe, auf Grundlage von Erfassungssignalen von der Einlassdruckdetektorvorrichtung 14 und der Abgasdruckdetektorvorrichtung 15 (S4). Wenn im Ergebnis festgestellt wird, dass der Einlassdruck Pi höher ist als der Abgasdruck Pe, steuert der Steuerabschnitt 33 das Bypassventil (BP/V) 24 in Öffnungsrichtung, und hält es vollständig geöffnet über einen vorbestimmten Zeitraum, bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (S5). Wie in 8 gezeigt, betrifft der "vorbestimmte Zeitraum" einen Zeitraum während einer Verschiebung des Arbeitspunktes M1 des Turboladers nach M2 über einer Ortskurve, die durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien angedeutet ist, zur Anpassung an die Brennkraftmaschine bei M2. Im Schritt S5 hält allerdings der Steuerabschnitt 33 das Bypassventil 24 vollständig geöffnet, selbst wenn das Bypassventil 24 bereits vorher vollständig geöffnet wurde. Daher fließt die von dem Kompressor 21 zugeführte Luft zur Seite des Auspuffrohrs 4 durch die Bypassleitung 23, so dass das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs unterdrückt wird.
Andererseits, wenn im Schritt S4 festgestellt wird, dass der Einlassdruck Pi niedriger ist als der Abgasdruck Pe, steuert der Steuerabschnitt 33 sowohl das Bypassventil 24 als auch das EGR-Ventil (EGR/V) 52 in Schließrichtung, und schließt diese vollständig (Sb) bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Schritt S6 hält allerdings der Steuerabschnitt 33 die Ventile 24 und 52 vollständig geschlossen, falls die Ventile 24 und 52 bereits vorher vollständig geschlossen wurden. Daher wird verhindert, dass Abgas rückwärts zur Einlassseite fließt.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung öffnet der Steuerabschnitt 33 nur das Bypassventil 24 vollständig im Schritt S5. Stattdessen kann jedoch der Steuerabschnitt 33 nur das EGR-Ventil 52 oder sowohl das Bypassventil 24 als auch das EGR-Ventil 52 vollständig öffnen. Auch in derartigen Fällen wird das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs auf die gleiche Art und Weise verhindert.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde die Steuerung zum Vermeiden des Auftretens eines sprunghaften Anstieges nur als die Steuerung der Ventile 24 und 52 beschrieben, die von der Ventilsteuerung 30 durchzuführen ist. Wenn jedoch der Einlassdruck Pi höher ist als der Abgasdruck Pe, kann die Ventilsteuerung 30 auch das Bypassventil 24 in Öffnungsrichtung steuern, um wirksam den Einlassdruck Pi zu verringern, und daher das EGR-System 50 dazu zu veranlassen, effizient zu arbeiten.
Weiterhin kann, obwohl dies voranstehend nicht beschrieben wurde, die Steuerung des EGR-Ventils 52, die ursprünglich für die Abgasrückführung gedacht war, entweder von der Ventilsteuerung 30 oder der Brennkraftmaschinensteuerung 20 durchgeführt werden.
Dann wird, nach dem Ablauf des voranstehend geschilderten, vorbestimmten Zeitraums, das Bypassventil 24 normalerweise so gesteuert, dass das EGR-System 50 dazu veranlasst wird, wirksam zu arbeiten, und wird darüber hinaus das EGR-Ventil 52 zum ursprünglichen Zweck der Abgasrückführung gesteuert.

(1) Wenn infolge einer abrupten Änderung des Betriebszustands des Dieselmotors 1 von dem Bereich A1 entsprechend dem Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und dem Bereich mittlerer bis hoher Belastungen zum Bereich A2 festgestellt wird, dass der Dieselmotor 1 abrupt verzögert wurde, öffnet der Steuerabschnitt 33 der Steuerung 30 vollständig das Bypassventil 24 in der Bypassleitung 23. Daher kann Ansaugluft von der Seite des Auslasskanals des Kompressors 21 zur Seite des Einlasskanals der Abgasturbine 22 zugeführt werden, und kann die Drehzahl des Turboladers 20, der infolge der Trägheit dazu neigt, sich mit hoher Drehzahl zu drehen, schnell verringert werden. Daher gelangt der Arbeitspunkt des Dieselmotors 1 nicht in den Bereich eines sprunghaften Anstiegs während einer Verschiebung, so dass das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs verlässlich verhindert werden kann (8). Daher kann verhindert werden, dass der Kompressor 21 in Schwingungen versetzt wird oder bricht, so dass dessen Standfestigkeit und Verlässlichkeit verbessert werden können.
(2) Damit der Steuerabschnitt 33 feststellen kann, dass der Dieselmotor 1 abrupt verzögert wurde, ist es geeignet, direkt Detektorsignale zu akquirieren, welche normalerweise in der Brennkraftmaschinensteuerung 10 für die Betriebssteuerung des Dieselmotors 1 verwendet werden, nämlich Detektorsignale von der Brennkraftmaschinendrehzahldetektorvorrichtung 11 und der Kraftstoffeinspritzmengendetektorvorrichtung 12. Dies führt dazu, dass die Steuerung des Öffnens und Schließens des Bypassventils 24 einfach mit einer einfachen Logik durchgeführt werden kann.
(3) Der Steuerabschnitt 33 öffnet das Bypassventil 24 nach der Feststellung, dass nicht nur die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge Fa unter die Leerlaufeinspritzmenge Fi abgesunken ist, sondern auch die tatsächliche Drehzahl Na des Dieselmotors 1 unter die mittlere Drehzahl Nm abgesunken ist. Während sich der Dieselmotor 1 im Bereich hoher Drehzahlen größer oder gleich der mittleren Drehzahl Nm befindet, stellt daher der Steuerabschnitt 33 nicht fest, dass der Dieselmotor 1 abrupt verzögert wurde, und kann daher das Öffnungs/Schließventil geschlossen halten. Wenn die Drehzahl nicht absinkt, trotz einer Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge F, wie beispielsweise beim Bergabfahren, wird eine derartige Steuerung durchgeführt, dass nicht das Bypassventil 24 geöffnet wird. Daher besteht keine Befürchtung in der Hinsicht, dass Abgas rückwärts von der Einlasskanalseite der Abgasturbine 22 zur Auslasskanalseite des Kompressors 21 fließt, so dass ein wirksames Arbeiten der Motorbremse hervorgerufen werden kann, wenn bergab gefahren wird.
(4) Wenn der Abgasdruck höher ist als der Einlassdruck, werden das Bypassventil 24 und das EGR-Ventil 52 immer vollständig geschlossen, um zu verhindern, dass Abgas in Rückwärtsrichtung fließt. Daher wird ermöglicht, dass die Motorbremse nicht nur verlässlich im Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen beim Bergabfahren arbeitet, sondern auch über einen breiten Bereich, der sich von dem Bereich niedriger Drehzahlen bis zum Bereich hoher Drehzahlen erstreckt.
(5) Die Bypassleitung 23 zweigt vom Einlass 3 stromabwärts des Nachkühlers 7 ab. Obwohl Abgas in Rückwärtsrichtung zur Seite des Einlasses 3 geflossen ist, wenn das Bypassventil 24 infolge einer abrupten Verzögerung geöffnet wurde, fließt das Abgas nicht durch den Nachkühler 7. Daher kann eine Korrosion des Nachkühlers 7 verhindert werden.

(Zweite Ausführungsform)
Die 4 und 5 sind schematische Darstellungen, welche den Dieselmotor 1 zeigen, der mit der Einlasssteuerung 40 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, bzw. ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Einlasssteuerung 40 zeigt.
Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich signifikant von der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Hinsicht, dass die Bypassleitung 23 und das Bypassventil 24, die in 1 gezeigt sind, nicht vorhanden sind. Daher wird ein Öffnungsgradsteuersignal C2 von dem Ausgabeabschnitt 34 der Ventilsteuerung 30 nur an das EGR-Ventil 52 ausgegeben. Wie in 5 gezeigt, entspricht das Timing, an welchem dieses Öffnungsgradsteuersignal C2 ausgegeben wird, den Schritten S5 und S6. Die Schritte S1 bis S4 sind ebenso wie bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wenn daher bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung festgestellt wird, dass der Dieselmotor 1 abrupt von einem Betriebszustand bei mittlerer bis hoher Drehzahl und einer mittleren bis hohen Belastung verzögert wurde, öffnet der Steuerabschnitt 33 der Ventilsteuerung 30 vollständig das EGR-Ventil 52, um Luft zum Fließen von der Einlassseite 3 zur Seite des Auspuffrohes 4 zu veranlassen.
Wie im Falle der voranstehend geschilderten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung des EGR-Ventils 52, die ursprünglich nicht zum Verhindern des Auftretens eines sprunghaften Anstiegs gedacht war, sondern zur Abgasrückführung, von der Brennkraftmaschinensteuerung 10 durchgeführt.
Auch bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der voranstehend geschilderten Ausbildung kann das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs während einer abrupten Verzögerung unterdrückt werden. Daher kann eine Auswirkung entsprechend der Auswirkung (1) erzielt werden, die bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde.
Der EGR-Kanal 51 und das EGR-Ventil 25 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden dazu veranlasst, als die Bypassleitung 23 bzw. das Bypassventil 24 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu arbeiten, so dass auch die Auswirkungen (2; bis (5) auf die gleiche Art und Weise erreicht werden können.
(Dritte Ausführungsform)
Die 6 und 7 sind schematische Darstellungen, welche den Dieselmotor 1 zeigen, der mit der Einlasssteuerung 40 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, bzw. ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Einlasssteuerung 40 zeigt.
Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich signifikant von der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Hinsicht, dass das in 1 dargestellte EGR-System 50 nicht vorhanden ist. Daher wird ein Öffnungsgradsteuersignal C1 von dem Ausgabeabschnitt 34 der Ventilsteuerung 30 nur an das Bypassventil 24 ausgegeben. Wie in 7 gezeigt, entspricht das Timing, mit welchem dieses Öffnungsgradsteuersignal C1 ausgegeben wird, den Schritten S5 und S6. Die Schritte S1 bis S4 sind ebenso wie bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Bypassleitung 23 und das Bypassventil 24 bei der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind exklusiv nur dazu vorgesehen, das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs zu verhindern, und werden nicht dazu veranlasst, als EGR zu arbeiten.
Auch bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie voranstehend geschildert ausgebildet ist, kann das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs während einer abrupten Verzögerung unterdrückt werden. Daher kann eine Auswirkung ähnlich der Auswirkung (1) erzielt werden, die bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde.
Weiterhin können, infolge der im übrigen ähnlichen Konstruktion, auch die Auswirkungen (2) bis (5) auf die gleiche Art und Weise erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend geschilderten, jeweiligen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst andere Konstruktionen und dergleichen, welche deren Ziel erreichen können. Auch Abänderungen und dergleichen, wie nachstehend angegeben, werden von der vorliegenden Erfindung umfasst.
So sind beispielsweise bei den voranstehend geschilderten, jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Bypassventil 24 und das EGR-Ventil 52 während einer abrupten Verzögerung vollständig geöffnet. Allerdings können die Öffnungsgrade des Bypassventils 24 und des EGR-Ventils 52 in Abhängigkeit von der tatsächlichen Drehzahl Na innerhalb des Bereichs A2 eingestellt werden.
Bei den jeweiligen, voranstehend geschilderten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird, wenn die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge Fa kleiner geworden ist als die Leerlaufeinspritzmenge Fi, festgestellt, dass sich der Betriebszustand des Dieselmotors 1 von dem Bereich A1 zum Bereich A2 verschoben hat. Wenn jedoch die Kraftstoffeinspritzmenge Fa gleich Null geworden ist, kann festgestellt werden, dass sich der Betriebszustand des Dieselmotors 1 von dem Bereich A1 zum Bereich A2 verschoben hat.
Anstelle der Erfassung der Kraftstoffeinspritzmenge Fa, um zu bestimmen, dass der Dieselmotor 1 abrupt verzögert wurde, ist es möglich, ein Ausmaß der Betätigung des Gasreduzierpedals oder ein Ausmaß des Rückstellens des Gaspedals zu erfassen, und eine Bestimmung einer abrupten Verzögerung auf Grundlage des Ergebnisses dieser Erfassung durchzuführen.
[GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT]
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur bei Ansaugsteuerungen einsetzbar, die bei Dieselmotoren für Baumaschinen wie beispielsweise Planierraupen, Radlader, Muldenkipper und dergleichen vorgesehen sind, sondern auch bei Einlasssteuerungen für verschiedene Dieselmotoren, welche Turbolader aufweisen, oder bei Ottomotoren. Daher ist die vorliegende Erfindung auch einsetzbar bei Bussen, Lastkraftfahrzeugen, Personenkraftfahrzeugen und dergleichen.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei einer Einlasssteuerung, die bei einem Dieselmotor vorgesehen ist, öffnet ein Steuerabschnitt einer Ventilsteuerung vollständig ein Bypassventil in einer Bypassleitung, wenn festgestellt wird, dass eine abrupte Verzögerung von einem Betriebszustand des Dieselmotors in einem Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und einem Bereich mittlerer bis hoher Belastungen aufgetreten ist. Daher kann Einlassluft von einer Auslasskanalseite eines Kompressors einer Einlasskanalseite einer Abgasturbine zugeführt werden, so dass die Drehzahl eines Turboladers 20, der infolge der Trägheit zur Drehung mit hoher Drehzahl neigt, schnell verringert werden kann. Daher wird verhindert, dass der Arbeitspunkt des Dieselmotors während einer Verschiebung in einen Bereich eines sprunghaften Anstiegs hineingelangt, so dass das Auftreten eines sprunghaften Anstiegs verlässlich verhindert werden kann.

Claims

Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine, bei welcher vorgesehen sind: ein Turbolader, der einen Kompressor aufweist, zum Ansaugen und Druckbeaufschlagen von Frischluft, um die Brennkraftmaschine damit zu versorgen, und eine Abgasturbine zum Antrieb des Kompressors; eine Abgasrückführleitung zum Abziehen eines Teils des Abgases von einer Einlasskanalseite der Abgasturbine, um das abgezogene Abgas zu einer Auslasskanalseite des Kompressors zurückzuführen; ein Öffnungs/Schließventil, das in der Abgasrückführleitung vorgesehen ist; eine Betriebszustandsdetektorvorrichtung zur Erfassung eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine; und eine Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung zum Steuern des Öffnungs/Schließventils in Öffnungsrichtung, wenn auf Grundlage eines Signals von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung festgestellt wird, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand der abrupten Verzögerung von einem Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und einem Bereich mittlerer bis hoher Belastung ist.
Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine, bei welcher vorgesehen sind: ein Turbolader, der einen Kompressor zum Ansaugen und Druckbeaufschlagen von Frischluft aufweist, um damit die Brennkraftmaschine zu versorgen, und eine Abgasturbine zum Antrieb des Kompressors; eine Bypassleitung, durch welche ein Auslasskanal des Kompressors und ein Einlasskanal der Abgasturbine miteinander in Verbindung stehen; ein Öffnungs/Schließventil, das in der Bypassleitung vorgesehen ist; eine Betriebszustandsdetektorvorrichtung zur Erfassung eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine; und eine Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung zum Steuern des Öffnungs/Schließventils in Öffnungsrichtung, wenn auf Grundlage eines Signals von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung festgestellt wird, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand abrupter Verzögerung von einem Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und einem Bereich mittlerer bis hoher Belastung ist.
Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine, bei welcher vorgesehen sind: ein Turbolader, der einen Kompressor aufweist, zum Ansaugen und Druckbeaufschlagen von Frischluft um die Brennkraftmaschine mit dieser zu versorgen, und eine Abgasturbine zum Antrieb des Kompressors; eine Abgasrückführleitung zum Abziehen eines Teils von Abgas von einer Einlasskanalseite der Abgasturbine, um das abgezogene Abgas einer Auslasskanalseite des Kompressors zuzuführen; ein Öffnungs/Schließventil, das in der Abgasrückführleitung vorgesehen ist; eine Bypassleitung, durch welche der Auslasskanal des Kompressors und der Einlasskanal der Abgasturbine miteinander in Verbindung stehen; ein anderes Öffnungs/Schließventil, das in der Bypassleitung vorgesehen ist; eine Betriebszustandsdetektorvorrichtung zur Erfassung eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine; und eine Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung zum Steuern zumindest eines der Öffnungs/Schließventile in Öffnungsrichtung, wenn auf Grundlage eines Signals von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung festgestellt wird, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand der abrupten Verzögerung von einem Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und einem Bereich mittlerer bis hoher Belastung ist.
Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung in Reaktion auf das Signal von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung feststellt, dass die abrupte Verzögerung aufgetreten ist, wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine von einem Zustand im Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und dem Bereich mittlerer bis hoher Belastung auf einen Zustand verschoben hat, bei welchem die Kraftstoffeinspritzmenge kleiner ist als jene Kraftstoffeinspritzmenge, die für den selbständigen Betrieb der Brennkraftmaschine benötigt wird.
Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung in Reaktion auf das Signal von der Betriebszustandsdetektorvorrichtung feststellt, dass die abrupte Verzögerung aufgetreten ist, wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine von einem Zustand im Bereich mittlerer bis hoher Drehzahlen und im Bereich mittlerer bis hoher Belastung zu einem Zustand im Bereich mittlerer bis niedriger Drehzahl verschoben hat, in welchem die Kraftstoffeinspritzmenge kleiner ist als jene Kraftstoffeinspritzmenge, die für den selbständigen Betrieb der Brennkraftmaschine benötigt wird.
Einlasssteuerung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche weiterhin aufweist: eine Abgasdruckdetektorvorrichtung zur Erfassung eines Abgasdrucks zwischen einem Auslasskrümmer der Brennkraftmaschine und dem Einlasskanal der Abgasturbine; und eine Einlassdruckdetektorvorrichtung zur Erfassung eines Einlassdrucks zwischen dem Auslasskanal des Kompressors und einem Einlasskrümmer der Brennkraftmaschine, und wobei die Ventilöffnungs- und Schließsteuervorrichtung das Öffnungs/Schließventil schließt, wenn festgestellt wird, dass die abrupte Verzögerung aufgetreten ist, und in Reaktion auf Signale von der Abgasdruckdetektorvorrichtung und der Einlassdruckdetektorvorrichtung festgestellt wird, dass der Abgasdruck höher ist als der Einlassdruck.