DE19750331A1

DE19750331A1 - Hilfsbremssystem

Info

Publication number: DE19750331A1
Application number: DE19750331A
Authority: DE
Inventors: Seiji Okada; Takashi Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 1998-05-20
Also published as: KR19980042375A; US6062025A; KR100289774B1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Hilfsbremssystem und insbesondere ein Hilfsbremssystem, das das Bremsvermögen einer Dekompressions-Motorbremseinheit (Verdichtungsminderung- Motorbremseinheit) steigert, indem es einen Turbolader, der eine Aufladungsgradeinstellfunktion aufweist, wirksam nützt.

Beschreibung des verwandten Stands der Technik

Große Fahrzeuge, wie zum Beispiel Lastkraftwagen und Busse, die gewichtsmäßig schwer sind und die während des Betriebs eine große Trägheit aufweisen, erfordern zur Zeit des Bremsens eine große Bremskraft. Neben einer gewöhnlichen Bremseinheit, wie zum Beispiel einer Trommelbremseinheit und einer Scheibenbremseinheit, sind große Fahrzeuge im allgemeinen mit einem Hilfsbremssystem, wie zum Beispiel einer Motorbremseinheit und einer Abgasbremseinheit, ausgestattet.

Eine Dekompressions-Motorbremseinheit, die mit einem Innenverbrennungsmotor verbunden ist, arbeitet so, daß zugelassen wird, daß ein Kolben Saugluft, die in eine Verbrennungskammer des Motors gesaugt wird, in einem Zustand verdichtet, in dem die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist, und daß bewirkt wird, daß ein Auslaßventil geöffnet wird, um die verdichtete Luft ausströmen zu lassen, wenn der Kolben bei einem Verdichtungshub die Nähe des oberen Totpunkts erreicht, wodurch die durch den Kolben geleistete Verdichtungsarbeit absorbiert wird, um eine Bremskraft zu erzeugen.

Das Bremsvermögen einer Motorbremseinheit dieses Typs nimmt mit einer Zunahme einer Menge an Saugluft oder des volumetrischen Wirkungsgrads (Ladewirkungsgrads) zu. In diesem Zusammenhang wird in Betracht gezogen, daß der Saugluftdruck (Ladedruck) zu der Zeit, zu der sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, durch die Verwendung eines Turboladers erhöht werden kann, der in einem Innenverbrennungsmotor vorgesehen ist und der eine Turbine und einen Verdichter aufweist.

Eine im japanischen ungeprüften Gebrauchsmuster 61-33933 offenbarte Motorbremseinheit verwendet einen Turbolader mit Verstellgeometrie (im folgenden VG-Turbolader genannt), bei dem ein Neigungswinkel von Düsenleitschaufeln, die in einem Turbinendüsenabschnitt um Turbinenschaufeln des Turboladers angeordnet sind, gemäß der Motordrehzahl variabel ist. Wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, wird der Neigungswinkel der Düsenleitschaufeln verringert, um eine Düsenöffnungsfläche zu reduzieren, wodurch eine Abgasströmungsgeschwindigkeit erhöht wird. Infolgedessen können sich die Turbine und der Verdichter mit hohen Drehzahlen drehen, so daß der Ladewirkungsgrad (Aufladegrad) zunimmt, wodurch die Motorbremskraft erhöht wird.

Während der Aufladegrad verstellt wird, arbeitet der VG- Turbolader nicht nur, wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, sondern auch, wenn der Motor in einem normalen zustand (insbesondere in einem Beschleunigter-Betrieb- Zustand) arbeitet, in dem Kraftstoff zugeführt wird, während die Motorbremseinheit dabei außer Betrieb gesetzt wird. Das Abgas, das aus einer Verbrennungskammer ausströmt, wenn der Motor unter Kraftstoffzufuhr betrieben wird, enthält ein Verbrennungsgas, das durch Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird. Eine Abgasströmungsmenge und ein Abgasdruck werden somit recht groß, so daß die Turbinendrehzahl zunimmt. Unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung eines Überdrehens der Turbine, ist es unzweckmäßig, eine Düsenöffnungsfläche (Düsenleitschaufel-Öffnung) zur Einstellung des Aufladegrads in hohem Maße zu verringern. Das heißt, die Verringerung des Niveaus einer unteren Grenze der Düsenöffnungsfläche unterliegt einer Einschränkung. Obwohl dies in der obenerwähnten Gebrauchsmusterveröffentlichung nicht ausdrücklich erwähnt ist, versteht sich, daß die Düsenöffnungsfläche zu der Zeit, zu der sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, auf einen Wert eingestellt wird, der in einen begrenzten Bereich fällt, der unter Berücksichtigung der vorstehenden Einschränkung bestimmt wird. In diesem Fall ist ein variabler Bereich, innerhalb dessen die Düsenöffnungsfläche oder der Aufladegrad während des Betriebs der Motorbremseinheit variiert, äquivalent zum variablen Bereich, der zu der Zeit verwendet wird, zu der die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

Wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, strömt die verdichtete Saugluft aus, ohne eine Verbrennungsexpansion und ohne eine Volumenänderung zu erfahren. Der Aufladegrad und die Turbinendrehzahl nehmen somit nicht zu, falls die Düsenöffnungsfläche innerhalb des begrenzten Bereichs variiert, der dem Fall entspricht, in dem die Motorbremseinheit deaktiviert ist. Ein unzureichender Aufladegrad verursacht manchmal das Problem einer nicht ausreichenden Motorbremskraft-steigernde Wirkung des Turboladers.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Hilfsbremssystem vorzusehen, das eine Aufladegradeinstellfunktion eines Turboladers wirksam nützt, um zuzulassen, daß eine Dekompressions-Motorbremseinheit eine erhöhte Motorbremskraft erzeugt, und das die Lebensdauer des Turboladers verbessert.

Ein Hilfsbremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt: einen Turbolader, der so betrieben werden kann, um einen Aufladegrad variabel einzustellen; eine Motorbremseinheit zum Erzeugen einer Motorbremskraft, indem sie Saugluft, die in einer Verbrennungskammer eines Innenverbrennungsmotors verdichtet wird, zu einem Zeitpunkt in der Nähe des oberen Verdichtungs-Totpunkts des Innenverbrennungsmotors ausströmen läßt; und eine Steuereinheit zum Ansteuern des Turboladers, wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, um zu gestatten, daß der Aufladegrad größer wird, als jener, der erreicht wird, wenn die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

Bezüglich des Hilfsbremssystems der vorliegenden Erfindung wird, wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, die Kraftstoffzufuhr üblicherweise unterbrochen, und die verdichtete Luft strömt daher, von keiner Verbrennungsexpansion begleitet, aus. Die Abgasströmungsmenge und der Abgasdruck werden daher kleiner als die, die beobachtet werden, wenn die Motorbremseinheit deaktiviert ist und der Motor mit Kraftstoff versorgt wird. Während des Betriebs der Motorbremseinheit dagegen, wird der Aufladegrad im Turbolader absichtlich gegenüber dem, der gegeben ist, wenn die Motorbremseinheit deaktiviert ist, vergrößert. Infolgedessen nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases zu, das in die Turbine des Turboladers eingeführt wird, so daß die Turbine mit einer hohen Drehzahl drehen kann, selbst wenn das eingeführte Abgas eine kleine Strömungsmenge und einen niedrigen Druck aufweist. Somit nimmt der Aufladegrad (d. h. Steigerungsgrad des volumetrischen Wirkungsgrads) im Turbolader zu, so daß die Dekompressions- Motorbremseinheit eine erhöhte Motorbremskraft erzeugen kann.

In der vorliegenden Erfindung ist es nicht absolut erfor derlich, immer zu bewirken, daß der Aufladegrad zu der Zeit, zu der sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, in einem solchen Maße zunimmt, daß der Aufladegrad größer wird als der, der gegeben ist, wenn die Motorbremseinheit deaktiviert ist. Das heißt, es ist nicht notwendig, immer zu bewirken, daß der Turbolader während des Betriebs der Motorbremseinheit einen Aufladegrad-Steigerungsvorgang ausführt. Zum Beispiel kann der Aufladegrad-Steigerungsvorgang des Turboladers selektiv verhindert werden, wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet. In diesem Fall kann der Aufladegrad zur Zeit des Betriebs der Motorbremseinheit so eingestellt werden, daß er z. B. dem, der zur Zeit des Ruhezustands der Motorbremseinheit gegeben ist, gleich wird.

In der vorliegenden Erfindung schließt der Turbolader vorzugsweise folgendes ein: eine Abgasturbine, die durch Abgas angetrieben wird, das aus dem Innenverbrennungsmotor ausströmt; und eine Abgaseinführungs-Einstellvorrichtung zum variablen Einstellen einer Strömungsschnittfläche an einem Abgaseinlaß der Abgasturbine. Wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, betätigt die Steuereinheit die Abgaseinführungs- Einstellvorrichtung so, daß zugelassen wird, daß die Strömungsschnittfläche am Abgaseinlaß kleiner wird als die, die gegeben ist, wenn die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann, wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, der Aufladegrad im Turbolader erhöht werden, indem die Strömungsschnittfläche am Abgaseinlaß der Abgasturbine reduziert wird.

Bevorzugter ist, die Abgaseinführungs-Einstellvorrichtung des Turboladers schließt folgendes ein: Düsenleitschaufeln für eine Leitschaufel-Öffnungsgrad-Einstellung, die in Abständen um die Abgasturbine angeordnet sind; und ein Stellglied zur Einstellung von Öffnungsgraden der Düsenleitschaufeln. Die Abgaseinführungs-Einstellvorrichtung kann so betätigt werden, daß die Öffnungsgrade der Düsenleitschaufeln eingestellt werden, um dadurch eine Gesamtfläche von Zwischenräumen, die jeweils zwischen nebeneinanderliegende Düsenleitschaufeln gebildet sind, zu ändern. Wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, steuert die Steuereinheit das Stellglied so an, daß zugelassen wird, daß die Öffnungsgrade der Düsenleitschaufeln kleiner werden als der, der gegeben ist, wenn die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann das Hilfsbremssystem der vorliegenden Erfindung gebildet werden, indem ein bestehender Turbolader mit Verstellgeometrie verwendet wird. Indem die Leitschaufel-Öffnungsgrade klein gemacht werden, wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, kann die Strömungsschnittfläche an einem Abgaseinlaß der Abgasturbine reduziert werden, wodurch der Aufladegrad im Turbolader erhöht werden kann. Ferner wird es durch eine Verringerung der Leitschaufel-Öffnungsgrade ermöglicht, daß der Turbolader als Abgasbremse dient, um eine Bremswirkung zu zeigen.

Vorzugsweise umfaßt das Hilfsbremssystem ferner ein Motordrehzahl-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Motordrehzahl. Die Steuereinheit steuert den Turbolader so an, daß zu der Zeit, zu der sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, mit einer Zunahme der Motordrehzahl der Aufladegrad innerhalb eines vorbestimmten Bereichs verringert wird. Der vorbestimmte Bereich ist so bestimmt, daß zugelassen wird, daß der Aufladegrad, der innerhalb des vorbestimmten Bereichs variiert, einen Wert annehmen kann, der größer als ein oberer Grenzwert des Aufladegrads ist, der zu der Zeit erreicht wird, zu der die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

Gemäß diesem bevorzugten Hilfsbremssystem nimmt der Aufladegrad innerhalb des vorbestimmten Bereichs ab, wenn die Motordrehzahl zunimmt und wiederum wenn die Turbinendrehzahl zunimmt. Dies ermöglicht es, die Abgasturbine mit einer Drehzahl zu drehen, die eine Drehzahlgrenze der Abgasturbine nicht überschreitet, indem der Aufladegrad mit der Zunahme der Motordrehzahl verringert wird, während eine erhöhte Motorbremskraft gewonnen wird, indem der Aufladegrad vorzugsweise auf einem Wert gehalten wird, der größer ist als ein oberer Grenzwert des Aufladegrads, der zu der Zeit gegeben ist, zu der die Motorbremseinheit deaktiviert ist. Die Lebensdauer des Turboladers kann somit durch das sichere Verhindern eines durch ein Überdrehen der Abgasturbine verursachten Versagens des Turboladers verbessert werden, während eine erforderliche Motorbremskraft erzeugt wird.

In der eben erwähnten bevorzugten Ausführungsform ist bevorzugter, die Steuereinheit steuert den Turbolader so an, daß zu der Zeit, zu der sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, der Aufladegrad innerhalb des vorbestimmten Bereichs gemäß der Motordrehzahl schrittweise geändert wird.

Gemäß dieser bevorzugten Hilfsbremssystem kann, während der Grad der Steigerung der Motorbremskraft optimiert und ein Versagen des Turboladers verhindert wird, die Ansteuerung des Turboladers durch die Steuervorrichtung für eine Aufladegradeinstellung im Vergleich zum Fall der kontinuierlichen Änderung des Aufladegrads vereinfacht werden.

Vorzugsweise umfaßt das Hilfsbremssystem der vorliegenden Erfindung ferner ein Motorlast-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Lastzustands des Innenverbrennungsmotors. Die Motorbremseinheit wird in Betrieb gesetzt, wenn das Motorlast- Erfassungsmittel erfaßt, daß eine Last, die am Innenverbrennungsmotors angelegt wird, kleiner als eine vorbestimmte Last ist.

Gemäß diesem bevorzugten Hilfsbremssystem wird der Betrieb der Motorbremse gestartet, wenn die Motorlast unter der vorbestimmte Last fällt, z. B. wenn ein Verlangsamungsvorgang des Motors, der von einer Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr begleitet wird (Kraftstoffabschaltungsbetrieb), als Reaktion auf das Beenden des Tretens des Gaspedals gestartet wird. Infolgedessen nimmt der Aufladegrad als Reaktion auf die Verlangsamungsabsicht eines Fahrers zu, wodurch eine erforderliche Motorbremskraft mit einem guten Ansprechverhalten erzeugt werden kann.

Vorzugsweise umfaßt das Hilfsbremssystem der vorliegenden Erfindung ferner einen Umschalter, der dazu angepaßt ist, zwischen einer ersten Umschaltstellung, in der der Turbolader einen Aufladegrad-Steigerungsvorgang ausführen kann, und einer zweiten Umschaltstellung, in der der Aufladegrad- Steigerungsvorgang verhindert wird, umzuschalten. Nur wenn sich der Umschalter in der ersten Umschaltstellung befindet, wird zugelassen, daß die Steuereinheit den Turbolader so ansteuert, daß der Aufladegrad erhöht wird.

Gemäß diesem bevorzugten Hilfsbremssystem wird es dem Fahrer ermöglicht, die Motorbremskraft-Steigerungswirkung, die durch die Zunahme des Aufladegrads erreicht wird, selektiv zu nützen, indem er den Umschalter betätigt. Das heißt, wenn sich der Umschalter in der ersten Umschaltstellung befindet, nimmt der Aufladegrad im Turbolader bei Betätigung der Motorbremseinheit zu, wodurch eine große Motorbremskraft erzeugt wird. Wenn sich dagegen der Umschalter in der zweiten Umschaltstellung befindet, wird der Aufladegrad- Steigerungsvorgang des Turboladers verhindert, selbst wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, wodurch ein normaler Aufladegrad erreicht wird. In diesem Fall werden die Strömungsgeschwindigkeit von Abgas, das in die Abgasturbine eingeführt wird, sowie die Turbinendrehzahl ihren normalen Werten gleich. Folglich findet keine besondere Zunahme der Turbinendrehzahl statt, so daß die Lebensdauer des Turboladers verbessert wird. Der Betrieb der Motorbremseinheit kann verhindert werden, wenn sich der Umschalter in der zweiten Umschaltstellung befindet.

Vorzugsweise umfaßt das Hilfsbremssystem der vorliegenden Erfindung ferner einen Umschalter, der dazu angepaßt ist, zwischen einer Mehrzahl von ersten Umschaltstellungen, von denen jede einem jeweiligen unterschiedlichen Aufladegrad entspricht, und einer zweiten Umschaltstellung umgeschaltet zu werden. Wenn irgendeine aus der Mehrzahl der ersten Umschaltstellungen ausgewählt wird, indem der Umschalter betätigt wird, kann die Steuereinheit so betrieben werden, daß der Turbolader so angesteuert wird, daß der Aufladegrad einem Wert gleich wird, der der ausgewählten ersten Umschaltstellung entspricht. Wenn sich der Umschalter in der zweiten Umschaltstellung befindet, wird verhindert, daß der Turbolader der Aufladegrad-Steigerungsvorgang ausführt.

Gemäß diesem bevorzugten Hilfsbremssystem kann der Fahrer die Motorbremskraft-Steigerungswirkung, die durch die Zunahme des Aufladegrads erreicht wird, selektiv nützen, indem er den Umschalter betätigt. In dem Fall, daß der Aufladegrad- Steigerungsvorgang des Turboladers zugelassen wird, kann der Aufladegrad korrekt eingestellt werden. Das heißt, falls eine der ersten Umschaltstellungen durch die Betätigung des Umschalters ausgewählt wird, wird der Aufladegrad, der der somit ausgewählten Umschaltstellung des Umschalters entspricht, während des Betriebs der Motorbremseinheit erreicht. Infolgedessen wird die Motorbremskraft-Steigerungswirkung durch Aufladung bei einem Grad ausgeübt, der der ausgewählten Umschaltstellung des Umschalters entspricht, so daß eine Motorbremskraft erzeugt wird, die der Fahrer erwartet. Wenn sich dagegen der Umschalter in der zweiten Umschaltstellung befindet, wird der Aufladegrad-Steigerungsvorgang des Turboladers verhindert, so daß die Turbinendrehzahl nicht in hohem Maße zunimmt, wodurch die Lebensdauer des Turboladers verbessert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DAR ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugmotors, der mit einem Hilfsbremssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die, teilweise unterbrochen, die Einzelheiten des in Fig. 1 gezeigten VG- Turboladers zeigt;

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das die Art und Weise des Anschließens der in Fig. 1 gezeigten elektrischen Steuereinheit an einem Schaltungs-Betätigungs-Element, einem Hilfsbremsschalter, verschiedenen Fühlern, einem Solenoid und einem Stellglied zeigt;

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen Leitschaufel-Öffnungsgraden θVG beweglicher Leitschaufeln des VG-Turboladers und ihrer Drehstellungen zeigt;

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine durch die elektronische Steuereinheit ausgeführte Leitschaufel-- Öffnungsgrad-Steuerroutine zeigt;

Fig. 6 ist ein Kennfeld, das den Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG, der in einer Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung zu der Zeit verwendet wird, zu der das Hilfsbremssystem deaktiviert ist, als Funktion der Motordrehzahl Ne und des Gaspedal- Öffnungsgrads θACC zeigt;

Fig. 7 ist ein Leitschaufel-Öffnungsgrad-Kennfeld, das in der Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung verwendet wird, die in einem zweiten Steuermodus durchgeführt wird;

Fig. 8 zeigt ein Leitschaufel-Öffnungsgrad-Kennfeld, das in der Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung verwendet wird, die in einem ersten Steuermodus durchgeführt wird;

Fig. 9 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen Zylindervolumen Vc und Zylinderdruck Pc in einem Fall zeigt, in dem keine Verbrennung von Kraftstoff stattfindet, und das die Absorptionsenergie, die von Hilfsbremsen absorbiert wird, als Funktion des Leitschaufel-Öffnungsgrades θVG zeigt;

Fig. 10 ist ein Diagramm, das eine Turbinendrehzahl NT und Absorptionsenergie zu der Zeit, zu der sich das Hilfsbremssystem gemäß der ersten Ausführungsform in Betrieb befindet, als Funktion der Motordrehzahl Ne zeigt;

Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Art und Weise des Anschließens der elektronischen Steuereinheit an einem Schaltungs-Betätigungs-Element, einem Hilfsbremsschalter und dergleichen in einem Hilfsbremssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Leitschaufel- Öffnungsgrad-Steuerroutine gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt; und

Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Turbinendrehzahl NT und Absorptionsenergie zur Zeit des Betriebs des Hilfsbremssystems gemäß der zweiten Ausführungsform als Funktion der Motordrehzahl Ne zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Ein Hilfsbremssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Bezug nehmend auf Fig. 1, ein Fahrzeugdieselmotor mit hängenden Ventilen (OHV-Dieselmotor - im folgenden Motor genannt) 1, mit dem ein Hilfsbremssystem verbunden ist, schließt einen Motorkörper 2 ein, der mit einem Zylinder 4 ausgebildet ist. Ein Kolben 6, der im Zylinder 4 zur Hin- und Herbewegung aufgenommen ist, wirkt mit dem Zylinder 4 und einem Zylinderkopf 8 zusammen, um eine Verbrennungskammer 10 zu bilden. Der Zylinderkopf 8 weist eine Seite auf, die mit einem Ende eines Einlaßrohrs 12 verbunden ist. Ein Lufteinlaßkanal 14, der durch das Einlaßrohr 12 gebildet ist, kann über ein Einlaßventil (nicht gezeigt) mit der Verbrennungskammer 10 kommunizieren. Ein Abgasrohr 16 erstreckt sich von einer anderen Seite des Zylinderkopfs 8 in Richtung vom Einlaßrohr 12 weg. Ein Abgaskanal, der durch das Abgasrohr 16 gebildet ist, kann über ein Paar Auslaßventile 20 und 22 mit der Verbrennungskammer 10 kommunizieren. Fig. 1 zeigt die Abgasventile 20 und 22 in einem Zustand, in dem sie geschlossen sind. Im Gegensatz zur ungenauen Abbildung von Fig. 1 sitzen die Auslaßventile 20 und 22, wenn sie geschlossen sind, eigentlich fest auf Auslaßventilsitzen, die im Zylinderkopf 8 ausgebildet sind.

Ein distales Ende eines Ventilschafts des Auslaßventils 20 hat Kontakt mit einer unteren Fläche einer Ventilbrücke 24, die über den Auslaßventilen 20 und 22 angeordnet ist. Ein distales Ende eines Ventilschafts des Auslaßventils 22 hat Kontakt mit einer unteren Fläche einer Stoßstange 48, die zusammen mit der Ventilbrücke 24 bewegbar ist. Ein Kipphebel 26 wird zur Schwenkbewegung von einer Kipphebelwelle 27 getragen. Ein distales Ende des Kipphebels 26 hat Kontakt mit einem zentralen Teil einer oberen Fläche der Ventilbrücke 24. Ein proximales Ende des Kipphebels 26 weist eine untere Fläche auf, die so angeordnet ist, daß sie Kontakt mit einer oberen Stirnfläche einer Stoßstange 28 hat. Eine untere Stirnfläche der Stoßstange 28 hat Kontakt mit der äußeren Peripherie eines Nockens (nicht gezeigt) einer Nockenwelle, die sich mit der Drehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors 1 dreht. Während sich die Stoßstange 28 mit der Drehung der Kurbelwelle hin und her bewegt, schwingt der Kipphebel 26 um die Kipphebelwelle 27, um dadurch zu bewirken, daß die Auslaßventile 20 und 22 über die Ventilbrücke geöffnet und geschlossen werden. Einlaßventile (nicht gezeigt) sind über einen weiteren Kipphebel (nicht gezeigt) und einer weiteren Stoßstange (nicht gezeigt), die nicht der Kipphebel 26 und die Stoßstange 28 sind, mit der Nockenwelle antreibend gekoppelt, so daß die Einlaßventile mit der Drehung der betreffenden Nockenwelle geöffnet und geschlossen werden.

Obwohl in Fig. 1 nicht gezeigt, ist im Zylinderkopf 8 ein Kraftstoffeinspritzventil so vorgesehen, daß es der Verbren nungskammer 10 zugekehrt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil ist mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden.

Eine Dekompressions-Motorbremseinheit 30 ist in einem oberen Teil des Motors 1 vorgesehen. Die Motorbremseinheit 30 arbeitet so, daß bewirkt wird, daß der Kolben in die Verbrennungskammer 10 eingesaugte Luft in einem zustand verdichtet, in dem kein Kraftstoff die Verbrennungskammer zugeführt wird, so daß der Kolben 6 eine negative Arbeit leistet. Wenn der Kolben bei einem Verdichtungshub die Nähe des oberen Totpunkts erreicht, bewirkt die Motorbremseinheit, daß sich das Auslaßventil 22 öffnet, um die verdichtete Saugluft aus der Verbrennungskammer ausströmen zu lassen, wodurch sie die negative Arbeit absorbiert und eine Bremskraft erzeugt.

In dieser Ausführungsform wird die Motorbremseinheit 30 betrieben, wenn ein verlangsamter Motorbetrieb, der von einer Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr begleitet wird, durchgeführt wird. Im folgenden wird der eben erwähnte Motorbetrieb Kraftstoffabschaltung oder Kraftstoffabschaltungsbetrieb genannt. Indessen kann die Motorbremseinheit 30 sowohl zur Zeit des Kraftstoffabschaltungsbetriebs als auch zur Zeit des Bremsens durch Treten eines Bremspedals betätigt werden.

Die Dekompressions-Motorbremseinheit 30 weist ein Gehäuse 32 auf, das mit einem Ölkanal 34 ausgebildet ist. Der Ölkanal 34 ist über ein elektromagnetisches Spulenventil 36, das in einem Endbereich des Gehäuses 32 angeordnet ist, mit einer Hydraulikeinheit (nicht gezeigt) verbunden. Das Spulenventil 36 weist ein elektromagnetisches Solenoid 36a auf, das mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU = Electronic Control Unit) 90 verbunden ist. Wenn es mit einem Ansteuerungssignal von der ECU versorgt wird, bewirkt das Solenoid 36a, daß sich eine Spule 37 des Spulenventils 36 aus einer Ölauslaufstellung, die in Fig. 1 gezeigt ist, in eine Ölzufuhrstellung verschiebt. Wenn sich die Spule 37 in der Ölzufuhrstellung befindet, wird unter Druck stehendes Öl von der Hydraulikeinheit zum Ölkanal 34 zugeführt. Wenn die Zuführung des Ansteuerungssignals an das elektromagnetische Solenoid 36a beendet wird, wird die Spule 37 aus der Ölzufuhrstellung in die Ölauslaufstellung geschaltet, so daß das unter Druck stehende Öl im Ölkanal 34 in Richtung auf die Hydraulikeinheit ausläuft.

Das Gehäuse 32 ist in seinem zentralen Bereich mit einem ersten Zylinderabschnitt 40 ausgebildet, der sich senkrecht zum Ölkanal 34 hin erstreckt. Ein Nehmerkolben 42 ist im Zylinderabschnitt 40 verschiebbar angeordnet. Bezugsnummer 44 bezeichnet einen Führungsstift zum Führen des Nehmerkolbens 42, und Bezugsnummer 46 bezeichnet eine Schraubenfeder, die den Nehmerkolben 42 in Richtung auf eine ursprüngliche Stellung des Nehmerkolbens, die in Fig. 1 gezeigt wird, treibt.

Eine untere Stirnfläche des Nehmerkolbens 42 hat Kontakt mit einer oberen Stirnfläche der Stoßstange 48. Wenn der Nehmerkolben 42 durch das dem Ölkanal 34 zugeführte unter Druck stehende Öl gegen eine treibende Kraft der Schraubenfeder 46 nach unten gepreßt wird, bewegt sich die Stoßstange 48 daher nach unten, um dadurch das Auslaßventil 22 zu öffnen.

Wenn während des Kraftstoffabschaltungsbetriebs der Kolben 6 die Nähe des oberen Verdichtungs-Totpunkts erreicht, liefert die ECU 90 ein Ansteuerungssignal an das elektromagnetische Solenoid 36a des Spulenventils 36. Als Reaktion auf das Ansteuerungssignal wird die Spule 37 in die Ölzufuhrstellung geschaltet, wie vorstehend beschrieben, so daß der Nehmerkolben 42 durch einen Druck des dem Ölkanal 34 zugeführten unter Druck stehenden Öls gedrückt wird, so daß sich das Auslaßventil 22 öffnet. In der Verbrennungskammer 10 durch den Kolben verdichtete Luft strömt deshalb in den Auslaufkanal 18 aus, wodurch die Verdichtungsarbeit absorbiert wird, um eine Motorbremskraft zu erzeugen.

Ein Steuerventil 50 zum Einstellen des Drucks des unter Druck stehenden Öls im Ölkanal 34, und zwar auf einen Wert, der unter einem vorbestimmten Druck ist, wird im Ölkanal 34 zwischen dem Zylinderabschnitt 40 und dem Spulenventil 36 vorgesehen. Das Steuerventil 50 führt eine Druckeinstellung durch, um zu verhindern, daß ein interner Druck im Ölkanal 34 übermäßig hoch wird, um dadurch ein Versagen der Motorbremseinheit 30 zu verhindern. Die Konstruktion des Steuerventils 50 ist bekannt, und eine Beschreibung davon wird deshalb weggelassen.

Der Ölkanal 34 erstreckt sich bis zu einem anderen, vom Steuerventil 50 entfernten Ende des Gehäuses 32 und kommuniziert mit einem zweiten Zylinderabschnitt 52, der in jenem Ende des Gehäuses 32 ausgebildet ist. Im Zylinderabschnitt 52 ist ein Geberkolben 52a zur Gleitbewegung untergebracht. Ein distales Ende des Geberkolbens 52 hat Kontakt zu einer oberen Fläche eines proximalen Endbereichs des Kipphebels 26. Der Geberkolben 52 bewegt sich im Zylinder 52 hin und her, wenn sich die Stoßstange 28 nach oben und nach unten bewegt. Wenn sich die Stoßstange 28 nach oben bewegt, um dadurch die Auslaßventile 20 und 22 zu öffnen, bewegt sich der Geberkolben 52a nach oben, um den Nehmerkolben 42 durch Öl im Ölkanal 34 nach unten zu drücken, wodurch eine Abwärtsbewegung des Auslaßventils 22 unterstützt wird. In Fig. 1 bezeichnet Bezugsnummer 56 eine flache Feder, die den Geberkolben 52a immer in Richtung auf den Kipphebel 26 treibt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Turbolader 60 mit Verstellgeometrie (VG-Turbolader 60) in einem Motorbereich vorgesehen, in dem das Einlaßrohr 12 und das Abgasrohr 16 nebeneinander angeordnet sind. Einfach ausgedrückt: Der VG- Turbolader 60 umfaßt, wie gewöhnliche Turbolader, eine Abgasturbine 66 und einen Verdichter 68, die im Gehäuse 62 angeordnet sind. Diese Elemente 66 und 68 sind über eine Kopplungswelle 64 zur synchronen Drehung miteinander verbunden. Wenn die Turbine 66 durch Abgas, das durch den Abgaskanal 18 in der Richtung des Pfeils in Fig. 1 strömt, gedreht wird, dreht sich der Verdichter 68 synchron mit der Drehung der Turbine, wodurch Luft im Einlaßluftkanal 14 verdichtet und in die Verbrennungskammer 10 durch Aufladen eingebracht wird.

Der VG-Turbolader 60 umfaßt ferner eine Düseneinheit 70, die bewegliche Düsenleitschaufeln 72 einschließt, die so angeordnet sind, daß sie die Turbine 66 umgeben. Diese Düseneinheit 70 ist mit einem Düsenstellglied 74, das mit der ECU 90 elektrisch verbunden ist, ansteuernd verbunden.

Spezifischer ausgedrückt: Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die beweglichen Leitschaufeln 72 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung entlang einer äußeren Peripherie der Turbine 66 angeordnet. Die beweglichen Leitschaufeln 72 erstrecken sich durch eine Turbinen-seitige Innenwand 62a des Gehäuses 62 und sind jeweils mit inneren Enden von Stiften 76 verbunden, die vom Gehäuse 62 drehbar getragen werden. Äußere Enden der Stifte 76 sind über Verbindungselemente 78 und Vorsprünge 82 mit einer Kreisplatte 80 antreibend verbunden. Spezifisch ausgedrückt Die Kreisplatte 80 ist zur Drehung um die Kopplungswelle 64 herum zwischen der Turbinen-seitigen Innenwand 62a und einer Verdichter-seitigen Innenwand 62b des Gehäuses 62 angeordnet. Die Vorsprünge 82 sind auf einer Stirnfläche der Kreisplatte 80 auf der der Abgasturbine-nahen Seite in Abständen angeordnet, die den Abständen, in denen die beweglichen Leitschaufeln verteilt sind, gleich sind. Diese Vorsprünge 82 sind in Aussparungen 79, die jeweils in einem Ende der Verbindungselemente 78 ausgebildet sind, verschiebbar eingesteckt. Die anderen Enden der Verbindungselemente 78 sind mit äußeren Enden der Stifte 76 verbunden.

Eine Stange 75 des Stellglieds 74 ist mit einer Stirnfläche der Kreisplatte 80 auf der der Turbine entfernten Seite verbunden. Wenn sich der Pegel des Ansteuerungssignals, das von der ECU an das Stellglied 74 geliefert wird, ändert, bewirkt das Stellglied 74, das z. B. aus einem linearen Solenoid besteht, daß sich die Stange 75 nach vorne oder nach hinten in eine Stangenstellung bewegt, die einem Ansteuerungssignalpegel entspricht. Mit dieser Bewegung der Stange 75 dreht sich die Kreisplatte 80 um die Kopplungswelle 64 herum, um dadurch die Verbindungselemente 78 in die Umfangsrichtung zu drücken, während bewirkt wird, daß sich die Vorsprünge 82 in den Aussparungen 79 verschieben. Infolgedessen drehen sich die Verbindungselemente 78, die Stifte 76 und die beweglichen Leitschaufeln 72 um einen Winkel, der dem Drehwinkel der Kreisplatte 80 gleich ist, um die Achsen der Stifte 76. Wenn sich die beweglichen Leitschaufeln 72 in dieser Weise drehen, ändert sich der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG (Fig. 4) der beweglichen Leitschaufeln 72, so daß sich jeder Zwischenraum (im folgenden Leitschaufel-Zwischenraum genannt), der zwischen nebeneinanderliegenden beweglichen Leitschaufeln gebildet ist, ändert. Mit einer Änderung des Leitschaufel- Öffnungsgrads ändert sich eine gesamte Leitschaufel zwischenraumfläche (allgemeiner: Strömungsschnittfläche (Grad der Aufladung im Turbolader 60)) am Abgaseinlaß 62b der Turbine 66.

In dieser Ausführungsform wird der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG unstetig geändert, und zwar schrittweise, zum Beispiel in acht Schritten. Das heißt, der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG wird auf einen Leitschaufel-Öffnungsgrad, vom ersten bis zum achten, eingestellt. Die gesamte Leitschaufel zwischenraumfläche ändert sich in Abhängigkeit vom Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG. Die Leitschaufel-Öffnungsgrade, vom ersten bis zum achten) werden jeweils im voraus bestimmt, um eine zweckentsprechende gesamte Leitschaufel- Zwischenraumfläche zu liefern. In der folgenden Beschreibung sind die Leitschaufel-Öffnungsgrade, vom ersten bis zum achten, mit den Ganzzahlen 1 bis 8 angegeben, die jeweils eine der acht Leitschaufel-Öffnungsgrad-Stufen darstellen. Ferner werden die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Stufen 1-8 manchmal Leitschaufel- Öffnungsgrade 1-8 genannt.

Fig. 4 zeigt Leitschaufel-Drehzustände bei den Leitschaufel-Öffnungsgrad-Stufen 1, 2, 3 und 8. Wenn sich der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG bei der Leitschaufel- Öffnungsgrad-Stufe 8 befindet, wie in Fig. 4 mit der Strichpunkt-Linie gezeigt, erreicht der Drehwinkel jeder beweglichen Leitschaufel 72 im Uhrzeigersinn ein Maximum, so daß der Leitschaufel-Zwischenraum, d. h. die gesamte Leitschaufel-zwischenraumfläche, ein Maximum erreicht. Wenn die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Stufe von 8 bis 1 abnimmt, nehmen der Drehwinkel der beweglichen Leitschaufel 72 und der Leitschaufel-Zwischenraum ab. Das heißt, der Leitschaufel zwischenraum erreicht bei der Leitschaufel-Öffnungsgrad-Stufe 1 ein Minimum, wie in Fig. 4 mit der durchgezogenen Linie gezeigt. Zu dieser Zeit bestehen noch die Zwischenräume zwischen den Leitschaufeln, und Abgas kann deshalb durch die zwischenräume strömen. In Fig. 4 geben die unterbrochene Linie und die Strich-Doppelpunkt-Linie die Drehzustände der beweglichen Leitschaufel 72 an, wenn sich der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG bei den Stufen 2 bzw. 3 befindet.

Durch Änderung der Zwischenräume zwischen den beweglichen Leitschaufeln 72 in dieser Weise kann die Geschwindigkeit des Abgases, das durch die verstellbare Düseneinheit 70 in die Turbine 66 geblasen wird, mehrstufig eingestellt werden. Das heißt, es ist durch Änderung des Leitschaufel-Öffnungsgrads möglich, die Drehzahl NT der Turbine 66 unabhängig von der Abgasströmungsmenge, die sich auf die Turbinendrehzahl auswirkt, zu ändern.

Selbst wenn eine Kraftstoffzufuhrmenge klein ist und die Drehzahl Ne des Motors 1 deshalb niedrig ist, so daß die Menge an Abgas klein wird, kann die Turbinendrehzahl NT erhöht werden, indem die Leitschaufel-Zwischenraum mittels des Stellglieds 74 auf einen kleinen Wert eingestellt wird. Wenn die Turbinendrehzahl zunimmt, wird die Luftverdichtungswirkung des Verdichters 68 gesteigert, so daß der Ladedruck im Ansaugsystem zunimmt, wodurch die Wirkung der Aufladung gesteigert werden kann.

In dieser Ausführungsform, wenn sich die Motorbremseinheit 30 in Betrieb befindet, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG innerhalb eines Bereichs eingestellt, z. B. von einem Wert von 1 bis zu einem Wert von 3, so daß bewirkt wird, daß der Turbolader 60 einen korrekten Aufladegrad-Steigerungsvorgang ausführt, um den Aufladegrad größer gleich einem oberen Grenzwert des Aufladegrads zu machen, der zur Zeit des Ruhezustands der Motorbremseinheit 30 erreicht wird.

Durch eine solche Leitschaufel-Öffnungsgrad-Einstellung ist es möglich zu bewirken, daß der VG-Turbolader 60 als Abgasbremse dient, und einen Ladedruck, unter dem die Saugluft zugeführt wird, zu erhöhen, wodurch die Motorbremswirkung der Dekompressions-Motorbremseinheit 30 gesteigert wird, wenn sich die Motorbremseinheit 30 in Betrieb befindet.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die ECU 90 an ihrer Eingangsseite mit verschiedenen Fühlern verbunden, die folgendes einschließen: einen Gaspedal-Öffnungsgradfühler (Motorlast-Erfassungsmittel) 102 zum Erfassen eines Maßes des Durchtretens eines Gaspedals, d. h. eines Gaspedal- Öffnungsgrads θACC; einen Ladedruckfühler 104 (siehe Fig. 1), der an einer Lage an der stromabwärtigen Seite des Verdichters 68 des VG-Turboladers 60 vorgesehen ist und der betrieben werden kann, um einen Ladedruck zu erfassen; einen Hilfsbremsschalter 108, der auf die Betätigung eines Schaltungs-Betätigungs-Elements 106 reagiert; einen Motordrehzahlfühler (Motordrehzahl-Erfassungsmittel) 110 zum Erfassen einer Motordrehzahl Ne; und andere Fühler (nicht gezeigt).

Das Schaltungs-Betätigungs-Element 106 wird durch eine Bedienungsperson betätigt, um zwischen einer AUS-Stellung (AUS), in der der Betrieb der Motorbremseinheit 30 und der Aufladegrad-Steigerungsbetrieb des VG-Turboladers 60 verhindert werden; einer ersten Modusstellung (Nr. 1), in der ein erster Steuermodus ausgewählt ist, in dem der Betrieb der Motorbremseinheit und der Aufladegrad-Steigerungsvorgang des Turboladers erlaubt sind; und einer zweiten Modusstellung (Nr. 2), in der ein zweiter Steuermodus ausgewählt ist, der dem ersten Steuermodus ähnlich ist, geschaltet. In der zweiten Modusstellung kann der Turbolader 60 die Aufladeaktion in einem Grad ausführen, der höher ist als der Aufladegrad, der erreicht wird, wenn die erste Modusstellung ausgewählt ist.

Der Hilfsbremsschalter 108 nimmt in Abhängigkeit von der Umschaltstellung des Schaltungs-Betätigungs-Elements 106 eine AUS-Stellung, eine erste Modusstellung oder eine zweite Modusstellung ein. In der folgenden Beschreibung werden die erste und die zweite Stellung zusammen EIN-Stellung bezeichnet.

Die ECU 90 ist an ihrer Ausgangsseite mit dem Spulenventil 36 der Motorbremseinheit 30, dem verstellbaren Düsenstellglied 74 des VG-Turboladers und dergleichen verbunden, wie vorstehend beschrieben.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Motors 1, insbesondere des Hilfsbremssystems, das den obenerwähnten Aufbau aufweist, beschrieben.

Während eines Motorbetriebs führt die ECU 90, die als Steuereinheit des Hilfsbremssystems funktioniert, eine Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerroutine (in Fig. 5 gezeigt) zur Einstellung des Aufladegrads in Intervallen eines vorbestimmten Zyklus aus.

Als erstes wird in Schritt S10 bestimmt, ob sich der Hilfsbremsschalter 108 in einer EIN-Stellung befindet oder nicht.

Falls ein Ergebnis der Bestimmung in Schritt S10 negativ ist (NEIN), wird bestimmt, daß der Fahrer nicht die Absicht hat, die Hilfsbremssystem zu verwenden. Daraufhin wird die Routine beendet, ohne Schritt S12 und anschließende Schritte auszuführen. In diesem Fall, selbst wenn das Gaspedal 100 nach einem getretenen zustand losgelassen wird, so daß die Absicht des Fahrers zur Verlangsamung angezeigt wird, ist das Hilfsbremssystem deaktiviert, und es wird verhindert, daß der Turbolader einen Aufladegrad-Steigerungsvorgang ausführt.

Gebremst werden kann nur durch das Betätigen einer gewöhnlichen Bremseinheit (nicht gezeigt).

Selbst wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S10 NEIN ist oder das Hilfsbremssystem deaktiviert ist, wird, um den Aufladegrad im VG-Turbolader in Abhängigkeit von der Motordrehzahl variabel zu steuern, eine Leitschaufel- Öffnungsgrad-Steuerroutine (entsprechend den Schritten S113-S119 in Fig. 12) zur Zeit des Ruhezustands des Hilfsbremssystems durchgeführt.

Bei dieser Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerroutine wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG (Leitschaufel-Öffnungsgrad- Stufe) zur Zeit des Ruhezustands des Hilfsbremssystems auf der Grundlage eines in Fig. 6 gezeigten Kennfelds gemäß der Motordrehzahl Ne und dem Gaspedal-Öffnungsgrad θACC eingestellt.

Falls der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC größer gleich einem vorbestimmten Wert θ1 ist, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG, wie in Fig. 6 gezeigt, in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne in sechs Schritten von der Leitschaufel- Öffnungsgrad-Stufe 3 in Stufe 8 geändert. Der vorbestimmte Wert θ1 wird auf einen Wert eingestellt, der größer ist als ein Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0, der in einer bekannten Kraftstoffabschaltungsbereichs-Bestimmungsroutine und in den später erwähnten Kraftstoffabschaltungsbereichs- Bestimmungsschritten S14-S26 von Fig. 5 verwendet wird. Vorzugsweise wird der vorbestimmte Wert θ0 auf einen Wert nahe 0 und nicht auf einen Wert genau gleich 0 eingestellt, um ein Spiel des Gaspedals 100 zu berücksichtigen.

In dem Fall, daß die obenerwähnte Voraussetzung θACC ≧ θ1 erfüllt ist, so daß die Kraftstoffzufuhr zum Motor 1 durchgeführt wird, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf einen Wert eingestellt, der innerhalb des Leitschaufel- Öffnungsgrad-Bereichs 3-8 schrittweise kleiner wird, wenn die Motordrehzahl Ne abnimmt. Wenn sich der Motor 1 in einem Niedriglastzustand befindet und die Abgasströmungsmenge klein ist, wird der Aufladegrad gesteigert.

Als Reaktion auf die obenerwähnte Leitschaufel- Öffnungsgrad-Einstellung liefert die ECU 90 ein Ansteuerungssignal mit einem Pegel, der dem so eingestellten Leitschaufel-Öffnungsgrad entspricht, an das Stellglied 74 des Turboladers 60. Die Stange 75 des Stellglieds 74 bewegt sich in eine Stangenstellung, die dem Ansteuerungssignalpegel entspricht, wodurch bewirkt wird, daß sich die Kreisplatte 80, das Verbindungselement 78, der Stift 76 und die bewegliche Leitschaufel 72 in ihre der Stangenstellung entsprechenden Drehstellungen drehen. Infolgedessen wird der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf den eingestellten Wert verstellt. Indessen wird, falls der Leitschaufel-Öffnungsgrad dem eingestellten Öffnungsgrad gleich ist, ein solcher Leitschaufel-Öffnungsgrad unverändert beibehalten.

In dem Fall, daß das Hilfsbremssystem deaktiviert ist, wird, falls der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner ist als der vorbestimmte Wert θ1 und falls die Motordrehzahl Ne höher ist als ein vorbestimmter Wert Ne0 (z. B. Leerlaufdrehzahl), der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf seinen Maximalwert 8 eingestellt, wodurch der Aufladegrad minimiert wird.

Falls der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner ist als der Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0, kann angenommen werden, daß der Fahrer nicht beabsichtigt, den Motor zu beschleunigen, und wünscht, einen Schubbetrieb des Motors auszuführen. Es wird somit in der Kraftstoffabschaltungs- Bestimmungsroutine (nicht gezeigt) bestimmt, daß eine Kraftstoffzufuhr-Unterbrechungsbedingung erfüllt ist, so daß die Kraftstoffzufuhr beendet wird. In diesem Fall wird, falls eine Voraussetzung Ne < Ne0 erfüllt ist, der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf den Maximalwert 8 eingestellt.

In dem Fall, daß der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner ist als der Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0, wird, falls die Motordrehzahl Ne niedriger als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne0 ist, das heißt, falls sich der Motor im Leerlaufbetriebsbereich befindet, der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf einen kleinen Wert 3 eingestellt.

Selbst wenn der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC in der Nähe des vorbestimmten Werts θ0 ist oder kleiner ist als der vorbestimmte Wert θ0, wird während des Leerlaufbetriebs des Motors üblicherweise die Kraftstoffzufuhr für die Drehung im Leerlauf durchgeführt. In dieser Ausführungsform wird deshalb der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf den Wert 3 eingestellt, wie vorstehend beschrieben. Infolgedessen wird die Aufladewirkung gesteigert, um den Verbrennungswirkungsgrad des Kraftstoffs für die Leerlaufdrehung zu verbessern, wodurch ein Absterben des Motors verhindert wird.

Ein anderer Grund, warum der Leitschaufel-Öffnungsgrad während der Leerlaufdrehung auf den Wert 3 eingestellt wird, ist wie folgt: Obwohl die Menge an zugeführtem Kraftstoff während des Leerlaufbetriebs klein ist, werden, falls der Leitschaufel-Öffnungsgrad auf einen Wert 1 oder 2 eingestellt ist, der kleiner ist als der Wert 3, der Abgasdruck und die Abgasströmungsgeschwindigkeit, die sich auf die beweglichen Leitschaufeln 72 auswirken, manchmal übermäßig hoch. In diesem Fall kann die Turbine 66 ihre Drehzahlgrenze NTMAX erreichen, so daß der VG-Turbolader 60 versägen kann.

In dem Fall, daß das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S10 in der Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerroutine, die in Fig. 5 gezeigt ist, affirmativ (JA) ist und sich der Hilfsbremsschalter 108 deshalb in der EIN-Stellung befindet, können, falls der Motor 1 im Kraftstoffabschaltungsbereich betrieben wird, der Betrieb der Motorbremseinheit 30 und der Aufladegrad-Steigerungsvorgang des Turboladers 60 erlaubt werden. Der Aufladegrad im Kraftstoffabschaltungsbereich ist je nachdem, ob das Hilfsbremssystem im ersten Steuermodus oder im zweiten Steuermodus angesteuert wird, unterschiedlich.

Bevor bestimmt wird, ob der Motor im Kraftstoffabschal tungsbereich betrieben wird oder nicht, wird somit bestimmt, ob der erste oder der zweite Steuermodus ausgewählt ist. Falls in Schritt S10 bestimmt wird, daß sich die Hilfsbremse 108 in der EIN-Stellung befindet, läuft der Ablauf bis Schritt S12 weiter, in dem bestimmt wird, ob sich der Hilfsbremsschalter 108 in der ersten Modusstellung (Nr. 1) befindet oder nicht.

Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S12 NEIN ist oder falls sich der Hilfsbremsschalter 108 in der zweiten Modusstellung befindet, wird in Schritt S14 bestimmt, ob der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0 ist oder nicht, um zu bestimmen, ob sich der Motor 1 im Kraftstoffabschaltungsbereich befindet oder nicht. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung NEIN ist oder falls der Gaspedal- Öffnungsgrad θACC größer ist als der Wert θ0, so daß sich der Motor 1 nicht im Kraftstoffabschaltungsbereich befindet, wird diese Routine beendet, ohne die Verarbeitung des Schritts S12 und anschließen der Schritte durchzuführen.

In diesem Fall wird die Leitschaufel-Öffnungsgrad- Steuerung für einen Nicht-Kraftstoffabschaltung-Bereich, die der Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung (Fig. 6) zu der Zeit, zu der die Hilfsbremse deaktiviert ist, ähnlich ist, gemäß dem in Fig. 7 gezeigten Kennfeld durchgeführt. Der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne in sechs Schritten von der Leitschaufel-Öffnungsgrad-Stufe 3 in Stufe 8 geändert. Indessen ist es nicht unerläßlich, eine Bestimmung in bezug auf einen verlangsamten Motorbetrieb auf der Grundlage des Gaspedal-Öffnungsgrads auszuführen. Die Bestimmung in bezug auf einen verlangsamten Motorbetrieb kann z. B. auf der Änderungsgeschwindigkeit des Gaspedal- Öffnungsgrads basieren.

Falls dagegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S14 JA ist oder falls bestimmt wird, daß der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Wert θ0 ist, so daß sich der Motor 1 in einem Verlangsamten-Betriebs-Bereich befindet, läuft der Ablauf bis Schritt S16 weiter.

In Schritt S16 wird bestimmt, ob die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich einem vorbestimmten Wert Ne0 (z. B. die Leerlaufdrehzahl) ist. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung NEIN ist oder falls die Motordrehzahl Ne niedriger ist als der vorbestimmte Wert Ne0, wird bestimmt, daß die Kraftstoffzufuhr für die Leerlaufdrehung durchgeführt wird. Das heißt, es wird bestimmt, daß sich der Motor 1 nicht im Kraftstoffabschaltungs bereich, sondern in einem Leerlaufbetriebsbereich befindet, in dem die Kraftstoffzufuhr ausgeführt wird. In diesem Fall lauft der Ablauf bis Schritt S24 weiter, in dem der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 7 gezeigten Kennfelds auf einen etwas größeren Wert von 3 verstellt wird, wodurch der Verbrennungswirkungsgrad des Kraftstoffs für die Leerlaufdrehung verbessert wird und ein Absterben des Motors verhindert wird.

Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S16 JA ist oder falls die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne0 ist, befindet sich der Motor 1 im Kraftstoffabschaltungsbereich. Es wird somit bestimmt, daß der Turbolader 60 einen Aufladegrad-Steigerungsvorgang ausführen darf. In dieser Ausführungsform wird der Grad der Aufladung zur Zeit des Aufladegrad-Steigerungsvorgangs je nachdem, ob sich der Motor in einem Hochgeschwindigkeits-Bereich oder in einem Niedriggeschwindigkeits-Bereich befindet, auf unterschiedliche Werte eingestellt. Der Ablauf läuft bis Schritt S18 weiter, um zu bestimmen, ob sich der Motor im Hochgeschwindigkeits-Bereich oder im Niedriggeschwindigkeits-Bereich befindet.

In Schritt S18 wird bestimmt, ob die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne1 (z. B. 1900 U/min) ist oder nicht. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung NEIN ist oder falls die Motordrehzahl Ne niedriger ist als der vorbestimmte Wert Ne1, läuft der Ablauf bis Schritt S20 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 7 gezeigten Kennfelds auf den Minimalwert 1 eingestellt wird. Falls dagegen das Ergebnis der Bestimmung JA ist oder falls die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne1, läuft der Ablauf bis Schritt S22 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 7 gezeigten Kennfelds auf den Wert 2 eingestellt wird.

In dem Fall, daß sich der Hilfsbremsschalter 108 in der zweiten Modusstellung befindet, wird, falls der Motor im Kraftstoffabschaltungsbereich betrieben wird, die Motorbremseinheit 30 unter Steuerung durch die ECU 90 betrieben. Gleichzeitig wird gemäß der Motordrehzahl Ne der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf den Leitschaufel- Öffnungsgrad 1 oder 2 eingestellt, der kleiner ist als der kleinste Leitschaufel-Öffnungsgrad 3 zur Zeit des Ruhezustands der Motorbremseinheit 30, wie im vorstehenden beschrieben.

Zur Zeit des Kraftstoffabschaltungsbetriebs sind die Abgasströmungsmenge und der Abgasdruck beide klein, da Saugluft nicht bei einer Kraftstoffverbrennung verbraucht wird, sondern in unverändertem Zustand ausströmt. Durch Minimierung des Leitschaufel-Öffnungsgrads θVG auf den Wert 1 oder 2, wie vorstehend beschrieben, kann jedoch die Turbinendrehzahl NT erhöht werden, um den Wirkungsgrad der Aufladung zu steigern, wodurch die Motorbremswirkung der Motorbremseinheit 30 verstärkt wird. Ferner wird - infolge der Minimierung des Leitschaufel-Öffnungsgrads - der Abgaskanal im VG-Turbolader 60 gedrosselt, so daß die Abgasbremswirkung des VG-Turboladers 60 korrekt gesteigert werden kann. Das heißt, die Hilfsbremskraft-erzeugende Wirkung des Hilfsbremssystems kann gesteigert werden.

Fig. 9 zeigt einen Druck (Zylinder-Innendruck Pc) in der Verbrennungskammer 10 zur Zeit der Kraftstoffabschaltung als Funktion des Volumens (Zylinder-Innenvolumens Vc) der Verbrennungskammer 10, das sich in Abhängigkeit von der Kolbenstellung ändert. In Fig. 9 stellen die durchgezogene Linie, die unterbrochene Linie, die Strich-Doppelpunkt-Linie und die Strichpunkt-Linie Kurven des Zylinder-Innendrucks als Funktion des Zylinder-Innenvolumens für die Fälle dar, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad den Wert 1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 8 hat. Bezug nehmend auf Fig. 9, vier rechteckige Flächen EEX, die von der durchgezogenen Linie bzw. der unterbrochenen Linie bzw. der Strich-Doppelpunkt-Linie bzw. der Strichpunkt-Linie umgeben sind, stellen Mengen von Absorptionsenergie dar, die durch die Abgasbremsfunktion des VG-Turboladers 60 absorbiert werden, wenn der Leitschaufel-Öffnungsgrad auf den Wert 1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 8 eingestellt ist. Ferner stellen vier dreieckige Flächen EP jeweils eine Menge von Absorptionsenergie dar, die durch die Motorbremsfunktion der Motorbremseinheit 30 absorbiert wird.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich, je kleiner der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG wird, desto größer werden die Absorptionsenergiemengen EEX und EP, die durch die Abgasbremsfunktion bzw. durch die Motorbremsfunktion absorbiert werden. Wenn der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG in hohem Maße auf den Wert 1 oder 2 verringert wird, werden daher die Abgasbremswirkung und die Motorbremswirkung sehr groß.

Der Grund, warum, wie vorstehend erläutert, der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG vom-Wert 1 (klein) in den Wert 2 (größer) geändert wird, wenn sich die Motordrehzahl von einer Drehzahl, die niedriger ist als der vorbestimmte Wert Ne1, auf eine Drehzahl höher als Ne1 ändert, ist wie folgt: Falls der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG - selbst in einem Hoch- Motordrehzahl-Bereich, in dem Ne ≧ Ne1 erfüllt ist - auf dem kleinen Wert 1 gehalten wird, kann die Turbinendrehzahl NT selbst im Kraftstoffabschaltungsbereich, in dem die Expansion, auf Grund der Verbrennung von Kraftstoff, von Abgas nicht stattfindet, ihre Drehzahlgrenze NTMAX erreichen. Eine solche übermäßige Turbinendrehung kann in einem Versagen des VG- Turboladers 60 resultieren. Durch Änderung des Leitschaufel- Öffnungsgrads vom Wert 1 in den Wert 2 ist es möglich, einen solchen Nachteil zu verhindern und die Turbinendrehzahl NT ungeachtet der Motordrehzahl Ne im wesentlichen konstant zu halten.

Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S12 JA ist oder falls der erste Steuermodus ausgewählt ist, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG gemäß der Motordrehzahl Ne und dem Gaspedal-Öffnungsgrad θACC auf der Grundlage eines in Fig. 8 gezeigten Kennfelds eingestellt.

Zu diesem Zweck wird in Schritt S26 bestimmt, ob der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0 ist oder nicht. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung NEIN ist oder falls der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC größer ist als der vorbestimmte Wert θ0, befindet sich der Motor nicht im Kraftstoffabschaltungsbereich, so daß diese Steuerroutine beendet wird, ohne Schritt S28 und die anschließenden Schritte durchzuführen. In diesem Fall wird der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Kennfelds innerhalb des Bereichs vom Wert 3 bis zum Wert 8 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne gesteuert. Falls dagegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S26 JA ist oder falls der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Wert θ0 ist, läuft der Ablauf bis Schritt S28 weiter, um zu bestimmen, ob sich der Motor im Kraftstoffabschaltungsbereich oder im Leerlaufbetriebsbereich befindet.

In Schritt S28 wird bestimmt, ob die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne0 ist. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung JA ist oder falls die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne0 ist, wird bestimmt, daß sich der Motor im Kraftstoffabschaltungsbereich befindet. In diesem Fall läuft der Ablauf bis Schritt S30 weiter, um zu bestimmen, ob der Motor in einer Hoch- oder eine Niedrig-Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs betrieben wird.

In Schritt S30 wird bestimmt, ob die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich einem vorbestimmten Wert Ne1 (z. B. 1900 U/min) ist oder nicht. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung JA ist oder falls die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne1 ist, so daß bestimmt wird, daß der Motor in der Hoch-Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs betrieben wird, läuft der Ablauf bis Schritt S24 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θ VG auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Kennfelds auf den Wert 3 eingestellt wird. Falls dagegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S30 NEIN ist oder falls die Motordrehzahl Ne niedriger ist als der vorbestimmte Wert Ne, läuft der Ablauf bis Schritt S32 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θ VG gemäß dem in Fig. 8 gezeigten Kennfeld auf den Wert 2 eingestellt wird.

Das heißt, in dem Fall, daß der erste Steuermodus ausgewählt ist, wird, falls die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne0 ist und falls der Gaspedal- Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, bestimmt, daß sich der Motor im Kraftstoffabschaltungsbereich befindet, so daß die Motorbremseinheit 30 aktiviert wird, und gleichzeitig wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf den Wert 2 oder 3 eingestellt. Infolgedessen funktioniert der VG-Turbolader 60, wie im zweiten Steuermodus, als Abgasbremse, und der Aufladegrad wird erhöht, so daß die Motorbremswirkung der Motorbremseinheit 30 gesteigert wird.

Indessen wird im ersten Steuermodus der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf einen Wert eingestellt, der etwas größer ist als der im zweiten Steuermodus, wodurch die Wirkung der Hilfsbremse mit Rücksicht auf die Zweckmäßigkeit für den Fahrer und auf die Lebensdauer des VG-Turboladers 60 eingeschränkt wird. Das heißt, der Fahrer kann die Hilfsbremse manuell betätigen, um in Abhängigkeit vom Fahrzeuggesamtgewicht, von der Neigung eines Gefälles, auf dem das Fahrzeug fährt, oder dergleichen den ersten oder den zweiten Steuermodus auszuwählen, wodurch der Grad der Wirkung der Hilfsbremse (Aufladegrad) ausgewählt wird, so daß die Fahrbarkeit des Fahrzeugs verbessert wird. In dem Fall, daß es nicht erforderlich ist, eine hohe Hilfsbremskraft zu erzeugen, ist es möglich, die Turbinendrehzahl NT durch Auswählen des ersten Steuermodus zu unterdrücken, um dadurch die Möglichkeit eines Versagens des VG-Turboladers zu reduzieren.

Ein anderer wesentlicher Grund, warum, wenn die Motordrehzahl Ne den vorbestimmten wert Ne1 (z. B. 1900 U/min) erreicht, der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG vom Wert 2 in den Wert 3 geändert wird, besteht darin, die Turbinendrehzahl NT ungeachtet der Motordrehzahl Ne im wesentlichen konstant zu halten.

Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S28 NEIN ist oder falls die Motordrehzahl Ne niedriger ist als der vorbestimmte Wert Ne0, wird bestimmt, daß die Kraftstoffzufuhr für den Leerlaufbetrieb durchgeführt wird, und der Ablauf läuft bis Schritt S24 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θ VG auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Kennfelds auf den Wert 3 eingestellt wird, wodurch der Verbrennungswirkungsgrad des Kraftstoffs für die Leerlaufdrehung verbessert wird, was ein Absterben des Motors verhindert.

Fig. 10 zeigt Betriebskennlinien des Hilfsbremssystems dieser Ausführungsform. Die in einem oberen Teil von Fig. 10 gezeigte Kennlinie zeigt eine Änderung der Turbinendrehzahl NT in Abhängigkeit von der Änderung der Motordrehzahl Ne im Kraftstoffabschaltungsbereich (Ne ≧ Ne0 und θACC ≧ 0). Die Turbinendrehzahl NT, die mit der Lebensdauer des Turboladers in enger Beziehung steht, ist zur Bewertung der Lebensdauer bevorzugt, und sie ist meßbar. Die in einem unteren Teil von Fig. 10 gezeigte Kennlinie zeigt eine Änderung der gesamten im Kraftstoffabschaltungsbereich vom Hilfsbremssystem absorbierten Absorptionsenergie (EEX + EP) in zusammen mit der Änderung der Motordrehzahl Ne. Die gesamte Absorptionsenergie entspricht der Hilfsbremskraft, die durch das Hilfsbremssystem erzeugt wird, und ist zur Bewertung der Bremskraft bevorzugt. EEX und EP zeigen jeweils Absorptionsenergie, die durch die Abgasbremsfunktion absorbiert wird, bzw. Absorptionsenergie, die durch die Motorbremsfunktion des Hilfsbremssystems absorbiert wird. Die Werte EEX und EP können auf der Grundlage der Kurven (Fig. 9) des Zylinder-Innendrucks als Funktion des Zylinder-Innenvolumens berechnet werden, die an Hand des Zylinder-Innendrucks Pc gewonnen werden, der meßbar ist.

Wenn das Hilfsbremssystem außer Betrieb gesetzt wird, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG in einem Motorbetriebsbereich, in dem die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem Wert Ne0 ist, auf dem Maximalwert 8 gehalten (siehe Fig. 6). In diesem Fall wird der Aufladegrad minimiert, und die Turbinendrehzahl NT wird im gesamten Motordrehungsbereich, in dem die Motordrehzahl höher als oder gleich Ne0 ist, auf niedrigen Werten gehalten, wie in einem oberen Teil von Fig. 10 mit einer Strichpunkt-Linie gezeigt. Weil die Turbinendrehzahl NT in dieser Weise niedrig gehalten wird, wird die Absorptionsenergie (EEX + EP), die vom Hilfsbremssystem absorbiert wird, im gesamten Motordrehungsbereich, in dem die Motordrehzahl höher als oder gleich Ne0 ist, gering gehalten, wie mit einer Strichpunkt- Linie in einem unteren Teil von Fig. 10 gezeigt.

In dem Fall der Leitschaufel-Öffnungsgrad-Einstellung, die im zweiten Steuermodus (Nr. 2) durchgeführt wird, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf den Minimalwert 1 eingestellt, so daß der Aufladegrad in der Niedrig- Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs, in der der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0 ist und sich die Motordrehzahl Ne vom vorbestimmten Wert Ne0 (Drehzahl im Leerlauf) in den vorbestimmten Wert Ne1 (z. B. 1900 U/min) ändert, ein Maximum erreicht. In diesem Fall, wie mit der durchgezogenen Linie im oberen linken Bereich von Fig. 10 gezeigt, ist die Turbinendrehzahl NT, selbst wenn die Motordrehzahl einen niedrigen Wert Ne0 hat, recht hoch, sie nimmt zu, wenn die Motordrehzahl Ne zunimmt, und sie nähert sich einer Turbinendrehzahlgrenze NTMAX, wenn die Motordrehzahl den vorbestimmten Wert Ne1 erreicht. In der Motordrehungszone, in der sich die Motordrehzahl in einem Bereich von Ne0 bis Ne1 ändert, nimmt die Absorptionsenergie (EEX + EP) einen sehr großen Wert an, wie mit der durchgezogenen Linie im unteren linken Bereich von Fig. 10 gezeigt.

Bei der Leitschaufel-Öffnungsgrad-Einstellung, die im zweiten Steuermodus ausgeführt wird, wird der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG in einer Hoch-Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs, in der die Motordrehzahl Ne den Wert Ne1 überschreitet, auf den Wert 2 eingestellt (Fig. 7). In diesem Fall nimmt die Turbinendrehzahl NT in einem Motordrehungsbereich, in dem die Motordrehzahl Ne etwas höher ist als der Wert Ne1, mit zunehmender Motordrehzahl von einem Wert nahe der Drehzahlgrenze NTMAX ab, wie im oberen rechten Bereich von Fig. 10 mit der durchgezogenen Linie gezeigt. In einem Motordrehungsbereich, in dem die Motordrehzahl Ne ausreichend höher ist als der Wert Ne1, nimmt die Turbinendrehzahl NT zu, wenn die Motordrehzahl Ne zunimmt, und nähert sich wieder der Drehzahlgrenze NTMAX.

Wie vorstehend beschrieben, wird in der Motordrehungszone, in der die Motordrehzahl den Wert Ne1 überschreitet, die Turbinendrehzahl NT innerhalb eines Bereichs, in dem die Turbinendrehzahl die Drehzahlgrenze NTMAX nicht überschreitet, hoch, so daß der Aufladegrad recht groß wird. Die Absorptionsenergie (EEX + EP) nimmt somit einen großen Wert an, die im wesentlichen konstant gehalten wird, wie im oberen rechten Bereich von Fig. 10 mit der durchgezogenen Linie gezeigt. In einem Fall, in dem das Fahrzeuggesamtgewicht schwer ist und/oder die Neigung eines Gefälles groß ist, wird es daher durch die Auswahl des zweiten Steuermodus ermöglicht, eine starke Bremskraft mit einem guten Ansprechverhalten zu erzeugen, wodurch die Fahrzeugfahrstabilität verbessert wird.

In dem Fall, in dem die Leitschaufel-Öffnungsgrad- Einstellung im ersten Steuermodus (Nr. 1) durchgeführt wird, wird, falls der Motor in der Niedrig-Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs arbeitet, in der der Gaspedal- Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0 ist und die Motordrehzahl Ne innerhalb eines Bereichs vom Wert Ne0 bis zum Wert Ne1 variiert, der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf den Wert 2 eingestellt. Wenn der Motor in der Hoch-Motordrehzahl- Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs arbeitet, in der die Motordrehzahl Ne den Wert Ne1 überschreitet, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf den Wert 3 eingestellt. Wie im oberen und im unteren Bereich von Fig. 10 mit den unterbrochenen Linien gezeigt, nehmen somit sowohl die Turbinendrehzahl NT als auch die Absorptionsenergie (EEX + EP) mit der Zunahme der Motordrehzahl zu. Nachdem sie kurzzeitig abnehmen, nehmen die Turbinendrehzahl und die Absorptionsenergie wieder zu, wenn die Motordrehzahl weiter zunimmt. Die Turbinendrehzahl und die Absorptionsenergie nehmen niedrigere Werte an als die, die im zweiten Steuermodus bei der gleichen Motordrehzahl erreicht werden. Dagegen nehmen die Turbinendrehzahl und die Absorptionsenergie in der Motordrehzahlzone, in der die Motordrehzahl im Bereich von Ne0 bis Ne1 variiert, höhere Werte als jene an (im oberen linken und im unteren linken Bereich von Fig. 10 mit Strich- Doppelpunkt-Linien gezeigt), die bei der gleichen Motordrehzahl in dem Fall erreicht werden, in dem der Leitschaufel- Öffnungsgrad auf den Wert 3 eingestellt ist. Das heißt, der erste Steuermodus ermöglicht es, eine zweckentsprechend gesteigerte Hilfsbremskraft zu gewinnen.

Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß dem Hilfsbremssystem dieser Ausführungsform der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG der beweglichen Leitschaufeln 72 des VG- Turboladers 60 zu der Zeit, zu der die Motorbremseinheit 30 als Reaktion auf den Motorbetrieb im Kraftstoffabschaltungsbereich betrieben wird, auf den Wert 1 oder 2 eingestellt, der kleiner ist als der kleinste Leitschaufel-Öffnungsgrad 3 bei einem Motorbetriebsbereich mit Ausnahme des Kraftstoffabschaltungsbereichs. Es ist daher möglich, im Kraftstoffabschaltungsbereich zu bewirken, daß der Turbolader 60 als Abgasbremse korrekt funktioniert, und gleichzeitig die Aufladungswirkung des Turboladers zu verstärken, um dadurch die Motorbremsfunktion der Dekompressions-Motorbremseinheit 30 zu steigern, während bewirkt wird, daß der VG-Turbolader 60 in einem Motorbetriebsbereich als Auflader korrekt funktioniert, und zwar insbesondere in einem Beschleunigungsbereich, der nicht der Kraftstoffabschaltungsbereich ist. Es wird daher ermöglicht, daß das Hilfsbremssystem mit einem guten Ansprechverhalten eine starke Bremswirkung ausübt.

Gemäß dem Hilfsbremssystem dieser Ausführungsform wird in dem Fall, daß der zweite Steuermodus ausgewählt ist, der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG vom Minimalwert 1 auf den Wert 2 geschaltet, bevor die Turbinendrehzahl NT auf Grund einer Zunahme der Motordrehzahl ihre Drehzahlgrenze NTMAX erreicht. Dies verhindert einen Schaden im VG-Turbolader 60, der durch ein Überdrehen der Turbine 66 in der Hoch-Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs verursacht wird, wodurch die Lebensdauer des Turboladers verbessert wird, und gleichzeitig werden die Turbinendrehzahl NT und die Absorptionsenergie auf Werten gehalten, die im gesamten Kraftstoffabschaltungsbereich in bevorzugte Bereiche fallen, wodurch eine zweckentsprechende Bremskraft gewonnen wird. Aus einem ähnlichen Grund wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad in Abhängigkeit von der Motordrehzahl zwischen den Werten 2 und 3 geschaltet, wenn der erste Steuermodus ausgewählt ist.

In der vorstehenden Ausführungsform kann der Leitschaufel- Öffnungsgrad-Steuermodus aus dem ersten und dem zweiten Steuermodus ausgewählt werden, wenn sich der Hilfsbremsschalter 108 in der EIN-Stellung befindet. Alternativ kann, wenn sich der Hilfsbremsschalter in der EIN-Stellung befindet, die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung allein im zweiten Steuermodus ausgeführt werden, um dadurch den Leitschaufel- Öffnungsgrad im Kraftstoffabschaltungsbereich auf den Wert 1 oder 2 einzustellen.

In dieser Ausführungsform wird der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG zur Zeit einer Motorverlangsamung, die von einem Kraftstoffabschaltungsbetrieb begleitet wird, in zwei Stufen geschaltet, daß heißt zwischen den Werten 1 und 2 oder zwischen den Werten 2 und 3, in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne. Alternativ kann der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG mehrstufig zwischen drei oder mehr Werten einschließlich des Werts 1 oder 2 geschaltet werden, wodurch die Turbinendrehzahl NT und die Absorptionsenergie feiner gesteuert werden und im wesentlichen konstant gehalten werden, und die Drehzahl NT wird auf einem Wert gehalten, der niedriger ist als die Drehzahlgrenze NTMAX, so daß eine weitere zweckentsprechende Bremskraft und verbesserte Lebensdauer des VG-Turboladers 60 erzielt werden können.

Im folgenden wird ein Hilfsbremssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Im Vergleich zur ersten Ausführungsform, in der die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung im Kraftstoffabschaltungsbereich in jedem der zwei Steuermodi durchgeführt werden kann, ist diese Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung im Kraftstoffabschaltungsbereich in jedem von drei Steuermodi durchgeführt werden kann. Abgesehen davon, daß die Anzahl von Steuermodi anders ist, ist die Vorrichtung dieser Ausführungsform der der ersten Ausführungsform im wesentlichen gleich. Das heißt, das Hilfsbremssystem dieser Ausführungsform kann so aufgebaut werden wie in Fig. 1-4 gezeigt. Um die Auswahl irgendeines der drei Steuermodi zu ermöglichen, verwendet diese Ausführungsform jedoch ein Schaltungs- Betätigungs-Element 206 und einen Hilfsbremsschalter 208, die in Fig. 11 gezeigt sind, anstatt des Schaltungs-Betätigungs- Elements 106 und des Hilfsbremsschalters 108, die in Fig. 4 gezeigt sind.

Das Schaltungs-Betätigungs-Element 206 ist dazu angepaßt, vom Fahrer manuell betätigt zu werden, und wird zwischen einer AUS-Stellung (AUS), in der sowohl der Betrieb der Motorbremseinheit 30 als auch der Aufladegrad- Steigerungsvorgang des VG-Turboladers 60 verhindert werden, einer ersten Modusstellung (in Fig. 11 mit Bezugsnummer Nr. 1A angegeben), in der ein erster Steuermodus ausgewählt ist, in dem der Aufladegrad-Steigerungsvorgang des Turboladers verhindert wird, aber der Betrieb der Motorbremseinheit erlaubt ist, einer zweiten Modusstellung (Nr. 2A), in der ein zweiter Steuermodus ausgewählt ist, in dem sowohl der Betrieb der Motorbremseinheit 30 als auch der Aufladegrad- Steigerungsvorgang des Turboladers 60 erlaubt sind, und einer dritten Modusstellung (Nr. 3A), in der ein dritter Steuermodus ausgewählt ist, der dem zweiten Steuermodus ähnlich ist, umgeschaltet.

Wenn sich das Schaltungs-Betätigungs-Element 206 in der AUS-Stellung oder in der ersten Modusstellung befindet, wird die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung auf der Grundlage des in Fig. 6 gezeigten Kennfelds durchgeführt. Wenn sich das Schaltungs-Betätigungs-Element 206 in der zweiten Modusstellung befindet, wird die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung auf der Grundlage des in Fig. 7 gezeigten Kennfelds durchgeführt. Wenn sich das Schaltungs-Betätigungs-Element 206 in der dritten Modusstellung befindet, wird die Leitschaufel-Öffnungsgrad- Steuerung auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Kennfelds durchgeführt, so daß der Turbolader 60 den Aufladevorgang in einem höheren Grad ausführen kann, als der, der erreicht wird, wenn die zweite Modusstellung ausgewählt ist.

Der Hilfsbremsschalter 208 nimmt in Abhängigkeit von der geschalteten Stellung des Schaltungs-Betätigungs-Elements 106 eine AUS-Stellung, eine erste Modusstellung, eine zweite Modusstellung oder eine dritte Modusstellung ein. In der folgenden Beschreibung werden die erste, die zweite und die dritte Modusstellung zusammen EIN-Stellung genannt.

Wie vorstehend beschrieben, entspricht die Leitschaufel- Öffnungsgrad-Steuerung dieser Ausführungsform zu der Zeit, zu der das Hilfsbremssystem deaktiviert ist, und zu der Zeit, zu der der erste Steuermodus ausgewählt ist, der Leitschaufel- Öffnungsgrad-Steuerung der ersten Ausführungsform, die durchgeführt wird, wenn das Hilfsbremssystem deaktiviert ist. Der zweite und der dritte Steuermodus dieser Ausführungsform entsprechen dem ersten bzw. dem zweiten Steuermodus der ersten Ausführungsform.

Im folgenden wird eine Wirkungsweise des Hilfsbremssystems gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.

Während des Motorbetriebs führt die ECU 90 eine in Fig. 12 gezeigte Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerroutine aus. Diese Steuerroutine ist der in Fig. 5 gezeigten Leitschaufel- Öffnungsgrad-Steuerroutine ähnlich. Jeder der Schritte von Fig. 12, die ähnlichen Schritten von Fig. 5 entsprechen, wird mit einer Schrittnummer angegeben, die der Summe von 100 und der Schrittnummer des zugehörigen Schritts gleich ist. Eine Beschreibung dieser Schritte wird vereinfacht.

Als erstes: Falls ein Ergebnis einer Bestimmung in Schritt S110, der Schritt S10 in Fig. 5 entspricht, NEIN ist oder falls bestimmt wird, daß sich der Hilfsbremsschalter 208 nicht in der EIN-Stellung befindet, hört diese Steuerroutine auf ausgeführt zu werden, ohne Schritt 111 und anschließende Schritte durchzuführen. In diesem Fall wird das Hilfsbremssystem außer Betrieb gesetzt, selbst wenn das Gaspedal 100 nach einem getretenen zustand losgelassen wird und dabei die Absicht des Fahrers angezeigt wird, eine Verlangsamung des Motors zu bewirken.

Wenn das Hilfsbremssystem deaktiviert ist, wird in einer Gaspedal-Öffnungsgradzone, in der θACC ≧ θ1 erfüllt ist, der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 6 gezeigten Kennfelds in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne in sechs Stufen von der Leitschaufel-Öffnungsgrad-Stufe 3 in die Stufe 8 geändert. Infolgedessen wird der Aufladegrad gestei gert, wenn die Motorlast niedrig ist, so daß eine Menge an Ab gas klein ist. In der Gaspedal-Öffnungsgradzone dagegen, in der θACC < θ1 erfüllt ist, wird, falls die Motordrehzahl Ne höher ist als ein vorbestimmter Wert Ne0, der Leitschaufel-Öffnungs grad θVG auf den Maximalwert 8 eingestellt, so daß der Aufla degrad minimiert wird, wodurch eine unnötige Aufladung, z. B. zur Zeit des Fahrens im Schubbetrieb, verhindert wird. Wenn die Motordrehzahl Ne niedriger ist als der vorbestimmte Wert Ne0, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf einen kleinen Wert 3 eingestellt, wodurch ein Absterben des Motors zur Zeit der Leerlaufdrehung sowie ein Überdrehen der Turbine 66 verhindert werden.

Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S110 JA ist oder falls bestimmt wird, daß sich der Hilfsbremsschalter 108 in der EIN-Stellung befindet, wird bestimmt, welcher Steuermo dus, der erste, der zweite oder der dritte, ausgewählt ist. Zu diesem Zweck läuft der Ablauf bis Schritt S111 weiter, in dem bestimmt wird, ob sich der Hilfsbremsschalter 108 in der ersten Modusstellung (Nr. 1A) befindet oder nicht.

Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S111 JA ist oder falls bestimmt wird, daß der erste Steuermodus ausgewählt ist, wird in Schritt S113 bestimmt, ob der Gaspedal- Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Wert θ1 ist oder nicht, um auf der Grundlage des in Fig. 6 gezeigten Kennfelds den Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG zu bestimmen, der in Abhängigkeit von Motordrehzahl Ne und Gaspedal-Öffnungsgrad θACC variiert. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung NEIN ist oder falls bestimmt wird, daß der Gaspedal- Öffnungsgrad θACC größer ist als der vorbestimmte Wert 01, wird die Steuerroutine beendet, ohne Schritt S115 und anschließende Schritte auszuführen. In diesem Fall wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG innerhalb eines Bereichs vom Wert 3 bis zum Wert 8 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne variabel gesteuert, wie vorstehend beschrieben.

Falls dagegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S113 JA ist oder falls der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Wert θ1 ist, läuft der Ablauf bis Schritt S115 weiter, in dem bestimmt wird, ob die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich einem vorbestimmten Wert Ne0 (z. B. die Leerlaufdrehzahl) ist oder nicht. Falls bestimmt wird, daß die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne0 ist, läuft der Ablauf bis Schritt S117 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 6 gezeigt Kennfelds auf den Wert 8 eingestellt wird.

Infolgedessen wird - wenn der erster Steuermodus ausgewählt ist, falls der Motor in einem Kraftstoffabschaltungsbereich betrieben wird, in dem die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne0 ist und der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner ist als ein Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0, der kleiner ist als der vorbestimmte Wert θ1 - die Motorbremseinheit 30 in Betrieb gesetzt, und die Motorbremskraft-erzeugende Funktion der Motorbremseinheit 30 wird durch die Aufladung im kleinsten Aufladegrad, der dem größten Leitschaufel-Öffnungsgrad 8 entspricht, unterstützt.

Falls dagegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S115 NEIN ist oder falls bestimmt wird, daß die Motordrehzahl Ne niedriger als der vorbestimmte Wert Ne0 ist, so daß sich der Motor im Leerlaufbetrieb befindet, läuft der Ablauf bis Schritt S119 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 6 gezeigten Kennfelds auf den Wert 3 eingestellt wird, wodurch der Verbrennungswirkungsgrad des Kraftstoffs für die Leerlaufdrehung verbessert wird und ein Absterben des Motors verhindert wird.

Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S111 NEIN ist oder falls bestimmt wird, daß der erste Steuermodus nicht ausgewählt ist, läuft der Ablauf bis Schritt S122 weiter, in dem bestimmt wird, ob der zweite Steuermodus ausgewählt ist oder nicht. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung NEIN ist oder falls der dritte Steuermodus ausgewählt ist, wird, um zu bestimmen, ob der Motor 1 im Kraftstoffabschaltungsbereich betrieben wird oder nicht, in Schritt S114 bestimmt, ob der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Wert θ0 ist oder nicht, und es wird in Schritt S116 bestimmt, ob die Motordrehzahl Ne höher gleich dem vorbestimmten Wert Ne0 ist oder nicht.

Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S116 JA ist oder falls sich der Motor in dem Kraftstoffabschaltungsbereich befindet, in dem die Voraussetzungen θACC ≦ θ0 und Ne ≧ Ne0 erfüllt sind, läuft der Ablauf bis Schritt S118 weiter, in dem bestimmt wird, ob die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne1 (z. B. 1900 U/min) ist oder nicht. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung NEIN ist oder falls bestimmt wird, daß die Motordrehzahl Ne niedriger ist als der vorbestimmte Wert Ne1, wird bestimmt, daß sich der Motor in einer Niedrig-Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs befindet. Der Ablauf läuft bis Schritt S120 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 7 gezeigten Kennfelds auf den Wert 1 eingestellt wird. Falls dagegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S120 JA ist oder falls bestimmt wird, daß die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne1 ist, läuft der Ablauf bis Schritt S122 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 7 gezeigten Kennfelds auf den Wert 2 eingestellt wird.

Das heißt, in dem Fall, daß der dritte Steuermodus ausgewählt ist, wird, wenn der Motor im Kraftstoffabschaltungsbereich arbeitet, die Motorbremseinheit 30 so betätigt wie in dem Fall, in dem in der ersten Ausführungsform der zweite Steuermodus ausgewählt ist. Gleichzeitig wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf den Leitschaufel- Öffnungsgrad 1 oder 2 eingestellt, der kleiner ist als der kleinste Leitschaufel-Öffnungsgrad 3, der erreicht wird, wenn die Motorbremseinheit 30 deaktiviert ist. Wie in der vorangehenden Beschreibung zur ersten Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 9 erläutert, es ist durch das Einstellen des Leitschaufel-Öffnungsgrads auf den Wert 1 oder 2 möglich, die Bremswirkung (spezifischer ausgedrückt: die Abgasbremswirkung des Turboladers 60 und die Motorbremswirkung der Motorbremseinheit 30) des Hilfsbremssystems zu steigern, während ein Überdrehen der Turbine 66 verhindert wird.

Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S116 NEIN ist oder falls bestimmt wird, daß die Motordrehzahl Ne niedriger als der vorbestimmte Wert Ne0 ist, wird bestimmt, daß ein Leerlaufbetrieb durchgeführt wird. In diesem Fall läuft der Ablauf bis Schritt S34 weiter, in dem der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 7 gezeigten Kennfelds auf den Wert 3 eingestellt wird, wodurch ein Absterben des Motors zur Zeit der Leerlaufdrehung verhindert wird.

Falls dagegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S112 JA ist oder falls der zweite Steuermodus, der dem ersten Steuermodus in der ersten Ausführungsform entspricht, ausgewählt ist, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Kennfelds in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne und dem Gaspedal-Öffnungsgrad θACC eingestellt.

Zu diesem Zweck wird in Schritt S126 bestimmt, ob der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0 ist oder nicht. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung NEIN ist oder falls bestimmt wird, daß der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC größer ist als der vorbestimmte Wert θ0 und sich der Motor deshalb nicht im Kraftstoffabschaltungsbereich befindet, wird die Steuerroutine beendet, ohne Schritt S128 und anschließende Schritte durchzuführen. Falls dagegen in Schritt S126 bestimmt wird, daß der Gaspedal-Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Wert θ0 ist, läuft der Ablauf bis Schritt S128 weiter, in dem bestimmt wird, ob die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne0 ist oder nicht, um dadurch zu bestimmen, ob sich der Motor im Kraftstoffabschaltungsbereich oder im Leerlaufbereich befindet. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung JA ist oder falls sich der Motor im Kraftstoffabschaltungsbereich befindet, läuft der Ablauf bis Schritt S130 weiter, in dem bestimmt wird, ob die Motordrehzahl Ne höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ne1 ist. Falls das Ergebnis dieser Bestimmung JA ist, läuft der Ablauf bis Schritt S124 weiter, in dem der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Kennfelds auf den Wert 3 eingestellt wird. Falls dagegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S130 NEIN ist, läuft der Ablauf bis Schritt S132 weiter, in dem der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Kennfelds auf den Wert 2 eingestellt wird.

Das heißt, in dem Fall, daß der zweite Steuermodus ausgewählt ist, wird, wenn sich der Motor im Kraftstoffabschaltungsbereich befindet, die Motorbremseinheit 30 betätigt, und der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG wird, wie in dem Fall, in dem in der ersten Ausführungsform der erste Steuermodus ausgewählt ist, in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne auf den Wert 2 oder 3 eingestellt, wodurch die Abgasbremswirkung des Turboladers 60 und die Motorbremswirkung der Motorbremseinheit 30 gesteigert werden.

Falls in Schritt S128 bestimmt wird, daß sich der Motor im Leerlaufdrehungsbereich befindet, in dem die Motordrehzahl Ne niedriger als der vorbestimmte Wert Ne0 ist, läuft der Ablauf bis Schritt S34 weiter, in dem der Leitschaufel-Öffnungsgrad θ VG auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Kennfelds auf den Wert 3 eingestellt wird, wodurch ein Absterben des Motors zur Zeit der Leerlaufdrehung verhindert wird.

Fig. 13 zeigt die Betriebskennlinien des Hilfsbremssystems gemäß dieser Ausführungsform. Wie bei Fig. 10, die die Betriebskennlinien der ersten Ausführungsform zeigt, gibt die Kennlinie, die im oberen Bereich von Fig. 13 gezeigt wird, eine Änderung der Turbinendrehzahl NT im Kraftstoffabschaltungsbe reich als Funktion der Änderung der Motordrehzahl Ne an. Die im unteren Bereich von Fig. 13 gezeigte Kennlinie gibt eine Änderung der gesamten Absorptionsenergie (EEX + EP), die im Kraftstoffabschaltungsbereich vom Hilfsbremssystem absorbiert wird, als Funktion der Änderung der Motordrehzahl Ne an. EEX und EP bedeuten jeweils Absorptionsenergie, die durch die Abgasbremswirkung des Hilfsbremssystems absorbiert wird, bzw. Absorptionsenergie, die durch die Motorbremswirkung absorbiert wird.

Wenn die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Einstellung (Fig. 12) im dritten Steuermodus (Nr. 3A) durchgeführt wird, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf den Minimalwert 1 eingestellt, und zwar in jener Niedrig-Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs, in der der Gaspedal- Öffnungsgrad θACC kleiner als oder gleich dem Kraftstoffabschaltungs-Unterscheidungswert θ0 ist und sich die Motordrehzahl Ne innerhalb eines Bereichs vom vorbestimmten Wert Ne0 (Leerlaufdrehzahl) bis zum vorbestimmten Wert Ne1 (z. B. 1900 U/min) ändert,. In diesem Fall, wie im oberen linken Bereich von Fig. 13 mit der durchgezogenen Linie gezeigt, nimmt die Turbinendrehzahl NT in der gesamten Motordrehzahlzone, in der die Motordrehzahl von Ne0 bis Ne1 variiert, hohe Werte an. Wie im unteren linken Bereich von Fig. 13 mit der durchgezogenen Linie gezeigt, nimmt die Absorptionsenergie (EEX + EP) daher auch sehr hohe Wert an. In der Hoch-Motordrehzahl- Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs, in der Ne < Ne1 erfüllt ist, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf den Wert 2 eingestellt, so daß die Turbinendrehzahl NT hohe Werte annimmt, die eine Grenzdrehzahl NTMAX nicht überschreiten. Außerdem nimmt die Absorptionsenergie (EEX + EP) einen hohen Wert an, der im wesentlichen konstant ist, wie im oberen rechten Bereich von Fig. 13 mit der durchgezogenen Linie gezeigt. Falls der dritte Steuermodus ausgewählt wird, kann, wenn das Fahrzeuggesamtgewicht schwer ist und die Neigung eines Gefälles, auf dem sich das Fahrzeug bewegt, hoch ist, daher eine hohe, gut ansprechende Bremsleistung erzeugt werden, wodurch eine verbesserte Fahrstabilität des Fahrzeugs erzielt werden kann.

In dem Fall, in dem die Leitschaufel-Öffnungsgrad- Einstellung im zweiten Steuermodus (Nr. 2A) durchgeführt wird, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG auf den Wert 2 eingestel 06070 00070 552 001000280000000200012000285910595900040 0002019750331 00004 05951lt, wenn sich der Motor in der Niedrig-Motordrehzahl- Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs befindet, in der Ne0 < Ne < Ne1 gegeben ist. Wenn sich der Motor in der Hoch- Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs befindet, in der Ne < Ne1 gegeben ist, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θ auf den Wert 3 eingestellt. Die Turbinendrehzahl NT und die Absorptionsenergie (EEX + EP) nehmen daher geringere Werte an als die, die im dritten Steuermodus bei der gleichen Motordrehzahl erreicht werden, wie im oberen bzw. im unteren Bereich von Fig. 13 mit unterbrochenen Linien gezeigt. Wenn sich dagegen der Motor in der Niedrig-Motordrehzahl-Zone des Kraftstoffabschaltungsbereichs befindet, nehmen die Turbinendrehzahl und die Absorptionsenergie größere Werte an als die (im oberen linken und im unteren linken Bereich von Fig. 13 mit Strich-Doppelpunkt-Linien gezeigt), die bei der gleichen Motordrehzahl erreicht werden, wenn der Leitschaufel- Öffnungsgrad auf den Wert 3 eingestellt ist.

In dem Fall, daß die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Einstellung im ersten Steuermodus (Nr. 1A) durchgeführt wird, wird der Leitschaufel-Öffnungsgrad θVG im gesamten Kraftstoffabschaltungsbereich auf den Maximalwert 8 eingestellt, wie wenn das Hilfsbremssystem deaktiviert ist (Fig. 6). In diesem Fall nimmt die Turbinendrehzahl NT im gesamten Kraftstoffabschaltungsbereich niedrige Werte an, wie im oberen Bereich von Fig. 13 mit der Strichpunkt-Linie gezeigt. Im Unterschied zu dem Fall, in dem das Hilfsbremssystem deaktiviert ist, wird das Hilfsbremssystem jedoch betrieben, wenn sich der Motor im Kraftstoffabschaltungsbereich befindet. Während der Zeit, zu der das Hilfsbremssystem betrieben wird, wird die Motorbremskraft-erzeugende Wirkung der Motorbremseinheit 30 ausgeübt. In diesem Fall wird, wie im unteren Bereich von Fig. 13 mit der Strichpunkt-Linie gezeigt, die Absorptionsenergie (EEX + EP), die vom Hilfsbremssystem absorbiert wird, größer (die Steigung der Kennlinie wird steiler) als die Absorptionsenergie zur Zeit des Ruhezustands des Hilfsbremssystems, die im unteren Bereich von Fig. 10 mit der Strichpunkt-Linie gezeigt wird. Daher kann durch Verwendung des ersten Steuermodus, z. B. beim Fahren des Fahrzeugs auf ebener Straße, eine schwache Hilfsbremskraft erzeugt werden, während die Lebensdauer des VG-Turboladers 60 verbessert wird.

Wie vorstehend beschrieben, kann beim Hilfsbremssystem dieser Ausführungsform das Hilfsbremssystem selektiv betrieben werden, indem das Schaltungs-Betätigungs-Element 206 in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand, wie zum Beispiel Fahrzeuggesamtgewicht und der Steigung eines Gefälles, betätigt wird. Ferner kann die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung zu der Zeit, zu der sich das Hilfsbremssystem in Betrieb befindet, im ersten, im zweiten oder im dritten Steuermodus, der durch die Betätigung des Glieds 206 ausgewählt ist, durchgeführt werden. Es ist daher möglich, zu bewirken, daß der Turbolader 60 als Auflader im Motorbeschleunigungsbereich hervorragend funktioniert, und gleichzeitig die Aufladewirkung des VG- Turboladers 60 im Kraftstoffabschaltungsbereich gemäß der Absicht des Fahrers zu steigern, wodurch die Motorbremswirkung der Dekompressions-Motorbremseinheit 30 optimiert wird. Es ist daher möglich zu verhindern, daß entgegen der Absicht des Fahrers eine übermäßige Bremskraft erzeugt wird. Es ist ferner möglich, indem die Turbinendrehzahl NT, außer wenn sie erforderlich ist, herabgesetzt wird, die Lebensdauer des VG- Turboladers 60 zu verbessern. Insbesondere ermöglicht es die Auswahl des ersten Steuermodus, in dem der Leitschaufel- Öffnungsgrad θVG auf den Maximalwert 8 eingestellt ist, eine sehr gute Wirkung hinsichtlich der Verbesserung der Lebensdauer des Turboladers zu erzielen.

Obwohl die zweite Ausführungsform so gestaltet ist, daß der erste, der zweite oder der dritte Steuermodus für die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung ausgewählt wird, können vier oder mehr Steuermodi vorgesehen sein, und die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung kann in einem beliebigen Steuermodus, der aus diesen ausgewählt ist, ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Turbinendrehzahl NT weiter fein eingestellt werden, so daß eine Optimierung der Hilfsbremskraft und eine Verbesserung der Lebensdauer des VG-Turboladers 60 erzielt werden können.

Wenn in der zweiten Ausführungsform der erste Steuermodus ausgewählt ist, wird die Leitschaufel-Öffnungsgrad-Steuerung durchgeführt, die derjenigen der ersten Ausführungsform entspricht, die bei deaktiviertem Hilfsbremssystem durchgeführt wird, und wenn in der zweiten Ausführungsform der zweite oder der dritte Steuermodus ausgewählt ist, wird die Leitschaufel- Öffnungsgrad-Steuerung durchgeführt, die derjenigen der ersten Ausführungsform entspricht, die im ersten oder im zweiten Steuermodus durchgeführt wird. Die Art der Leitschaufel- Öffnungsgrad-Steuerung ist jedoch nicht auf die vorstehende beschränkt. Das heißt, die Anzahl von Leitschaufel- Öffnungsgrad-Stufen im ersten, im zweiten und im dritten Steuermodus und der in jeder Stufe eingestellte Leitschaufel- Öffnungsgrad können sich von denen unterscheiden, die der ersten Ausführungsform entsprechen.

Obwohl die erste und die zweite Ausführungsform den VG- Turbolader verwenden, der in der Lage ist, den Leitschaufel- Öffnungsgrad zu ändern, kann das Hilfsbremssystem der vorliegenden Erfindung gebildet werden, indem ein beliebiger der Turbolader, der in der Lage ist, den Aufladegrad zu ändern (z. B. Strömungsschnittfläche an einem Abgaseinlaß der Abgasbremse) mit einer Dekompressions-Motorbremseinheit kombiniert wird.

Claims

1. Ein Hilfsbremssystem, das folgendes umfaßt:
einen Turbolader, der betreibbar ist, um einen Aufladegrad variabel einzustellen;
eine Motorbremseinheit zum Erzeugen einer Motorbremskraft, indem sie Saugluft, die in einer Verbrennungskammer eines Innenverbrennungsmotors verdichtet wird, zu einem Zeitpunkt in der Nähe des oberen Verdichtungs-Totpunkts des Innenverbrennungsmotors ausströmen läßt; und
eine Steuereinheit zum Ansteuern des Turboladers, wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, um zuzulassen, daß der Aufladegrad größer wird, als der, der erreicht wird, wenn die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

2. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 1, das ferner folgendes umfaßt:
ein Motordrehzahl-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Motordrehzahl,
wobei die Steuereinheit den Turbolader so ansteuert, daß zu der Zeit, zu der sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, mit einer Zunahme der Motordrehzahl der Aufladegrad innerhalb eines vorbestimmten Bereichs verringert wird; und
wobei der vorbestimmte Bereich so bestimmt ist, daß zugelassen wird, daß der Aufladegrad, der innerhalb des vorbestimmten Bereichs variiert, einen Wert aufweist, der größer als ein oberer Grenzwert des Aufladegrads ist, der zu der Zeit erreicht wird, zu der die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

3. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit den Turbolader so ansteuert, daß zu der Zeit, zu der sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, der Aufladegrad innerhalb des vorbestimmten Bereichs gemäß der Motordrehzahl schrittweise geändert wird.

4. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 1, das ferner folgendes umfaßt:
ein Motorlast-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Lastzustands des Innenverbrennungsmotors,
wobei die Motorbremseinheit in Betrieb gesetzt wird, wenn das Motorlast-Erfassungsmittel erfaßt, daß eine an den Innenverbrennungsmotor angelegte Last kleiner als eine vorbestimmte Last ist.

5. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 1, das ferner folgendes umfaßt:
einen Umschalter, der dazu angepaßt ist, zwischen einer ersten Umschaltstellung, in der gestattet wird, daß der Turbolader einen Aufladegrad-Steigerungsvorgang ausführt, und einer zweiten Umschaltstellung, in der der Aufladegrad- Steigerungsvorgang verhindert wird, umzuschalten,
wobei, nur wenn sich der Umschalter in der ersten Umschaltstellung befindet, zugelassen wird, daß die Steuereinheit den Turbolader so ansteuert, daß der Aufladegrad erhöht wird.

6. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 5, wobei die Motorbremseinheit außer Betrieb gesetzt wird, wenn sich der Umschalter in der zweiten Umschaltstellung befindet.

7. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 1, das ferner folgendes umfaßt:
einen Umschalter, der dazu angepaßt ist, zwischen einer Mehrzahl von ersten Umschaltstellungen, die jeweils unterschiedlichen Aufladegrade entsprechen, und einer zweiten Umschaltstellung umgeschaltet zu werden,
wobei die Steuereinheit betreibbar ist, um den Turbolader derart anzusteuern, daß der Aufladegrad einem Wert gleich wird, der einer ausgewählten ersten Umschaltstellung entspricht, wenn irgendeine aus der Mehrzahl der ersten Umschaltstellungen durch die Betätigung des Umschalters ausgewählt wird; und
wobei verhindert wird, daß der Turbolader einen Aufladegrad-Steigerungsvorgang ausführt, wenn sich der Umschalter in der zweiten Umschaltstellung befindet.

8. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 7, wobei die Motorbremseinheit außer Betrieb gesetzt wird, wenn sich der Umschalter in der zweiten Umschaltstellung befindet.

9. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 1, wobei der Turbolader folgendes umfaßt: eine Abgasturbine, die durch Abgas angetrieben wird, das aus dem Innenverbrennungsmotor ausströmt, und eine Abgaseinführungs-Einstellvorrichtung zum variablen Einstellen einer Strömungsschnittfläche an einem Abgaseinlaß der Abgasturbine; und
wobei, wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, die Steuereinheit die Abgaseinführungs- Einstellvorrichtung so betätigt, um zuzulassen, daß die Strömungsschnittfläche am Abgaseinlaß kleiner wird als die, die gegeben ist, wenn die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

10. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 9, wobei die Abgaseinführungs-Einstellvorrichtung des Turboladers folgendes umfaßt: Düsenleitschaufeln für eine Leitschaufel-Öffnungsgrad- Einstellung, die in Abständen um die Abgasturbine angeordnet sind, und ein Stellglied zur Einstellung von Öffnungsgraden der Düsenleitschaufeln, wobei die Abgaseinführungs- Einstellvorrichtung so betätigt werden kann, daß die Öffnungsgrade der Düsenleitschaufeln eingestellt werden, um dadurch eine Gesamtfläche von zwischenräumen, die jeweils zwischen nebeneinanderliegenden Düsenleitschaufeln gebildet sind, zu ändern; und
wobei, wenn sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, die Steuereinheit das Stellglied so ansteuert, um zuzulassen, daß die Öffnungsgrade der Düsenleitschaufeln kleiner werden als die, die gegeben sind, wenn die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

11. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 11, das ferner folgendes umfaßt:
ein Motordrehzahl-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Motordrehzahl,
wobei die Steuereinheit das Stellglied so ansteuert, daß zu der Zeit, zu der sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, mit einer Zunahme der Motordrehzahl der Öffnungsgrad jeder der Düsenleitschaufeln innerhalb eines vorbestimmten Bereichs erhöht wird; und
wobei der vorbestimmte Bereich so bestimmt ist, daß zugelassen wird, daß der Öffnungsgrad jeder Düsenleitschaufel, der innerhalb des vorbestimmten Bereichs variiert, einen Wert aufweist, der kleiner als ein unterer Grenzwert der Strömungsschnittfläche am Abgaseinlaß ist, der zu der Zeit erreichbar ist, zu der die Motorbremseinheit deaktiviert ist.

12. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 11, wobei die Steuereinheit das Stellglied so ansteuert, daß zu der Zeit, zu der sich die Motorbremseinheit in Betrieb befindet, der Öffnungsgrad jeder Düsenleitschaufel innerhalb des vorbestimmten Bereichs gemäß der Motordrehzahl schrittweise geändert wird.

13. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 10, das ferner folgendes umfaßt:
einen Umschalter, der dazu angepaßt ist, zwischen einer ersten Umschaltstellung, in der gestattet wird, daß das Stellglied einen Düsenleitschaufel-Öffnungsgrad- Erhöhungsvorgang ausführt, und einer zweiten Umschaltstellung, in der der Düsenleitschaufel-Öffnungsgrad-Erhöhungsvorgang des Stellglieds verhindert wird, umzuschalten,
wobei, nur wenn sich der Umschalter in der ersten Umschaltstellung befindet, zugelassen wird, daß die Steuereinheit das Stellglied so ansteuert, daß das Stellglied den Düsenleitschaufel-Öffnungsgrad-Erhöhungsvorgang ausführt.

14. Das Hilfsbremssystem gemäß Anspruch 10, das ferner folgendes umfaßt:
einen Umschalter, der dazu angepaßt ist, zwischen einer Mehrzahl von ersten Umschaltstellungen, die jeweils unterschiedlichen variablen Leitschaufel-Öffnungsgrad-Bereichen entsprechen, und einer zweiten Umschaltstellung umgeschaltet zu werden,
wobei die Steuereinheit betreibbar ist, um das Stellglied so anzusteuern, daß sich der Öffnungsgrad jeder Düsenleitschaufel innerhalb des variablen Leitschaufel- Öffnungsgrad-Bereichs ändert, der einer ausgewählten ersten Umschaltstellung entspricht, wenn irgendeine aus der Mehrzahl der ersten Umschaltstellungen durch die Betätigung des Umschalters ausgewählt wird; und
wobei verhindert wird, daß das Stellglied den Leitschaufel-Öffnungsgrad-Erhöhungsvorgang ausführt, wenn sich der Umschalter in der zweiten Umschaltstellung befindet.