DE3636642C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufladesystem für Kraftfahrzeugmotoren, umfassend einen Turbolader, der mit dem Abgas des Motors angetrieben ist; einen nachgeschalteten mechanischen Lader; ein Ansaugrohr, das den Turbolader und den mechanischen Lader verbindet und den Motor mit Luft versorgt: eine mit einer Kupp­ lung versehene Antriebseinrichtung zum Antrieb des mechanischen Laders durch den Motor; eine mit einem Steuerventil versehene erste Bypaß-Leitung zur Umgebung des mechanischen Laders mit einem ersten Betätigungsorgan für das Steuerventil; ein Abgas­ steuerventil, das in einer zweiten Bypaß-Leitung zur Umgehung der Laderturbine angeordnet ist und mit einem zweiten Betäti­ gungsorgan für das Abgassteuerventil versehen ist; und eine Steuereinheit, die gemessene Drehzahlsignale von einem Dreh­ zahlmeßfühler erhält und die über die Kupplung in einen nie­ drigen Drehzahlbereich den mechanischen Lader zuschaltet und in einem höheren Drehzahlbereich den mechanischen Lader ab­ schaltet.

Ein derartiges Aufladesystem ist aus der JP-OS 58-222919 be­ kannt, wobei ein Turbolader und ein mechanischer Lader entwe­ der parallel oder in Reihenschaltung kombiniert werden kön­ nen. Der Turbolader wirkt in der Weise, daß er eine Aufladung in einem hohen Drehzahlbereich vornimmt, sorgt aber nicht für ausreichenden Ladedruck in einem niedrigen Drehzahlbereich. Deswegen ist der mechanische Lader vorgesehen, der in dem nierigen Drehzahlbereich wirken soll.

Bei dem bekannten Aufladesystem verbindet in einem ersten Be­ triebsbereich, also bei niedrigen Drehzahlen, ein erstes Drei­ wegeventil eine erste Leitung und eine zweite Leitung mitein­ ander, so daß der Turbolader und der mechanische Lader in Reihe geschaltet sind. Die Kupplung des mechanischen Laders ist eingerückt, und ein druckempfindliches Dämpfungsglied öffnet eine erste Bypaß-Leitung, so daß die Wirkung des bei niedrigem Ladedruck arbeitenden Turboladers vom mechanischen Lader verstärkt wird. In diesem ersten Betriebsbereich nimmt ein zweites Dreiwegeventil eine Stellung ein, in der eine dritte Leitung an ein erstes Betätigungsorgan angeschlossen wird. Wenn daher der Aufladedruck hoch wird, so betätigt die­ ser Druck das erste Betätigungsorgan, um dadurch eine zweite Bypaß-Leitung zu öffnen und den dort herrschenden Druck zu reduzieren.

In einem zweiten Betriebsbereich, also bei hohen Drehzahlen, wird der mechanische Lader durch das Ausdrücken der Kupplung abgeschaltet. Außerdem wird das erste Dreiwegeventil umge­ schaltet, so daß dann die erste Leitung und die dritte Lei­ tung miteinander verbunden sind. Ferner wird das zweite Drei­ wegeventil umgeschaltet, um die erste Leitung mit einem zwei­ ten Betätigungsorgan zu verbinden. In diesem zweiten Betriebs­ zustand wird die Aufladung nur von dem Turbolader selbst durch­ geführt, der mit seinem Kompressor über die dritte Leitung und die erste Leitung an den Motor angeschlossen ist. Wenn der Auf­ ladedruck zu hoch wird, so wird über das zweite Dreiwegeventil und das zweite Betätigungsorgan eine entsprechende dritte By­ paß-Leitung geöffnet, so daß die Turbine des Turboladers zu­ mindest teilweise umgangen wird.

Das herkömmliche Aufladesystem wird aber den Anforderungen der Praxis insofern nicht hinreichend gerecht, als keine last­ abhängige Steuerung des Aufladesystems möglich ist, so daß der Aufladedruck bei geringer Last und hoher Last im niedri­ gen Drehzahlbereich nicht adäquat gesteuert wird. Auch werden die in der Praxis auftretenden Motorbetriebsbedingungen nicht hinreichend berücksichtigt, um von einem einfachen Ladebe­ reich zu einem kombinierten Ladebereich überzugehen.

Aus der GB-PS 7 66 152 ist ein turbogeladener Kraftfahrzeugmo­ tor mit einem zusätzlichen, mechanisch angetriebenen Gebläse bekannt, dessen Antrieb über eine Schaltkupplung in der Weise vorgenommen wird, daß bei hoher Drehzahl nur das Turbogebläse eingeschaltet ist, während bei niedriger Drehzahl das mecha­ nisch angetriebene Gebläse zugeschaltet und zugleich ein By­ paß-Ventil geschlossen wird. Die Steuerung erfolgt dabei le­ diglich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit bzw. der Dreh­ zahl. Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der FR-PS 13 98 795 bekannt, wobei es in beiden Fällen nicht in ausrei­ chender Weise möglich ist, die Steuerung des Aufladesystems entsprechend den tatsächlichen Motorbetriebsbedingungen zu steuern.

In der DE-OS 32 32 962 ist eine Kraftstoffansaugsteuerung für einen Motor mit Vorverdichtung beschrieben, wobei zwischen einem mechanischen Lader und einem Riemenantrieb eine elektro­ magnetische Kupplung vorgesehen ist, die von einem Lastfühler so geschaltet wird, daß die Kupplung in Abhängigkeit von einem ersten Signal aktiviert wird, wenn die Belastung des Motors den vorgegebenen Wert überschreitet, und daß sie durch ein zweites Signal entaktiviert wird, wenn der Lastwert des Motors kleiner ist als der vorgegebene Wert. Auch diese herkömmliche Anordnung ist nicht in der Lage, ein kombiniertes Aufladesy­ stem mit Turbolader und mechanischem Lader so zu steuern, daß der Betrieb in Abhängigkeit von den herrschenden Betriebs- und Lastbedingungen des Motors optimal ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kombiniertes Aufladesystem für Kraftfahrzeugmotoren der eingangs genannten Art anzuge­ ben, bei dem die Aufladung in Abhängigkeit von den tatsächli­ chen Motorlastbedingungen zuverlässig gesteuert werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Aufladesystem der gattungsgemäß vorausgesetzten Art so auszubilden, daß das zweite Betätigungsorgan über eine Leitung ständig an die Ansaugleitung angeschlossen ist und das Abgabesteuerventil in Abhängigkeit vom herrschenden Ladedruck betätigt, daß die Steuereinheit zusätzlich an einen Motorlastmeßfühler angeschlossen ist und in Abhängigkeit von dessen Ausgangs­ signalen und von den Drehzahlsignalen sowohl die Kupplung als auch das erste Betätigungsorgan für das Steuerventil betä­ tigt,
und daß die Steuereinheit in einem ersten Betriebsbereich bei niedriger Last und niedriger Drehzahl den mechanischen Lader über die Kupplung bei geöffnetem Steuerventil abschaltet, in einem zweiten Beriebsbereich bei beliebiger Last und hoher Drehzahl über einem ersten vorgegebenen Drehzahlwert den me­ chanischen Lader über die Kupplung bei geöffnetem Steuerventil abschaltet,
in einem dritten Betriebsbereich bei niedriger Drehzahl und hoher Last über einem ersten vorgegebenen Lastwert den mecha­ nischen Lader über die Kupplung bei geschlossenem Steuerventil zuschaltet,
und in einem Übergangsbereich zwischen dem dritten Betriebs­ bereich und dem ersten Betriebsbereich bzw. zwischen dem drit­ ten Betriebsbereich und dem zweiten Betriebsbereich das Steu­ erventil in Abhängigkeit von den herrschenden Motorbetriebsbe­ dingungen betätigt.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Aufladesystems ist vor­ gesehen, daß die Steuereinheit in einem vierten Betriebsbe­ reich bei mittleren Drehzahlen zwischen einem niedrigeren zwei­ ten vorgegebenen Drehzahlwert und em ersten vorgegebenen Dreh­ zahlwert sowie bei hoher Last über dem ersten vorgegebenen Lastwert das Steuerventil bei zunehmender Drehzahl beim Über­ gang vom zweiten zum ersten Drehzahlwert allmählich öffnet.

Eine spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auflade­ system zeichnet sich dadurch aus, daß das zweite Betäti­ gungsorgan des Abgassteuerventil an einen Schalter ange­ schlossen ist, der ein Steuersignal für die Steuereinheit liefert, die ab einem vorgegebenen Ladedruck das Steuerventil in Abhängigkeit von der herrschenden Drehzahl allmählich öff­ net.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Aufladesystem ist vorgesehen, daß die Steuereinheit in einem fünften Betriebs­ bereich bei niedriger Drehzahl unter dem ersten vorgegebenen Drehzahlwert und bei abnehmender Last beim Übergang von einem höheren zweiten vorgegebenen Lastwert zu dem ersten vorgegebenen Lastwert das Steuerventil allmählich öffnet.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn beim erfindungsgemäßen Auf­ ladesystem das erste Betätigungsorgan ein Schrittmotor ist. Der Motordrehzahlmeßfühler und der Motorlastmeßfühler beim erfindungsgemäßen Aufladesystem sind zweckmäßigerweise ein Kurbelwinkelmeßfühler bzw. ein Drosselklappenstellungsmeßfüh­ ler.

Mit dem erfindungsgemäßen Aufladesystem wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst, ohne daß Dreiwegeventile er­ forderlich sind, die von Fall zu Fall umgeschaltet werden müs­ sen. Dadurch kann die Konstruktion des Aufladesystems in ihrem Aufbau vereinfacht und in ihrer Zuverlässigkeit verbessert werden. Unerwünschte Beaufschlagungen der Turbine des Turbo­ laders können vermieden werden, weil das Abgassteuerventil unabhängig von der Drehzahl ständig mit dem herrschenden Lade­ druck beaufschlagt wird, ohne daß dies von der Stellung eines Dreiwegeventils abhängig wäre.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegen­ den Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aufladesystems gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsbereiche eines Turboladers und eines mechanischen Laders des Systems;

Fig. 3a ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen der Motordrehzahl und dem Aufladedruck in dem System;

Fig. 3b ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen der Motordrehzahl und dem Öffnungsgrad eines Steuerventiles;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Aufladesystems;

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsbereiche bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6a bis 6e Diagramme zur Erläuterung von Änderungen des Ladedrucks und des Öffnungsgrades eines Steuerventiles; und in

Fig. 7 ein Flußdigramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt ein kombiniertes Aufladesystem gemäß der Erfindung, wobei ein Motor 1 mit einem Turbolader 4 und einem mechanischem Lader 6 versehen ist. Der Turbolader 4 umfaßt einen Kompressor 4a, der in einem Ansaugrohr 3 stromabwärts von einem Luftfilter 2 vorgesehen ist, und eine Lader­ turbine 4b, die in einem Auspuffrohr oder einer Abgasleitung 12 angeordnet ist. Das Ansaugrohr 3 steht mit einem Kompressor 6a des mechanischen Laders 6 über eine Leitung 5 in Verbindung. Der Kompressor 6a ist ein Hubraumkompressor, so daß das Volumen der Austrittsluft nur von der Motordrehzahl abhängt, unabhängig von der Last des Motors 1. Somit nimmt das Luftvolumen bei geringer Last nicht ab. Der Kompressor 6a steht mit dem Motor 1 über eine Leitung 7, einen Zwischenkühler oder Ladeluftkühler 8 und eine Drosselklappe 9 in Verbindung. Dementsprechend sind der Turbolader 4 und der mechanische Lader 6 in Reihe oder hintereinander geschaltet.

Eine Bypass-Leitung 10 mit einem Steuerventil 11, dessen Öffnungsgrad variabel oder einstellbar ist, ist vorgesehen, um den Kompressor 4a mit dem Ladeluftkühler 8 zu verbinden. In dem Auspuff- oder Abgassystem ist ein Schalldämpfer bzw. ein Auspufftopf 13 stromabwärts von der Laderturbine 4b vorgesehen, und eine Bypass-Leitung 14 ist mit der Abgasleitung 12 verbunden, um die Laderturbine 4b zu umgehen. In der Bypass-Leitung 14 ist ein Abgassteuerventil 15 vorgesehen, das so ausgelegt ist, daß es von einem Betätigungsorgan 18 betätigt werden kann. Das Betätigungsorgan 18 hat eine Membran 18b, die betriebsmäßig mit dem Abgassteuerventil 15 verbunden ist, sowie eine Kammer 18a, die von der Membran 18b unterteilt ist. Die Kammer 18a steht über eine Leitung 17 mit einer Öffnung 16 in Verbindung, wobei die Öffnung 16 in der Leitung 7 in einem Bereich zwischen der Verbindung der Leitungen 7 und 10 und der Drosselklappe 9 ausgebildet ist, um das Betätigungsorgan 18 zu betätigen.

Ferner sind eine Riemenscheibe 21, die auf einer Kurbelwelle 20 des Motors 1 montiert ist, eine Riemenscheibe 23a, die an einem äußeren Antriebsteil einer elektromagnetischen Kupplung 23 befestigt ist, und ein Riemen 22 vorgesehen, um die Kraft des Motors 1 auf die Kupplung 23 zu übertragen. Die elektromagnetische Kupplung 23 ist mit einer Zwischenwelle oder einer Vorgelegewelle 24 und außerdem mit einer Antriebswelle 25 des Kompressors 6a über Riemenscheiben 27 und 28 sowie einen Riemen 26 verbunden.

Das Steuersystem gemäß der Erfindung ist mit einer Steuereinheit 33, einem Kurbelwinkelmeßfühler 30 zur Abtastung der Motordrehzahl, einem Drosselstellungsmeßfühler 31 zur Abtastung der Drosselklappenposition und einem Schalter 32 versehen, der so ausgelegt ist, daß er schließt, wenn das Abgassteuerventil 15 geöffnet wird. Die Ausgänge der Meßfühler 30 und 31 sowie des Schalters 32 liegen an der Steuereinheit 33 an. Die Ausgangssignale der Steuereinheit 33 werden einem Schrittmotor 34, um das Steuerventil 11 zu öffnen und zu schließen, sowie der elektromagnetischen Kupplung 23 zugeführt, um diese einzurücken bzw. auszurücken.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Betriebsbereiche des Turboladers 4 und des mechanischen Laders 6 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl N und dem Drosselklappen-Öffnungsgrad R aufgeteilt. Im einzelnen sind vorgesehen ein Bereich I, wo die Motordrehzahl N niedriger ist als ein vorgegebener Wert No und der Drosselklappen-Öffnungsgrad R kleiner ist als ein vorgegebener Öffnungsgrad Ro; ein Bereich II, wo die Motordrehzahl N höher ist als No; und ein Bereich III, wo die Motordrehzahl N gleich dem Wert oder kleiner als der Wert No ist und der Drosselklappen- Öffnungsgrad R bei dem Öffnungsgrad Ro liegt oder diesen überschreitet. Die Motordrehzahl No hat einen Wert, der einer Grenze zwischen einem hohen Motordrehzahlbereich und einem mittleren Motordrehzahlbereich entspricht. In den Bereichen I und II ist die elektromagnetische Kupplung 23 ausgerückt, so daß der mechanische Lader 6 nicht angetrieben ist. Zur gleichen Zeit ist das Steuerventil 11 vollständig offen, so daß der Öffnungsgrad ϕ maximal ist. Dementsprechend ist nur der Turbolader 4 angetrieben. Im Bereich III ist die elektromagnetische Kupplung 23 eingerückt, um den mechanischen Lader 6 anzutreiben, und das Steuerventil 11 ist geschlossen. Infolgedessen sind der Turbolader 4 und der mechanische Lader 6 beide angetrieben und in Reihe geschaltet. Ein Übergangsbereich IV, wo die Motordrehzahl zwischen No und einem vorgegebenen Wert Nl liegt, der niedriger ist als No, ist in dem Bereich III enthalten. Wie in Fig. 3b dargestellt, wird im Bereich IV das Steuerventil 11 allmählich geöffnet, wenn die Motordrehzahl ansteigt. Die Änderung oder Variation des Öffnungsgrades ϕ zwischen Nl und No ist nicht notwendigerweise linear, auch wenn sie in Fig. 3b so eingezeichnet ist.

Die Wirkungsweise des Aufladesystems wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3a, 3b und 4 näher erläutert. In Fig. 3a bezeichnen die Linien lT und lS Ladedruckcharakteristiken des Turboladers 4 bzw. des mechanischen Laders 6.

Da die Laderturbine 4b des Turboladers 4 von dem Abgas angetrieben wird, ist der Turbolader 4 stets in Betrieb, solange der Motor 1 angetrieben ist. In dem Bereich I bei geringer Last, einschließlich Leerlauf, und einem Drosselklappen- Öffnungsgrad R, der kleiner ist als der Öffnungsgrad Ro (Schritt S2 in Fig. 4) wird die elektromagnetische Kupplung 23 ausgerückt, um den mechanischen Lader 6 abzuschalten (Schritt S3 in Fig. 4). Außerdem ist das Steuerventil 11 bis zum Maximalwert geöffnet, so daß die gesamte Ansaugluft durch die Bypass-Leitung 10 strömt (Schritt S4 in Fig. 4).

Dementsprechend ist nur der Turbolader 4 angetrieben. Die Energie des Abgases ist jedoch so klein, daß die Aufladung im wesentlichen unwirksam ist.

Wenn die Drosselklappe 9 weiterhin bis zu einem vorgegebenen Öffnungsgrad Ro oder über diesen hinaus geöffnet wird (Schritt S2 in Fig. 4), so liegt der Betriebszustand im Bereich III. Die Steuereinheit 33 erzeugt ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Drosselstellungsmeßfühlers 31, um die elektromagnetische Kupplung 23 einzurücken (Schritt S5 in Fig. 4). Somit wird der mechanische Lader 6 angetrieben. Außerdem ist das Steuerventil 11 vollständig geschlossen (Schritt S8 in Fig. 4), so daß die gesamte Ansaugluft vom Kompressor 4a mit dem mechanischen Lader 6 weiter unter Druck gesetzt und von dem Zwischenkühler 8 gekühlt wird, bevor sie in den Motor 1 strömt. Infolgedessen wird der Aufladebetrieb durch den Turbolader 4 vom mechanischen Lader 6 vervielfacht, so daß der Ladedruck rasch ansteigt, wie es mit einer Linie lc1 in Fig. 3a dargestellt ist, welche die Summe der Drücke der Linien lT und lS darstellt. Dementsprechend wird die Aufladewirksamkeit gesteigert.

Wenn die Motordrehzahl den Wert Nl überschreitet, so geht der Zustand des Systems in den Bereich IV über. Wenn der kombinierte Ladedruck an einer Stelle Pl einen maximalen Aufladedruck Pm erreicht, so wird die Membran 18b des Betätigungsorgans 18 durch den Ladedruck an der Abzweigung der Öffnung 16 ausgelenkt, so daß das Abgassteuerventil 15 zu öffnen beginnt. Somit umgeht das Abgas die Laderturbine 4b, um den Aufladebetrieb zu begrenzen. Durch die Auslenkung der Membran 18b wird der Schalter 32 geschlossen und beaufschlagt die Steuereinheit 33 mit einem Signal. In Abhängigkeit von diesem Signal steuert die Steuereinheit 33 den Schrittmotor 34, so daß er das Steuerventil 11 allmählich öffnet, und zwar in Abhängigkeit von der Zunahme der Motordrehzahl, wie es in Fig. 3b dargestellt ist (Schnitt S7 in Fig. 4).

Infolgedessen nimmt der Ladedruck des mechanischen Laders 6 ab, wie es mit der Kettenlinie lS′ in Fig. 3a dargestellt ist. Andererseits nimmt der Ladedruck des Turboladers 4 zu, mit es mit der Kettenlinie lT′ dargestellt ist. Somit wird der kombinierte Ladedruck konstant, wie es mit einer Linie lc2 dargestellt ist.

Wenn die Motordrehzahl N an einer Stelle P2 den Wert No überschreitet, (Schritt S1 in Fig. 4) so gelangt der Betriebszustand in den Bereich II. An der Stelle P2 ist das Steuerventil 11 vollständig offen (Schritt S4 in Fig. 4), so daß der Ladedruck des mechanischen Aufladers 6 im wesentlichen auf Null abfällt. Zur gleichen Zeit wird die elektromagnetische Kupplung 23 wieder durch ein Signal von der Steuereinheit 33 ausgerückt (Schritt S3 in Fig. 4), um den Antrieb des mechanischen Laders 6 zu beenden. Da das Abgassteuerventil 15 geöffnet wird, wenn der Ladedruck den maximalen Ladedruck Pm überschreitet, wird der Aufladedruck durch den Turbolader 4 konstant gehalten, wie es mit der Linie lc3 dargestellt ist.

Wenn andererseits während der Abbremsung des Motors 1 aus dem Bereich II der Stoß, der durch das Starten des Betriebes des mechanischen Laders 6 erzeugt wird, nicht bedeutend ist, kann das System so gesteuert werden, daß dann, wenn die Motordrehzahl den Wert No erreicht, die elektromagnetische Kupplung 23 eingerückt und das Steuerventil 11 geschlossen werden, um den mechanischen Lader 6 zu betätigen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 7 beschrieben. Der Aufbau des Aufladesystems ist im wesentlichen der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Das System der zweiten Ausführungsform ist so ausgelegt, daß es bei einer Übergangsperiode bei geringer Last in einem niedrigen Motordrehzahlbereich angewendet wird, so daß ein Turbolader während der Abbremsung des Motors allein angetrieben wird.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist ein Übergangsbereich V in dem Bereich III in dem niedrigen Motordrehzahlbereich vorgesehen. In dem Bereich V ist der Drosselklappen-Öffnungsgrad R größer als Ro und kleiner als ein vorgegebener Öffnungsgrad R1. Wie in Fig. 6e dargestellt, wird im Bereich V der Öffnungsgrad ϕ des Steuerventiles 11 allmählich vergrößert, wenn der Drosselklappen-Öffnungsgrad R abnimmt.

Die Wirkungsweise des Aufladesystems, wenn die Drosselklappe 9 bei konstanter Motordrehzahl allmählich geschlossen wird, ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7 näher erläutert. Die Linien lT und lc in den Fig. 6a bis 6d geben Ladedruckcharakteristiken des Turboladers 4 und kombinierte Ladedruckcharakteristiken von Turbolader 4 bzw. mechanischen Lader 6 an.

Wie im Zusammenhang mit dem Betrieb im Bereich III erläutert, ist das Steuerventil 11 vollständig geschlossen und die elektromagnetische Kupplung 23 eingerückt. Dementsprechend sind der Turbolader 4 und der mechanischen Lader 6 beide angetrieben. Wenn der Drosselklappen-Öffnungsgrad R kleiner als R1 wird (Schritt S9 mit Fig. 7), geht der Antriebszustand in den Bereich V. Zu dieser Zeit hat der Ladedruck einen Wert Po, der ein kombinierter Wert der Ladedrücke des Turboladers 4 und des mechanischen Laders 6 ist. Wenn der Drosselklappen- Öffnungsgrad R abnimmt, legt die Steuereinheit 33 ein Ausgangssignal an den Schrittmotor 34 an, um den Öffnungsgrad ϕ des Steuerventiles 11 gemäß dem Graph in Fig. 6e zu vergrößern. (Schritt S10 in Fig. 7). Infolgedessen nimmt, wie in den Fig. 6b, 6c und 6d dargestellt, der Ladedruck von Po auf P1′ ab. Wenn das Steuerventil 11 bis zum maximalen Öffnungsgrad geöffnet wird, da der Druck am Einlaß und am Auslaß des mechanischen Laders 6 gleich werden, wird der Ladedruck nur vom Turbolader 4 geliefert. Zu diesem Zeitpunkt ist der Drosselklappen-Öffnungsgrad bei Ro, und der Ladedruck des mechanischen Laders 6 ist im wesentlichen Null. Dementsprechend wird der Ladedruck weiter reduziert auf den Wert P2′.

Wenn der Drosselklappen-Öffnungsgrad R kleiner wird als Ro, geht der Antriebszustand in den Bereich I. Somit wird nur der Turbolader 4 angetrieben.

Obwohl die vorliegende Ausführungsform bei einem Aufladesystem während der Übergangsperiode vom Bereich III zum Bereich I erläutert worden ist, kann das System umgekehrt auch bei der Übergangsperiode vom Bereich I zum Bereich III angewendet werden.

Claims (7)

1. Aufladesystem für Kraftfahrzeugmotoren, umfassend

• - einen Turbolader (4), der mit dem Abgas des Motors (1) angetrieben ist;
• - einen nachgeschalteten mechanischen Lader (6);
• - ein Ansaugrohr (3, 7, 10), das den Turbolader (4) und den mechanischen Lader (6) verbindet und den Motor (1) mit Luft versorgt;
• - eine mit einer Kupplung (23) versehene Antriebsein­ richtung (20-28) zum Antrieb des mechanischen Laders (6) durch den Motor (1);
• - eine mit einem Steuerventil (11) versehene erste By­ paß-Leitung (10) zum Umgehung des mechanischen La­ ders (6) mit einem ersten Betätigungsorgan (34) für das Steuerventil (11);
• - ein Abgassteuerventil (15), das in einer zweiten By­ paß-Leitung (14) zur Umgehung der Laderturbine (4b) angeordnet ist und mit einem zweiten Betätigungsorgan (18) für das Abgassteuerventil (15) versehen ist;
• - und eine Steuereinheit (33), die gemessene Drehzahlsi­ gnale von einem Drehzahlmeßfühler (30) erhält und die über die Kupplung (23) in einem niedrigen Drehzahlbe­ reich den mechanischen Lader (6) zuschaltet und in einem höheren Drehzahlbereich den mechanischen Lader (6) abschaltet,

dadurch gekennzeichnet

• - daß das zweite Betätigungsorgan (18) über eine Leitung (16, 17) ständig an die Ansaugleitung (7, 10) ange­ schlossen ist und das Abgassteuerventil (15) in Abhän­ gigkeit vom herrschenden Ladedruck betätigt,
• - daß die Steuereinheit zusätzlich an einen Motorlast­ meßfühler (31) angeschlossen ist und in Abhängigkeit von dessen Ausgangssignalen und von den Drehzahlsigna­ len sowohl die Kupplung (23) als auch das erste Betä­ tigungsorgan (34) für das Steuerventil (11) betätigt,
• - und daß die Steuereinheit (33) in einem ersten Be­ triebsbereich (I) bei niedriger Last (R) und niedriger Drehzahl (N) den mechanischen Lader (6) über die Kupp­ lung (23) bei geöffnetem Steuerventil (11) abschaltet, in einem zweiten Betriebsbereich (II) bei beliebiger Last (R) und hoher Drehzahl (N) über einem ersten vor­ gegebenen Drehzahlwert (No) den mechanischen Lader (6) über die Kupplung (23) bei geöffnetem Steuerventil (11) abschaltet,
  in einem dritten Betriebsbereich (III) bei niedriger Drehzahl (N) und hoher Last (R) über einem ersten vor­ gegebenen Lastwert (Ro) den mechanischen Lader (6) über die Kupplung (23) bei geschlossenem Steuerventil (11) zuschaltet,
  und in einem Übergangsbereich (IV, V) zwischen em dritten Betriebsbereich (III) und dem ersten Betriebs­ bereich (I) zwischen dem dritten Betriebsbereich (III) und dem zweiten Betriebsbereich (II) das Steuer­ ventil (11) in Abhängigkeit von den herrschenden Mo­ torbetriebsbedingungen betätigt.

2. Aufladesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (31) in einem vierten Betriebs­ bereich (IV) bei mittleren Drehzahlen (N) zwischen einem niedrigeren zweiten vorgegebenen Drehzahlwert (N1) und dem ersten vorgegebenen Drehzahlwert (No) sowie bei ho­ her Last (R) über dem ersten vorgegebenen Lastwert (Ro) das Steuerventil (11) bei zunehmender Drehzahl (N) beim Übergang vom zweiten (N1) zum ersten Drehzahlwert (No) allmählich öffnet.

3. Aufladesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Betätigungsorgan (18) des Abgassteuerven­ tils (15) an einen Schalter (32) angeschlossen ist, der ein Steuersignal für die Steuereinheit (33) liefert, die ab einem vorgegebenen Ladedruck (P) das Steuerventil (11) in Abhängigkeit von der herrschenden Drehzahl (N) allmählich öffnet.

4. Aufladesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (33) in einem fünften Betriebsbe­ reich (V) bei niedriger Drehzahl (N) unter dem ersten vorgegebenen Drehzahlwert (No) und bei abnehmender Last (R) beim Übergang von einem höheren zweiten vorgegebenen Lastwert (R) zu dem ersten vorgegebenen Lastwert (Ro) das Steuerventil (11) allmählich öffnet.

5. Aufladesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Betätigungsorgan (34) ein Schrittmotor (34) ist.

6. Aufladesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motordrehzahlmeßfühler (30) ein Kurbelwinkelmeß­ fühler (30) ist und der Motormeßfühler (31) ein Drosselklappenstellungsmeßfühler (31) ist.