DE3710195C2

DE3710195C2 -

Info

Publication number: DE3710195C2
Application number: DE3710195A
Authority: DE
Inventors: Hidenori Nisshin Aichi Jp Tateno
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-03-29
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1991-12-12
Also published as: JPS62228625A; US4738110A; DE3710195A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dieselmotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Zwei der großen Vorteile von Dieselmotoren sind, daß einmal die Kosten für in Dieselmotoren verwendeten Kraftstoff in manchen Ländern, z. B. in Japan, günstiger sind als die Ko sten für Benzin und daß zum anderen der Kraftstoffverbrauch von Dieselmotoren niedriger ist als derjenige von Ottomo toren. Um die Vorteile von Dieselmotoren noch zu steigern, wurden demzufolge Anstrengungen unternommen, den Kraftstoff verbrauch so weit wie möglich zu verringern. Bei einem Die selmotor mit einer Wirbel- oder Vorkammer werden der Kraft stoffverbrauch und die Ausgangsleistung nach Beendigung des Warmlaufens in Übereinstimmung mit dem geometrischen Verdichtungsverhältnis ε (im folgenden als Verdichtungs verhältnis ε bezeichnet), wie die Fig. 6 zeigt, verändert, und bei einem derartigen Dieselmotor kann der geringste Kraftstoffverbrauch erhalten werden, wenn das Verdichtungsverhältnis ε etwa 16 : 1-18 : 1 beträgt. Folg lich weist bei einem derartigen Dieselmotor der Brennraum vorzugsweise ein Verdichtungsverhältnis ε von 16 : 1-18 : 1 auf.

Wenn sich jedoch bei diesem Dieselmotor der Kolben nahe dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub befindet und die Temperatur der im Brennraum komprimierten Luft nicht über die Zündtemperatur des von einem Kraftstoff-Einspritzventil eingespritzten Kraftstoffs ansteigt, so ist es unmöglich, den Kraftstoff zu zünden und zu verbrennen. Bei einem Die selmotor mit einem Verdichtungsverhältnis von etwa 16 : 1 -18 : 1 steigt die Lufttemperatur im Brennraum über die Zünd temperatur des Kraftstoffs an, nachdem der Motor warmgelau fen ist. Jedoch steigt in einem bestimmten Motorbetriebszu stand, wie bei einem Kaltstart des Motors, die Lufttempera tur im Brennraum nicht über die Kraftstoff-Zündtemperatur an, so daß es nicht möglich ist, den Motor zu betreiben. Darüber hinaus ist es, wenn die Menge an vom Einspritzventil eingespritztem Kraftstoff gering ist und somit die im Brenn raum erzeugte Hitze klein ist, wie im Leerlauf oder in einem extrem niedrigen Betriebszustand, obwohl die Lufttemperatur im Brennraum über die Zündtemperatur des Kraftstoffs hinaus ansteigen kann, die Erhöhung in der Temperatur des Kraft stoffs unzureichend, was zu einer unvollkommenen Verbren nung, zu Zündaussetzern und zur Erzeugung von weißem Rauch führt. Ferner wird, wenn der Motor unter einem niedrigen Atmosphärendruck betrieben wird, z. B. in großer Höhe, der Bereich des Motorbetriebszustands, in dem die Lufttemperatur im Brennraum nicht über die Kraftstoff-Zündtemperatur an steigt, erweitert. Deshalb wird bei einem herkömmlichen Die selmotor normalerweise ein Verdichtungsverhältnis von 20 : 1 -23 : 1 vorgesehen, so daß die Lufttemperatur im Brennraum über die Kraftstoff-Zündtemperatur selbst dann ansteigen kann, wenn ein Kaltstart ausgeführt oder der Motor in großer Höhe betrieben wird. Hat der Motor jedoch ein Verdichtungs verhältnis von 20 : 1-23 : 1, so erhöht sich, wie die Fig. 6 zeigt, der Kraftstoffverbrauch nach dem Warmlauf, womit einer der großen Vorteile des Dieselmotors beseitigt wird.

Um die Ausgangsleistung eines Motors zu steigern, ist es bekannt, diesen mit einem Turbolader auszustatten. Da jedoch der Turbolader durch die Energie des Abgases betrieben wird, kann die Drehzahl des Turboladers, wenn der Motor mit niedri ger Drehzahl oder unter einer leichten Last läuft, auf Grund des Energiemangels der Abgase nicht ausreichend erhöht wer den, so daß ein Turboladerbetrieb nicht in zufriedenstellen der Weise ausgeführt wird. Selbst wenn der Dieselmotor mit einem Turbolader ausgerüstet ist, so kann folglich, wenn der Motor ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16 : 1-18 : 1 hat, die Lufttemperatur im Brennraum nicht über die Kraft stoff-Zündtemperatur zum Zeitpunkt eines Kaltstarts des Mo tors ansteigen. Infolgedessen muß ein mit einem Turbolader ausgestatteter Dieselmotor ein Verdichtungsverhältnis von etwa 20 : 1-23 : 1 haben.

Es ist ferner ein Dieselmotor bekannt, der mit einem vom Motor selbst mechanisch angetriebenen Lader ausgestattet ist. Da bei diesem Dieselmotor der Lader beim Starten des Motors angetrieben wird, wird wegen der zusätzlich dem Motor vom Lader zugeführten Luft die Lufttemperatur im Brennraum beim Start des Motors erhöht. Demzufolge steigt bei diesem Dieselmotor, selbst wenn er ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16 : 1-18 : 1 hat, die Lufttemperatur im Brennraum über die Kraftstoff-Zündtemperatur an. Weil es für diesen Motor möglich ist, ein Verdichtungsverhältnis von 16 : 1-18 : 1 vor zusehen, besteht insofern auch die Möglichkeit, den Kraft stoffverbrauch zu verbessern. Jedoch wird bei diesem Motor der Lader durch den Motor ständig angetrieben, so daß der Ladevorgang auch ausgeführt wird, wenn der Motor in einem mittleren Lastbereich betrieben wird, in dem ein Auflade betrieb nicht notwendig ist. Demzufolge wird bei einem Be trieb des Motors im mittleren Lastbereich die vom Kolben auszuübende Kompressionskraft gesteigert, und gleichzeitig tritt ein Verlust in der Ausgangsleistung des Motors auf, was auf der Notwendigkeit für den Antrieb des Laders beruht. Insofern tritt bei einem derartigen Dieselmotor das Problem eines Anstiegs im Kraftstoffverbrauch auf.

Es ist ein weiterer Dieselmotor bekannt, bei dem der Turbola der und der mechanisch angetriebene Lader hintereinander in der Ansaugleitung des Motors angeordnet sind. Bei diesem Motor ist eine den mechanisch angetriebenen Lader umgehende Umgehungsleitung vorgesehen (siehe die ungeprüfte JP-GM- Schrift Nr. 59-67 537). Wenn die Drehzahl des Motors hö her als ein vorbestimmter Wert ist, so wird der Betrieb des mechanisch angetriebenen Laders unterbrochen, und wenn die Drehzahl des Motors geringer als ein vorbestimmter Wert ist, dann wird der mechanisch angetriebene Lader in Gang gesetzt. Da bei diesem Motor, wenn er mit einer niedrigen Drehzahl betrieben wird, bei der der Turbolader nicht arbeitet, der Ladevorgang durch den mechanisch getriebenen Lader ausge führt wird, ist es möglich, die Ausgangsleistung des Motors auch dann zu erhöhen, wenn dieser bei niedriger Drehzahl betrieben wird. Darüber hinaus besteht, wenn die Drehzahl des Motors ansteigt, die Möglichkeit, den Kraftstoffver brauch zu verbessern, weil der mechanisch getriebene Lader stillgesetzt wird.

Bei diesem Motor wird der mechanisch angetriebene Lader be trieben, wenn, wie oben gesagt wurde, der Motor mit einer geringen Drehzahl betrieben wird, wobei das Ziel dessen darin liegt, die Ausgangsleistung des Motors zu verbessern, wenn dieser mit niedriger Drehzahl läuft. Selbst wenn der mecha nisch angetriebene Lader so gesteuert wird, daß er bei einem Betrieb des Motors mit niedriger Drehzahl betrieben wird, so ist es jedoch ungewiß, ob der mechanisch angetriebene Lader im Zeitpunkt des Anlassens des Motors, d.h. bei einem Motorstart, wobei der Motor keine Ausgangsleistung erzeugt, betrieben wird oder nicht. Wenn bei diesem Motor der mecha nisch angetriebene Lader bei dem Starten des Motors nicht betrieben wird, so ist es unmöglich, das Verdichtungsverhält nis zu erniedrigen, weshalb es auch unmöglich ist, einen vorteilhaften Kraftstoffverbrauch zu erhalten.

Verwiesen wird ferner auf die DE-OS 36 36 642, in der ein Dieselmotor vorgeschlagen wird, der ebenfalls mit einem mechanisch angetriebenen Lader versehen ist. Hierbei wird jedoch der Betrieb des vorgesehenen Laders gestoppt, wenn der Motor bei niedriger Last mit niedriger Drehzahl arbeitet. Es ist somit davon auszugehen, daß auch beim Starten des Motors der Lader nicht betätigt wird.

Ein Dieselmotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der JP-OS 58-2 22 919 bekannt. Bei dem aus dieser Veröffentlichung bekannten Dieselmotor wird der mechanisch angetriebene Lader betätigt, wenn die Motordrehzahl unter einer vorgegebenen mittleren Drehzahl liegt. Es ist jedoch in dieser Veröffentlichung nichts darüber ausgesagt, daß der mechanisch angetriebene Lader auch beim Starten des Motors betätigt wird. Dieser Veröffentlichung liegt die Zielsetzung zugrunde, im Betriebszustand des Motors, wenn die Motordrehzahl niedriger ist als die erwähnte vorgegebene mittlere Drehzahl, durch Betätigung des mechanisch angetriebenen Laders die Ausgangsleistung des Motors zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dieselmotor der angegebenen Art zu schaffen, bei dem Schwierigkeiten beim Starten des Motors aufgrund einer Erniedrigung des Verdichtungsverhältnisses aus geschaltet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Dieselmotor der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Wie vorstehend erwähnt, soll zur Einsparung von Kraftstoff das Kompressionsverhältnis des Dieselmotors herabgesetzt werden. Wenn das Kompressionsverhältnis jedoch niedrig wird, bereitet es Schwierigkeiten, den Motor zu starten. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist erfindungsgemäß ein mechanisch angetriebener Lader vorgesehen, der beim Starten des Motors betätigt wird. Dabei soll erfindungsgemäß der mechanisch angetriebene Lader im wesentlichen nur dann betätigt werden, wenn der Motor gestartet wird, um auf diese Weise die vorstehend erwähnte Herabsetzung des Kompressionsverhältnisses zu ermöglichen.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Durch Betreiben des mechanisch angetriebenen Laders in der Startphase des Motors ist es möglich, den Motor leicht und ohne Schwierigkeiten zu starten, selbst wenn das Verdichtungsverhältnis erniedrigt ist. Da, wie oben erwähnt wurde, das Verdichtungsverhältnis erniedrigt werden kann, ist es folglich möglich, den Kraftstoffverbrauch zu senken. Darüber hinaus wird in einem vorbestimmten Motorbetriebszustand mit Ausnahme des Startens des Motors, z. B. in einem Teillast-Betriebszustand nach Beendigung des Warmlaufens, der Betrieb des mechanisch angetriebenen Laders beendet. Da der Motor ein niedriges Verdichtungsverhältnis gemäß der Erfindung hat, kann, wenn der mechanisch angetriebene Lader stillgesetzt wird, ein niedriger Kraftstoffverbrauch erhalten werden. Ferner wird bei Stillsetzen des mechanisch angetriebenen Laders der Verlust in der Ausgangsleistung des Motors herabgesetzt, so daß der Kraftstoffverbrauch weiter abgesenkt wird. Als Ergebnis dessen ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch insgesamt zu minimieren. Des weiteren kann, wenn der Motor mit hoher Drehzahl unter einer hohen Last betrieben wird, ein starker Ladebetrieb durch den Turbolader erzielt werden.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemä ßen Dieselmotors in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des in Fig.1 dargestellten elektronischen Steuergeräts;

Fig. 3 Diagramme zur Erläuterung des Betriebs des mecha nisch angetriebenen Laders und des Umgehungsventils bei der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 einen Flußplan zur Durchführung der Steuerung des Ladebetriebs;

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Wartezeit und der Kühlwassertemperatur des Motors;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Ausgangsleistung und des Kraftstoffverbrauchs des Motors;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Dieselmotors in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 8 ein Blockdiagramm des elektronischen Steuergeräts von Fig. 7;

Fig. 9 Diagramme zur Erläuterung des Betriebs des mecha nisch angetriebenen Laders und des Umgehungsventils bei der zweiten Ausführungsform;

Fig. 10 einen Flußplan zur Durchführung der Steuerung des Ladebetriebs;

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Dieselmotors in einer dritten Ausführungsform;

Fig. 12 Diagramme zur Erläuterung des Betriebs des mechanisch angetriebenen Laders und des Umgehungsventils bei der dritten Ausführungsform.

Der in Fig. 1 gezeigte Dieselmotor 1 umfaßt einen Zylinder block 2, einen in dem Zylinderblock 2 hin- und herbewegbaren Kolben 3, einen Zylinderkopf 4, einen zwischen dem Kolben 3 sowie dem Zylinderkopf 4 ausgebildeten Brennraum 5, ein Einlaßventil 6, einen Ansaugkanal 7, eine Wirbelkammer 8, ein in der Wirbelkammer angeordnetes Kraftstoff-Einspritz ventil 9 und eine die Wirbelkammer 8 mit dem Brennraum 5 verbindende Bohrung 10. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Diesel motor ist das Verdichtungsverhältnis geringer als bei einem gewöhnlichen Dieselmotor, d. h., der Dieselmotor 1 hat ein Verdichtungsverhältnis von beispielweise etwa 16 : 1-18 : 1. Dieses Verdichtungsverhältnis ist für alle anderen Ausfüh rungsformen das gleiche. Die Erfindung kann auch bei einem Dieselmotor zur Anwendung kommen, der eine Wirbel- oder Vorkammer nicht aufweist, wobei bei einem solchen Motor das Verdichtungsverhältnis normalerweise bei etwa 16 : 1-18 : 1 liegt, wobei jedoch bei Anwendung der Er findung auf einen derartigen Motor diesem ein Verdichtungs verhältnis von 12 : 1-14 : 1 gegeben wird.

Am Zylinderkopf 4 ist ein (nicht gezeigtes) Auslaßventil angeordnet, durch das der Brennraum 5 mit der Abgasleitung 11 in Verbindung steht. Der Ansaugkanal 7 ist mit einem übli chen Ausgleichbehälter 13, der mit einem Turbolader 30 über eine Ansaugleitung 14 in Verbindung steht, über eine Zweig leitung 12 verbunden. In der Ansaugleitung 14 ist ein mecha nisch angetriebener Lader (Ladegebläse) 15 angeordnet. Von der Ansaugleitung 14 zweigt stromauf vom mechanisch ange triebenen Lader 15 eine Umgehungsleitung 16 ab, die mit dem Ausgleichbehälter 13 verbunden ist und in der ein Umgehungs ventil 17 liegt. Dieses Umgehungsventil 17 wird von einem mit Unterdruck betätigten Membran-Stellantrieb mit einer Unterdruckkammer 18 betätigt, wobei die Unterdruckkammer 18 über ein Magnetventil 19, das zur Atmosphäre geöffnet werden kann, mit einem Unterdruckbehälter 20 verbunden ist. Wenn die Unterdruckkammer 18 unter Steuerung durch das Magnet ventil 19 mit dem Unterdruckbehälter 20 verbunden ist, so wird das Umgehungsventil 17 geöffnet, während zum Schließen des Umgehungsventils 17 die Unterdruckkammer 18 unter ent sprechender Steuerung des Magnetventils 19 zur Atmosphäre geöffnet wird. Das Magnetventil 19 wird durch ein Ausgangs signal von einer elektronischen Steuereinrichtung 40 gesteuert.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist die elektronische Steuereinrichtung 40 als Computer ausgebildet und umfaßt einen Festwertspei cher (ROM) 42, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 43, eine Zentraleinheit (Mikroprozessor usw.) 44, einen Ein gangskanal 45 und einen Ausgangskanal 46. Der ROM 42, der RAM 43, die ZE 44, der Eingangskanal 45 und der Ausgangs kanal 46 sind untereinander durch einen Datenbus 41 verbun den. Das Magnetventil 19 ist an den Ausgangskanal 46 über eine Treiberschaltung 47 angeschlossen.

Gemäß Fig. 1 ist eine Antriebsriemenscheibe 21 an der Kur belwelle 1a des Motors 1 angebracht, die über einen Riemen 22 eine Riemenscheibe 23 antreibt, welche mit dem mechanisch getriebenen Lader 15 durch eine Elektromagnetkupplung (EM- Kupplung) 24 gekoppelt ist. Wenn die EM-Kupplung 24 einge rückt ist, dann wird der Lader 15 vom Dieselmotor 1 mecha nisch angetrieben, und wenn die EM-Kupplung gelöst ist, so steht der mechanisch getriebene Lader 15 still. Wie die Fig. 2 zeigt, ist die EM-Kupplung 24 mit dem Ausgangskanal 46 durch eine Treiberschaltung 48 verbunden und wird durch ein Ausgangssignal von der elektronischen Steuereinrichtung 40 ge steuert.

Gemäß Fig. 1 ist nahe der Antriebsriemenscheibe 21 ein Kur belwinkelfühler 25 angeordnet, der bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 1a um einen vorbestimmten Winkel einen Ausgangs impuls erzeugt. Der Kurbelwinkelfühler 25 ist, wie Fig. 2 zeigt, mit dem Eingangskanal 45 verbunden, wobei die Dreh zahl des Motors 1 aus den Ausgangsimpulsen des Kurbelwinkel fühlers berechnet wird.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist am Zylinderblock 2 ein die Temperatur des Kühlwassers des Motors 1 erfassender Tem peraturfühler 26 angebracht, der, wie die Fig. 2 zeigt, mit dem Eingangskanal 45 über einen A/D-Wandler 49 verbunden ist. Der Temperaturfühler 26 erzeugt eine der Kühlwasser temperatur des Motors 1 proportionale Ausgangsspannung.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist ein Gaspedal 27a mit einem die Stellung des Gaspedals 27a ermittelnden Lastfühler 27 ver bunden, der über einen A/D-Wandler 50 an den Eingangskanal 45 angeschlossen ist. Der Lastfühler 27 erzeugt eine der Neigung des Gaspedals 27a, d.h. der Motorbelastung, propor tionale Ausgangsspannung. Des weiteren ist mit dem Eingangs kanal 45 über einen A/D-Wandler 51 ein Atmosphärendruckfüh ler 28 verbunden, der eine dem Atmosphärendruck proportiona le Ausgangsspannung liefert. Mit dem Eingangskanal 45 ist ferner ein Anlaßschalter 29 verbunden, der eine AN-Stellung einnimmt, wenn der (nicht gezeigte) Anlassermotor betrieben wird, um den Motor 1 zu starten. Demzufolge ist es möglich, aus dem Ausgangssignal des Anlaßschalters 29 festzustellen, ob der Anlassermotor arbeitet oder nicht.

Gemäß Fig. 1 umfaßt der Turbolader 30 einen Kompressor 31 und eine Turbine 32. Die Ansaugleitung 14 ist mit der Außen luft (Atmosphäre) über den Kompressor 31 sowie ein Luftfil ter 33 verbunden, während die Abgasleitung 11 mit einem Abgas- Austrittskanal 35 über einen Abgas-Eintrittskanal 34 und die Turbine 32 verbunden ist. Der Abgas-Eintrittskanal 34 und der Abgas-Austrittskanal 35 sind untereinander durch einen die Turbine 32 umgehenden Abgas-Umgehungskanal 36 ver bunden, in dem ein von einem Membran-Stellantrieb 37 betä tigtes Abgas-Absperrventil 38 angeordnet ist. Der Membranraum 39 des Stellantriebs 37 steht mit der Ansaugleitung 14 in Verbindung. Wenn der Druck, d.h. der Ladedruck, in der An saugleitung 14 erhöht wird, so wird der Öffnungsgrad des Abgas-Absperrventils 38 vergrößert, womit die im Abgas-Um gehungskanal 36 strömende Abgasmenge vergrößert wird. Da als Ergebnis dessen die Drehzahl der Turbine 32 sowie des Kompressors 31 vermindert wird, wird folglich der Ladedruck herabgesetzt. Das Abgas-Absperrventil 38 regelt demzufolge den Ladedruck, so daß dieser nicht über einen vorbestimmten Ladedruck hinausgeht.

Wenn bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform die EM- Kupplung 24 eingerückt und insofern vom Motor 1 angetrieben wird, wird das Umgehungsventil 17 geschlossen. Umgekehrt wird bei gelöster EM-Kupplung 24 und damit Stillstand des mechanisch getriebenen Laders 15 das Umgehungsventil 17 geöff net gehalten.

Die Fig. 3 erläutert die Steuerung des mechanisch angetrie benen Laders 15 und des Umgehungsventils 17, die im Anspre chen auf eine Änderung in der Motordrehzahl, der Motorbela stung, der Kühlwassertemperatur und des Atmosphärendrucks ausgeführt wird. Die in Fig. 3 angeführten Buchstaben (A) bis (D) geben die Steuerung in den folgenden Motorbetriebs zuständen wieder:

A) das Fahrzeug wird in niedriger Höhenlage vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
B) das Fahrzeug wird in niedriger Höhenlage nach Beendigung des Warmlaufens betrieben;
C) das Fahrzeug wird in großer Höhe vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
D) das Fahrzeug wird in großer Höhe nach Beendigung des Warmlaufens betrieben.

In Fig. 3 bezeichnen die schraffierten Bereiche P und Q solche, in denen der mechanisch angetriebene Lader betrie ben wird und darüber hinaus das Umgehungsventil 17 geschlos sen ist. Der übrige Bereich gibt einen solchen an, in dem der mechanisch getriebene Lader stillsteht und darüber hinaus das Umgehungsventil 17 geöffnet bleibt. Ferner ist in Fig. 3 auf der Ordinate die Motorbelastung L und auf der Abszisse die Motordrehzahl NE aufgetragen. Des weiteren bezeichnet die strich-punktierte Linie X in Fig. 3 die untere Grenze des möglichen Ladebetriebs des Turboladers 30, d.h., der Ladebetrieb des Turboladers 30 wird in einem oberhalb dieser Linie X liegenden Motorbetriebszustand durchgeführt. Das bedeutet, daß der Ladebetrieb des Turboladers 30 dann durch geführt wird, wenn der Motor bei einer mittleren Drehzahl unter einer hohen Last oder bei einer hohen Drehzahl unter einer mittleren und hohen Last arbeitet.

Im folgenden wird die Steuerung des mechanisch angetriebe nen Laders 15 und des Umgehungsventils 17 in den Betriebs zuständen (A), (B), (C) und (D) im einzelnen be schrieben.

A) Betrieb in niedriger Höhenlage vor Beendigung des Warmlaufs

Wie durch die schraffierte Fläche Q gezeigt ist, wird in diesem Zustand der Lader 15 mechanisch betrieben, wenn der Motor unter einer mittleren oder leichten Last bei einer Drehzahl, die geringer als eine vorbestimmte feste Dreh zahl ist, z.B. 600 U/min, arbeitet. Das bedeutet, daß bei einem Motorstart der mechanisch getriebene Lader 15 arbeitet und das Umgehungsventil 17 geschlossen ist. Wie oben erwähnt wurde, ist es durch Betreiben des Laders 15 bei einem Motor start möglich, den Druck der Luft im Brennraum 5 zu erhöhen, bevor der Verdichtungshub beginnt. Demzufolge kann, auch wenn der Motor ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16 : 1- 18 : 1 hat, die Lufttemperatur im Brennraum 5 über die Kraft stoff-Zündtemperatur am Ende des Verdichtungshubes erhöht werden, so daß es möglich ist, den Motor leicht und ohne Schwierigkeiten zu starten.

Wie ferner durch die Fläche P gezeigt ist, wird, wenn der Motor bei einer niedrigen oder mittleren Drehzahl arbeitet,die nie driger ist als NE₁, falls die Motorlast L über L₁ hinaus geht, der mechanisch angetriebene Lader 15 betrieben.

Ferner wird bei manchen Motoren die Lufttemperatur im Brenn raum 5 nicht ausreichend erhöht, wenn der Motor mit niedri ger Drehzahl unter einer leichten Last vor Beendigung des Warmlaufens betrieben wird. Bei anderen Motoren wird die Lufttemperatur im Brennraum 5 manchmal nicht ausreichend angehoben, wenn der Motor bei niedriger oder mittlerer Dreh zahl vor Beendigung des Warmlaufens arbeitet. Bei derartigen Motoren kann der mechanisch angetriebene Lader 15 zusätz lich in dem von den gestrichelten Linien S oder R in Fig. 3 (A) umschlossenen Bereichen betrieben werden.

B) Betrieb in niedriger Höhenlage nach Beendigung des Warmlaufs

Wie durch die schraffierte Fläche P angegeben ist, wird in diesem Zustand der mechanisch angetriebene Lader 15 nur be trieben, wenn der Motor bei einer niedrigen oder mittleren Drehzahl unter einer hohen Last arbeitet, wobei der Zustand ausgenommen wird, in dem der Motor nach Beendigung des Warm laufens wieder gestartet wird. Das bedeutet, daß der mecha nisch angetriebene Lader 15 arbeitet, wenn die Motordrehzahl NE geringer als NE₁ und wenn die Motorlast L höher als L₁ ist. Arbeitet der Motor mit hoher Drehzahl unter einer hohen Belastung, d. h., die Drehzahl NE ist höher als NE₁ und die Motorlast L ist höher als L₁, dann wird der Betrieb des La ders 15 beendet und das Umgehungsventil 17 geöffnet. Darüber hinaus wird, wenn der Motor 1 mit Teillast betrieben wird, d. h, wenn die Motorlast L geringer ist als L₁, der Betrieb des mechanisch getriebenen Laders 15 ebenfalls unterbrochen und das Umgehungsventil 17 geöffnet. Demzufolge wird bei einem Teillast-Motorbetrieb Luft in den Ausgleichbehälter 13 über die Umgehungsleitung 16 eingeführt, wobei diese Luft, solange der Turbolader 39 nicht arbeitet, nicht unter Druck gesetzt ist. Gemäß der Erfindung hat der Motor 1 ein Ver dichtungsverhältnis von etwa 16 : 1-18 : 1. Jedoch kann, wenn der Warmlauf des Motors beendet ist, selbst wenn, wie oben erwähnt wurde, die Luft nicht unter Druck gesetzt ist, die Lufttemperatur im Brennraum 5 über die Kraftstoff-Zündtempe ratur angehoben werden, womit es möglich ist, eine stabile Verbrennung zu erhalten. Darüber hinaus wird, wenn dem Motor 1 ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16 : 1-18 : 1 gegeben wird, die vom Kolben auszuübende Kompressionskraft vermin dert, wodurch die Möglichkeit zur Verbesserung des Kraft stoffverbrauchs gegeben ist. Da ferner der Betrieb des mecha nisch getriebenen Laders beendet wird, wird der Ausgangslei stungsverlust des Motors 1 vermindert, was den Kraftstoff verbrauch noch weiter vermindert. Das bedeutet, daß durch Erniedrigen des Verdichtungsverhältnisses im Vergleich zu üblichen Dieselmotoren und durch Unterbrechen des Betriebs des mechanisch getriebenen Laders 15 die Möglichkeit gegeben ist, den Kraftstoffverbrauch, wenn der Motor 1 unter Teillast arbeitet, zu minimieren.

Bei einigen Motoren nimmt die Temperatur des Motors 1, wenn dieser im Leerlauf oder unter extrem niedriger Last betrie ben wird oder wenn das Fahrzeug unter Einspritzung von Kraft stoff vom Kraftstoff-Einspritzventil 9 eine Talfahrt aus führt, ab, so daß die Lufttemperatur im Brennraum 5 nicht über die Kraftstoff-Zündtemperatur angehoben werden kann.

Als Ergebnis dessen treten Zündaussetzer auf und wird wei ßer Rauch erzeugt. Bei derartigen Motoren wird vorzugsweise der mechanisch angetriebene Lader 15 in dem von der gestri chelten Linie T in Fig. 3 (B) umrahmten Bereich betrieben. Zusätzlich wird, wie durch den Bereich Q angegeben ist, der mechanisch getriebene Lader 15 betrieben, wenn der Motor nach Beendigung des Warmlaufens wieder gestartet wird.

Aus der Fig. 3 (B) ergibt sich klar, daß bei einem Betrieb des Motors 1 mit niedriger Drehzahl bei hoher Last der Lade betrieb des Turboladers 30 nicht ausgeführt wird. Da jedoch zu diesem Zeitpunkt der mechanisch getriebene Lader 15 arbei tet, wird durch diesen der Ladevorgang bewirkt, so daß es möglich ist, die Ausgangsleistung des Motors 1 auch dann zu erhöhen, wenn dieser mit niedriger Drehzahl bei hoher Last arbeitet.

Wenn der Motor 1 mit einer mittleren Drehzahl unter hoher Last arbeitet, so wird der Ladebetrieb durch den Turbolader 30 und der Ladebetrieb durch den mechanisch getriebenen La der 15 gleichzeitig ausgeführt, so daß ein zweistufiger Ladebetrieb vorliegt. Da der Druck im Ansaugkanal 7 ausrei chend vermindert ist, ist es als Ergebnis dessen möglich, die Ausgangsleistung des Motors 1 beträchtlich zu erhöhen.

Wird der Motor 1 mit hoher Drehzahl unter hoher Last betrie ben, so wird der Ladebetrieb durch den mechanisch getriebe nen Lader 15 beendet und nur durch den Turbolader 30 ausge führt. Arbeitet der Motor 1 mit hoher Drehzahl unter hoher Last, so liegt eine hohe Abgasenergie vor, so daß durch den Turbolader 30 der Luftdruck stark erhöht wird. Demzufolge ist es möglich, den Druck der in den Brennraum 5 allein durch den Turbolader 30 eingeführten Luft ausreichend zu erhöhen. Insofern ist es zu dieser Zeit nicht nötig, den mechanisch getriebenen Lader i 5 tätig werden zu lassen.

Durch Stillsetzen des mechanisch getriebenen Laders 15 wird darüber hinaus der Verlust in der Ausgangsleistung des Motors 1 vermindert, womit wiederum die Möglichkeit zu einer Herab setzung im Kraftstoffverbrauch besteht.

C) Betrieb in großer Höhe vor Beendigung des Warmlaufs

In großer Höhe nimmt die Dichte der Luft im Vergleich zur Luftdichte in geringer Höhe ab. Demzufolge wird bei einem Betrieb des Fahrzeugs in großer Höhe der Luftdruck im Brenn raum 5 im Vergleich zu dem Fall, wobei das Fahrzeug in gerin ger Höhenlage betrieben wird, niedriger, so daß der Motor betriebsbereich, in dem die Lufttemperatur im Brennraum 5 nicht über die Kraftstoff-Zündtemperatur hinausgeht, erwei tert wird. Demzufolge wird, wie durch den Bereich P in Fig. 3 (C) angegeben ist, vor einer Beendigung des Warmlaufens der mechanisch getriebene Lader 15 automatisch in Betrieb gesetzt, wenn der Motor 1 gestartet wird, und zusätzlich wird dieser Lader 15 auch betrieben, wenn der Motor unter Teillast bei einer niedrigen oder mittleren Drehzahl arbei tet. Bei manchen Motoren ist es nötig, den mechanisch ange triebenen Lader 15 in dem von der gestrichelten Linie U in Fig. 3 (C) umrahmten Bereich zu betreiben. Demzufolge wird bei diesen Motoren der mechanisch angetriebene Lader 15 in allen Betriebszuständen des Motors 1 betrieben.

D) Betrieb in großer Höhe nach Beendigung des Warmlaufs

In diesem Zustand wird, wie durch den Bereich P in Fig. 3 (D) angegeben ist, der mechanisch angetriebene Lader 15 mit einer niedrigen oder mittleren Drehzahl bei einer rela tiv hohen Last betrieben. Das bedeutet, daß dann, wenn die Motordrehzahl NE geringer als NE₁ und die Motorlast L höher als L₂ ist, der Lader 15 betrieben wird. Zusätzlich wird dieser Lader 15, wie durch den Bereich Q in Fig. 3 (D) ange geben ist, betrieben, wenn der Motor 1 mit niedriger Drehzahl unter einer hohen Last oder mit niedriger Drehzahl unter einer mittleren Last oder mit einer mittleren Drehzahl unter einer hohen Last betrieben wird, wobei die Motorlast L₂ in Fig. 3 (D) geringer ist als die Motorlast L₁ in Fig. 3 (A) und (B) sowie der Bereich Q in Fig. 3 (D) größer ist als der Bereich Q in Fig. 3 (B). Bei manchen Motoren ist es notwendig, den mechanisch getriebenen Lader 15 in dem von der gestri chelten Linie V in Fig. 3 (D) umschlossenen Bereich zu betrei ben. Bei diesen Motoren wird der mechanisch angetriebene Lader 15 in allen Betriebszuständen des Motors 1 betrieben.

Der Betriebsbereich und der untätige Bereich des mechanisch angetriebenen Laders 15 sowie der Öffnungs- und Schließbe reich des Umgehungsventils 17, die in den Fig. 3 (A), (B), (C) und (D) dargestellt sind, werden im ROM 42 in Form einer Tafel (Map) gespeichert.

Die Fig. 4 zeigt einen Flußplan, der zur Steuerung des mecha nisch angetriebenen Laders 15 und des Umgehungsventils 17 entsprechend der unter Bezugnahme auf Fig. 3 gegebenen Erläu terung benutzt wird.

Im Schritt 60 (Fig. 4) wird bestimmt, ob der Anlaßschalter 29 AN ist, d. h., ob der (nicht gezeigte) Anlassermotor ar beitet. Ist der Anlaßschalter 29 AN, so geht das Programm zum Schritt 61, in dem der mechanisch angetriebene Lader 15 durch Einrücken der EM-Kupplung 24 betrieben und gleich zeitig das Umgehungsventil 17 geschlossen wird. Dann wird auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur des Motors 1 im Schritt 62 eine Wartezeit T₀ bestimmt. Wie die Fig. 5 zeigt, nimmt diese Wartezeit T₀ mit ansteigender Kühlwassertempera tur K des Motors 1 ab. Die Beziehung zwischen der Wartezeit T₀ und der Temperatur K, die in Fig. 5 gezeigt ist, wird im ROM 42 gespeichert, weshalb im Schritt 62 die Wartezeit T₀ aus der im ROM 42 gespeicherten Beziehung erhalten wird. Wenn der Anlaßschalter 29 von AN zu AUS umgeschaltet wird, dann geht das Programm vom Schritt 60 zum Schritt 63, in dem bestimmt wird, ob die verstrichene Zeit T größer geworden ist als die Wartezeit T₀, d.h., ob eine Zeit T₀ nach dem Abschalten des Anlaßschalters verstrichen ist. Wenn T≦T₀ ist, so wird der Prozeßzyklus beendet. Demzufolge läuft der mechanisch angetriebene Lader 15 eine geringe Zeit spanne nach dem Starten des Motors 1 weiter, wobei die Länge der Zeitspanne, während welcher der Lader 15 weiterläuft, mit dem Abfallen der Kühlwassertemperatur K länger wird. Bei dem Abfallen der Kühlmitteltemperatur K können leichter Zündaussetzer und weißer Rauch erzeugt werden. Durch eine Verlängerung der Betriebszeit des mechanisch angetriebenen Laders 15 bei einem Abfallen der Kühlmitteltemperatur K ist es insofern möglich, Zündaussetzer und die Erzeugung von weißem Rauch nach dem Starten des Motors 1 zu verhindern.

Wenn im Schritt 63 entschieden wird, daß die verstrichene Zeit T die Wartezeit T₀ übersteigt, so geht das Programm zum Schritt 64, in dem bestimmt wird, ob die Kühlmitteltem peratur K höher ist als eine vorbestimmte feste Temperatur K₀, d.h., ob der Warmlauf des Motors 1 beendet ist. Wenn K≦K₀ ist, dann geht das Programm zum Schritt 65, in dem entschieden wird, ob der Atmosphärendruck P höher als ein vorbestimmter fester Druck P₀ ist, d.h., ob das Fahrzeug auf einer niedrigen Höhenlage betrieben wird. Ist P<P₀, so geht das Programm zum Schritt 66, womit die Steue rund des mechanisch angetriebenen Laders 15 und des Umgehungs ventils 17 auf der Grundlage der in Fig. 3 gezeigten Map (A) ausgeführt wird. Ist P≦P₀, d.h., das Fahrzeug wird in großer Höhe betrieben, so geht das Programm zum Schritt 67, wobei die Steuerung des Laders 15 und des Umgehungsven tils 17 auf der Grundlage der Map (C) von Fig. 3 ausgeführt wird.

Ist K<K₀, d.h., daß der Warmlauf des Motors 1 beendet ist, dann geht das Programm zum Schritt 68, in dem bestimmt wird, ob der Atmosphärendruck größer ist als P₀. Wenn P<P₀ ist, dann geht das Programm zum Schritt 69, womit die Steuerung des mechanisch angetriebenen Laders 15 und des Umgehungsven tils 17 auf der Grundlage der Map (B) von Fig. 3 ausgeführt wird. Ist P≦P₀, so geht das Programm zum Schritt 70, wo mit die Steuerung des Laders 15 und des Umgehungsventils 17 auf der Grundlage der Map (D) von Fig. 3 durchgeführt wird.

Die Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Dieselmotors, die sich von der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausfüh rungsform in den folgenden Punkten unterscheidet. Zusätzlich zum (ersten) Umgehungsventil 17 ist ein weiteres Umgehungs ventil 80 vorhanden, das im folgenden als zweites Umgehungs ventil bezeichnet wird, und es ist der Ausgleichbehälter 13 mit dem Luftfilter 33 über das zweite Umgehungsventil 80 sowie eine weitere Umgehungsleitung 81 verbunden. Die Unterdruckkammer 18 des ersten Umgehungsventils 17 ist mit dem Unterdruckbehälter 20 über ein erstes Magnetventil 19, das zur Atmosphäre geöffnet werden kann, verbunden, während die Unterdruckkammer 82 des zweiten Umgehungsventils 80 mit dem Unterdruckbehälter 20 über ein zweites Magnetventil 83, das zur Atmosphäre geöffnet werden kann, in Verbindung steht. Wie die Fig. 8 zeigt, sind das erste und das zweite Magnetventil 19 bzw. 83 mit dem Ausgangskanal 46 über zuge ordnete Treiberschaltungen 47 bzw. 52 verbunden.

Die Fig. 9 zeigt die Steuerung des mechanisch angetriebenen Laders 15, des ersten Umgehungsventils 17 sowie des zweiten Umgehungsventils 80, die im Ansprechen auf eine Änderung in der Motordrehzahl, der Motorlast, der Kühlwassertempera tur und des Atmosphärendrucks durchgeführt wird. Die Buch staben (A), (B), (C) und (D) in Fig. 9 beziehen sich auf die Steuerung in den folgenden Betriebszuständen des Motors in der gleichen Weise, wie in Fig. 3 erläutert wurde.

A) das Fahrzeug wird in niedriger Höhenlage vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
B) das Fahrzeug wird in niedriger Höhenlage nach Beendigung des Warmlaufens betrieben;
C) das Fahrzeug wird in großer Höhe vor Beendigung des Warm laufens betrieben;
D) das Fahrzeug wird in größer Höhe nach Beendigung des Warmlaufens betrieben.

In Fig. 9 bezeichnen die Bereiche P, P′, Q und der restli che Bereich die folgenden Zustände:

a) Bereiche P und Q
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird betrieben. Darüber hinaus sind die erste Umgehungsleitung 16 durch das erste Umgehungsventil 17 und die zweite Umgehungsleitung 81 durch das zweite Umgehungsventil 80 geschlossen.
b) Bereich P′
Der Betrieb des mechanisch angetriebenen Laders 15 wird unter brochen. Darüber hinaus öffnet das erste Umgehungsventil 17 die erste Umgehungsleitung 16, während das zweite Umge hungsventil 80 die zweite Umgehungsleitung 81 schließt.
c) Bereich mit Ausnahme der Bereiche P, Q und P′
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird stillgesetzt. Fer ner schließt das erste Umgehungsventil 17 die erste Umge hungsleitung 16 und öffnet das zweite Umgehungsventil 80 die zweite Umgehungsleitung 81.
d) Die von den gestrichelten Linien R, S, T, U und V umrahm ten Bereiche geben Bereiche an, in denen vorzugsweise der mechanisch angetriebene Lader 15 bei manchen bestimmten Mo toren in der gleichen Weise, wie die Fig. 3 darstellt, be trieben wird. In diesen Bereichen R, S, T, U und V schließt das erste Umgehungsventil 17 die erste Umgehungsleitung 16, wie auch das zweite Umgehungsventil 80 die zweite Umgehungs leitung 81 schließt.

Die Fig. 10 zeigt einen Flußplan, der zur Steuerung des me chanisch angetriebenen Laders 15, des ersten Umgehungsventils 17 und des zweiten Umgehungsventils 80 bei der zweiten Aus führungsform benutzt wird. Dieser Flußplan unterscheidet sich geringfügig von dem in Fig. 4 gezeigten Flußplan in den Inhalten der Schritte 61, 66, 67, 69 und 70, weshalb die übrigen Schritte in Fig. 10 den entsprechenden Schritten in Fig. 4 gleich sind und deshalb die Schritte 61, 66, 67, 69, 70 in Fig. 10 in der Hauptsache im folgenden erläutert werden.

Wenn der Anlaßschalter 29 (Fig. 10) AN ist, dann geht das Programm zum Schritt 61, wobei der mechanisch angetriebene Lader 15 in Gang gesetzt und die erste Umgehungsleitung 16 sowie die zweite Umgehungsleitung 81 durch die jeweiligen Umgehungsventile 17 bzw. 80 geschlossen werden. Demzufolge wird zu dieser Zeit Luft in den Brennraum 5 durch den Turbo lader 30 und den mechanisch angetriebenen Lader 15 einge führt. Nach dem Umschalten des Anlaßschalters von AN zu AUS setzt der Lader 15 seinen Betrieb während der Wartezeit T₀ fort, die auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur bestimmt wird. Im Anschluß an den Schritt 64 werden in den Schritten 66, 67, 69, 70 der mechanisch angetriebene Lader 15, das erste Umgehungsventil 17 und das zweite Umgehungsventil 80 auf der Grundlage der entsprechenden Map (A), (B), (C) oder (D) von Fig. 9 gesteuert.

Der wesentliche Unterschied zwischen dem Betrieb gemäß Fig.3 und dem Betrieb gemäß Fig. 9 besteht in dem die Bereiche P, Q und P′ nicht umfassenden Betriebsbereich. Das bedeu tet, daß in den Bereichen P und Q von Fig. 9 Luft in den Brennraum 5 über den Turbolader 30 und den mechanisch ange triebenen Lader 15 eingeführt wird. Diese Luftströmung ist dieselbe wie die der Luft in den Bereichen P und Q in Fig.3, jedoch wird im Bereich P′ von Fig. 9 zusätzlich vom Turbola der 30 unter Druck gesetzte Luft in den Brennraum 5 einge führt, ohne durch den mechanisch angetriebenen Lader 15 zu strömen. Diese Luftströmung ist auch die gleiche wie dieje nige der Luft im entsprechenden Bereich von Fig. 3, in dem der Motor mit hoher Drehzahl unter hoher Last arbeitet. Um gekehrt wird in dem Bereich außerhalb der Bereiche P, Q und P′ in Fig. 9 Luft unmittelbar in den Brennraum 5, ohne durch den Turbolader 30 und den mechanisch angetriebenen Lader 15 zu strömen, eingeführt. Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform strömt ohne Rücksicht auf den Betriebszu stand des Motors 1 die Luft immer durch den Turbolader 30, und somit strömt die Luft durch den Turbolader 30 in den die Bereiche P und Q von Fig. 3 ausschließenden Bereich. Wenn jedoch Luft in den Turbolader 30 eingeführt wird, wäh rend der Turbolader einen Ladevorgang nicht ausführt, so wird der Strömungswiderstand der Luft erhöht, womit der Druck der in den Brennraum 5 eingeführten Luft vermindert wird. In dem die Bereiche P, Q und P′ in Fig. 9 ausschließenden Bereich wird Luft jedoch unmittelbar in den Brennraum 5 ein geführt, und als Ergebnis dessen wird diese Luft auf Atmo sphärendruck gehalten, womit es möglich ist, die Lufttem peratur im Brennraum 5 am Ende des Verdichtungshubes zu erhöhen.

Die Fig. 11 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Dieselmotors, die sich von der zweiten, in Fig. 7 gezeigten Ausführungs form in den folgenden Punkten unterscheidet. Die das Luft filter 33 mit dem Ausgleichbehälter 13 verbindende Ansaug leitung ist in eine erste Ansaugleitung 85 und eine zweite Ansaugleitung 86 unterteilt. Der mechanisch angetriebene Lader 15 und das erste Umgehungsventil 17 sind in der Ansaug leitung 85, der Kompressor 31 des Turboladers 30 und das zweite Umgehungsventil 80 sind in der Ansaugleitung 86 angeordnet. Zusätzlich ist die erste Ansaugleitung 85 in die mit dem Lader ausgestattete Ansaugleitung 14 und die diesen Lader umgehende erste Umgehungsleitung 87 unterteilt. Das in Fig. 11 gezeigte Steuergerät 40 ist in der gleichen Weise aufgebaut wie das in Fig. 8 gezeigte.

Die Fig. 12 zeigt die Steuerung des mechanisch angetriebe nen Laders 15, des ersten Umgehungsventils 17 und des zwei ten Umgehungsventils 80, die im Ansprechen auf eine Änderung in der Motordrehzahl, der Motorlast, der Kühlwassertempera tur und des Atmosphärendrucks ausgeführt wird. Die Buchstaben (A), (B), (C) und (D) in Fig. 12 beziehen sich auf die Steuerung in den folgenden Betriebszuständen in der gleichen Weise, wie das in Fig. 9 gezeigt ist:

A) das Fahrzeug wird auf niedriger Höhenlage vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
B) das Fahrzeug wird auf niedriger Höhenlage nach Beendigung des Warmlaufens betrieben;
C) das Fahrzeug wird in großer Höhe vor Beendigung des Warmlaufens betrieben;
D) das Fahrzeug wird in großer Höhe nach Beendigung des Warmlaufens betrieben.

In der Fig. 12 bezeichnen die Bereiche P, P′, Q und der ver bleibende Bereich die folgenden Zustände:

a) Bereiche P und Q
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird betrieben. Darüber hinaus schließt das erste Umgehungsventil 17 die Umgehungs leitung 87 und verbindet die Ansaugleitung 14 mit dem Luft filter 33, während das zweite Umgehungsventil 80 die Ansaug leitung 86 verschließt.
b) Bereich P′
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird stillgesetzt. Fer ner schließt das erste Umgehungsventil 17 die Umgehungslei tung 87 und verbindet die Ansaugleitung 14 mit dem Luftfil ter 33, während das zweite Umgehungsventil 80 die Ansaug leitung 86 öffnet.
c) Der Bereich mit Ausnahme der Bereiche P, Q und P′
Der mechanisch angetriebene Lader 15 wird stillgesetzt. Das erste Umgehungsventil 17 schließt die Ansaugleitung 14 und verbindet die Umgehungsleitung 87 mit dem Luftfilter 33, während das zweite Umgehungsventil 80 die Ansaugleitung 86 verschließt.
d) Die durch gestrichelte Linien R, S, T, U und V umrahm ten Bereiche sind solche, in denen bei gewissen bestimmten Motoren der mechanisch angetriebene Lader 15 vorzugsweise in der in Fig. 3 gezeigten Weise betrieben wird. In diesen Bereichen R, S, T, U und V schließt das erste Umgehungsven til 17 die Umgehungsleitung 87 und verbindet die Ansauglei tung 14 mit dem Luftfilter 33, während das zweite Umgehungs ventil 80 die Ansaugleitung 86 schließt.

Bei der in Fig. 11 gezeigten dritten Ausführungsform ist ein Flußplan der gleiche wie der in Fig. 10 gezeigte und wird zur Steuerung des mechanisch angetriebenen Laders 15, des ersten Umgehungsventils 17 sowie des zweiten Umgehungs ventils 80 benutzt. Demzufolge wird in der AN-Stellung des Anlaßschalters 29 der Lader 15 betrieben. Zu dieser Zeit schließt das erste Umgehungsventil 18 die Umgehungsleitung 87 und verbindet die Ansaugleitung 14 mit dem Luftfilter 33, während das zweite Umgehungsventil 80 die andere Ansaug leitung 86 schließt. Infolgedessen wird zu dieser Zeit Luft in den Brennraum 5 lediglich durch den mechanisch angetrie benen Lader 15 eingeführt, der seinen Betrieb während der Wartezeit T₀, die durch die Kühlwassertemperatur bestimmt wird, fortsetzt. Anschließend werden der Lader 15, das erste Umgehungsventil 17 und das zweite Umgehungsventil 80 auf der Grundlage der jeweiligen Maps (A), (B), (C) und (D) von Fig. 12 gesteuert.

Der Unterschied zwischen dem Betrieb gemäß Fig. 12 und dem gemäß Fig. 9 besteht darin, daß in Fig. 12 das zweite Umge hungsventil 80 geöffnet wird, um den Turbolader 30 nur dann zu betreiben, wenn der Motor 1 mit hoher Drehzahl unter einer hohen Last arbeitet (Bereich P′ in Fig. 12), und daß das zweite Umgehungsventil 80 geschlossen ist, wenn der Motor in einem anderen Zustand als einem Zustand mit hoher Dreh zahl und hoher Last arbeitet. Das bedeutet, daß im Bereich P die Umgehungsleitung 87 geschlossen und der mechanisch angetriebene Lader 15 in Betrieb ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Ladevorgang nur durch den mechanisch angetriebenen Lader 15 ausgeführt. In einem die Bereiche P, P′ und Q aus schließenden Bereich wird der mechanisch angetriebene Lader 15 stillgesetzt und die Umgehungsleitung 87 mit dem Luftfil ter 33 verbunden. Insofern wird in diesem Bereich Luft unmit telbar in den Brennraum 5, ohne durch den Lader 15 und den Turbolader 30 zu strömen, eingeführt.

Auch wird bei dieser Ausführungsform in einem die Bereiche P, P′ und Q von Fig. 12 nicht einschließenden Bereich der Druck von dem Brennraum 5 zugeführter Luft, weil diese un mittelbar in den Brennraum 5 gelangt, auf Atmosphären druck gehalten, so daß es möglich ist, die Lufttemperatur im Brennraum 5 am Ende des Verdichtungshubes zu erhöhen. Darüber hinaus werden bei dieser dritten Ausführungsform der Ladebetrieb durch den Turbolader 30 und durch den mecha nisch angetriebenen Lader 15 nicht gleichzeitig ausgeführt, was bedeutet, daß der Ladevorgang durch den Turbolader 30 allein bewirkt wird, wenn der Motor 1 mit hoher Drehzahl unter hoher Last arbeitet, und daß der Ladevorgang durch den mechanisch betriebenen Lader 15 allein durchgeführt wird, wenn der Motor 1 in einem anderen Zustand als einem Zustand mit hoher Drehzahl und hoher Last arbeitet. Die dritte Aus führungsform wird mit Vorteil bei einem Dieselmotor angewen det, der ansonsten eine nicht ausreichende Standfestigkeit hat, um seine Verwendung zusammen mit einem zweistufigen Ladebetrieb sowohl durch den Turbolader 30 wie durch den me chanisch angetriebenen Lader 15 zu erlauben.

Claims

1. Dieselmotor mit einem vom Abgas des Motors angetriebenen Turbolader, einer Ansaugleitung, einem vom Motor mechanisch angetriebenen, in der Ansaugleitung angeordneten Lader, einer Kopplungssteuereinrichtung, die eine mechanische Kopplung zwischen dem mechanisch angetriebenen Lader sowie dem Motor steuert, einer mit der Ansaugleitung stromab vom mechanisch angetriebenen Lader verbundenen Umgehungsleitung, einer einen in der Umgehungsleitung fließenden Umgehungsstrom regelnden Regeleinrichtung, einer einen Betriebszustand des Motors erfassenden Fühlereinrichtung (25, 26, 27, 28) und einer Steuereinrichtung (40), die die Kopplungssteuereinrichtung (24) sowie die Regeleinrichtung (17) im Ansprechen auf Ausgangssignale von der Fühlereinrichtung (25, 26, 27, 28) zur Herstellung einer Kopplung des mechanisch angetriebenen Laders mit dem Motor sowie zum Absperren des Umgehungsluftstroms bei einem Betrieb des Motors in einem vorbestimmten ersten Betriebszustand und zur Trennung des mechanisch angetriebenen Laders vom Motor sowie zum Ermöglichen einer Umgehungsluftströmung bei einem Betrieb des Motors in einem vorbestimmten zweiten Betriebszustand steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine weitere, den Startvorgang des Motors erfassende Fühlereinrichtung aufweist und daß die Steuereinrichtung (40) in Ansprache auf Ausgangssignale von der weiteren Fühlereinrichtung bei einem Start des Motors eine Kopplung des mechanisch angetriebenen Laders (15) mit dem Motor herstellt sowie den Umgehungsluftstrom absperrt.

2. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbolader (30) in der Ansaugleitung (14) stromauf vom mechanisch angetriebenen Lader (15) angeordnet ist und die Umgehungsleitung (16) von der Ansaugleitung (14) zwischen dem Turbolader (30) sowie dem mechanisch angetriebenen Lader (15) abzweigt sowie mit der Ansaugleitung (14) stromab vom mechanisch angetriebenen Lader (15) verbunden ist.

3. Dieselmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsleitung eine erste Umgehungsleitung (16), die den mechanisch angetriebenen Lader (15) umgeht, und eine zweite Umgehungsleitung (81), die sowohl den Turbolader (30) als auch den mechanisch angetriebenen Lader (15) umgeht, umfaßt, daß die Regeleinrichtung ein erstes Umgehungsventil (17), das einen in der ersten Umgehungsleitung (16) fließenden Luftstrom regelt, und ein zweites Umgehungsventil (80), das einen in der zweiten Umgehungsleitung (81) fließenden Luftstrom regelt, umfaßt, daß der zweite Betriebszustand einen ersten sowie einen zweiten Teil umfaßt, daß das erste Umgehungsventil (17) sowie das zweite Umgehungsventil (80) bei einem Starten oder einem Betrieb des Motors im ersten Betriebszustand geschlossen sind, daß bei einem Betrieb des Motors im ersten Teil des zweiten Betriebszustandes das erste Umgehungsventil (17) geschlossen und das zweite Umgehungsventil (80) geöffnet ist und daß bei einem Motorbetrieb im zweiten Teil des zweiten Betriebszustandes das erste Umgehungsventil (17) geöffnet und das zweite Umgehungsventil (80) geschlossen sind.

4. Dieselmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Fühlereinrichtung die Betätigung eines Anlaßschalters (29) erfaßt.

5. Dieselmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40) die Kopplung des mechanisch angetriebenen Laders (15) mit dem Motor für eine vorbestimmte Zeit, nachdem der Anlaßschalter (29) in seine AUS-Stellung gelangt ist, aufrechterhält und den Umgehungsluftstrom absperrt.

6. Dieselmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fühlereinrichtung einen die Kühlmitteltemperatur des Motors erfassenden Temperaturfühler (26) umfaßt und daß die vorbestimmte Zeit mit einem Abfallen der Kühlmitteltemperatur verlängert wird.

7. Dieselmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Verdichtungsverhältnis von etwa 16 : 1 bis 18 : 1 aufweist.