DE4027502A1 - Abgassteuereinrichtung fuer motor mit turboladern - Google Patents

Abgassteuereinrichtung fuer motor mit turboladern

Info

Publication number
DE4027502A1
DE4027502A1 DE4027502A DE4027502A DE4027502A1 DE 4027502 A1 DE4027502 A1 DE 4027502A1 DE 4027502 A DE4027502 A DE 4027502A DE 4027502 A DE4027502 A DE 4027502A DE 4027502 A1 DE4027502 A1 DE 4027502A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
exhaust
intake air
engine
turbocharger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE4027502A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Okimoto
Seiji Tashima
Akihiro Nakamoto
Ikuo Onimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Publication of DE4027502A1 publication Critical patent/DE4027502A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/107More than one exhaust manifold or exhaust collector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

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

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgassteuereinrichtung für einen Motor mit Turboladern. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Abgassteuereinrichtung für einen solchen Motor, der mit mehreren Turboladern ausgestattet ist, und bei dem ein Teil der Turbolader in einem Betriebs­ bereich des Motors mit relativ großer Ansaugluftmenge allein betrieben wird.
Das ungeprüfte japanische Gebrauchsmustermodell 60 (1985) 1 78 329 zeigt einen Motor, der mit einem Paar von Turbo­ ladern ausgestattet ist, einem Primärturbolader und einem Sekundärturbolader. In dem Motor befinden sich die Turbinen der Turbolader parallel in einer Auspuffleitung, während die Verdichter der Turbolader an einen Ansaugka­ nal des Motors gekoppelt sind. In der Auspuffleitung stromauf der Turbine des Sekundärturboladers befindet sich ein Auspuffsperrventil, das bei geringer Ansaug­ luftmenge dann geschlossen wird, wenn die Ansaugluftmen­ ge kleiner als ein voreingestellter Wert ist, um auf diese Weise den Sekundärturbolader außer Betrieb zu setzen und das Abgas aus der Auspuffleitung auf die Tur­ bine des Primärturboladers zu konzentrieren und dadurch einen hohen Ladedruck zu erreichen. Ist andererseits in einem Bereich hoher Ansaugluftmenge letztere größer als ein voreingestellter Wert, so wird das Auspuffsperr­ ventil geöffnet, so daß das Auspuffgas aus der Auspuff­ leitung den Turbinen beider Turbolader zugeführt wird, damit der Sekundärturbolader zusammen mit dem Primär­ turbolader arbeitet und ein geeigneter Ladedruck er­ zielt wird.
Um die Ladedruck-Kennlinie bei einem solchen Motor mit einem Paar von Turboladern zu optimieren, ist ein Ab­ gasauslaßventil in einer Abgasauslaßleitung vorgesehen, die sich ihrerseits in der Auspuffleitung befindet und die Turbine des Primärturboladers umgeht. Das Abgas­ auslaßventil wird geöffnet, um einen Teil des dem Pri­ märturbolader zugeführten Abgases zu entlasten, wenn der Druck der Ansaugluft in dem Ansaugkanal stromab des Verdichters des Primärturboladers nicht niedriger als ein vorbestimmter Wert wird.
Bei einem solchen aufgeladenen Motor mit Abgasauslaß­ ventil bestand ein Problem darin, daß bei einem Übergang des Betriebszustands des Motors von geringer Ansaugluft­ menge zu großer Ansaugluftmenge (zum Beispiel während der Beschleunigung) beträchtliche Zeit vergeht, bis die Drehzahl des Sekundärturboladers auf einen Wert ansteigt, bei dem der Aufladungseffekt erzielbar ist, da der Se­ kundärturbolader bis zu diesem Zeitpunktstillstand oder nur mit sehr geringer Drehzahl drehte. Aus diesem Grund konnte das Fahrzeug nicht in zufriedenstellender Weise beschleunigt werden.
Angesichts der oben aufgezeigten Umstände ist es Haupt­ aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgassteuerein­ richtung für einen Motor mit Turboladern anzugeben, bei der der Druck des dem Sekundärturbolader zugeführten Auspuffgases zur Zeit des Übergangs des Motorzustands zwischen geringer Ansaugluftmenge auf große Ansaugluft­ menge in geeigneter Weise erhöht wird, damit die Dreh­ zahl des Sekundärturboladers rasch erhöht wird, ohne daß ein Drehmomentstoß erfolgt, der dann eintreten kann, wenn der Druck des Auspuffgases extrem hoch wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen angege­ ben.
Die Erfindung schafft eine Abgassteuereinrichtung für einen mit mindestens einem Primärturbolader und minde­ stens einem Sekundärturbolader ausgestatteten Motor. Der Primärturbolader und der Sekundärturbolader be­ sitzen Verdichter, die im Ansaugkanal des Motors pa­ rallel zueinander angeordnet sind, sowie Turbinen in der Auspuffleitung des Motors in paralleler Anordnung. In der Auspuffleitung befindet sich ein Auspuffsperr­ ventil, welches geöffnet wird, um Auspuffgas dem Ver­ dichter des Sekundärturboladers zuzuführen und diesen nur im Bereich großer Ansaugluftmenge zu betreiben. Ein Abgasauslaßventil öffnet und schließt sich nach Maßgabe des Ladedrucks. Es wird geöffnet, um den Turbo­ ladern zugeführtes Auspuffgas zu entspannen, wenn der Ladedruck einen vorbestimmten Wert übersteigt. Gekennzeichnet ist die Erfindung durch eine Entspan­ nungssperreinrichtung, welche das Abgasauslaßventil für eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Übergang des Motorzustands in den Bereich großer Ansaugluft­ menge geschlossen hält und das Auspuffsperrventil öffnet, wenn ein Übergang des Betriebszustands des Motors von einem Bereich geringer Ansaugluftmenge in einen Bereich großer Ansaugluftmenge erforderlich ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines mit einem Abgassteuersystem gemäß einer Ausführungs­ form der Erfindung ausgestatteten Motors,
Fig. 2 eine Querschnittansicht des Differenzdruck­ detektorventils,
Fig. 3 ein Diagramm, welches den Betriebsbereich des Auspuffsperrventils, des Ansaugluft­ sperrventils, des Ansaugluft-Überdruckven­ tils, des Abgasauslaßventils und des Ab­ gasschnüffelventils veranschaulicht,
Fig. 4 ein Zeitdiagramm für das Ansaugluftsperr­ ventil, das Auspuffsperrventil und das Ansaugluft-Überdruckventil beim Öffnen und Schließen,
Fig. 5 eine Schaltungsskizze der Steuereinheit,
Fig. 6 die zeitliche Änderung des Abgas-Durch­ satzes, des Ladedrucks, des Drehmoments und des Ladedruck-Steuerwerts, wenn der Betriebszustand des Motors übergeht von einem Bereich geringer Ansaugluftmenge in den Bereich großer Ansaugluftmenge, und
Fig. 7a-7e Darstellungen der Beziehungen zwischen dem voreingestellten Wert T und verschie­ denen Faktoren.
Gemäß Fig. 1 besitzt ein mit zwei Kreiskolben ausge­ statteter Kreiskolbenmotor 201 ein Paar voneinander ge­ trennte Auspuffleitungen 202 und 203, eine für jeden Zylinder. In der Auspuffleitung 202 befindet sich eine Turbine 205 eines Primärturboladers 204, und in der Aus­ puffleitung 203 befindet sich eine Turbine 207 eines Sekundärturboladers 206. Durch getrenntes Führen der Auspuffleitungen 202 und 203 für die jeweiligen Zylin­ der zu den Turbinen 205 und 207 des Primär- bzw. des Sekundärturboladers 204, 206 wird der dynamische Druck des Auspuffgases veranlaßt, wirksam auf die Turbinen 205 bzw. 207 der Primär- und Sekundärturbolader 204, 206 in demjenigen Arbeitsbereich des Motors 201 einzu­ wirken, in welchem beide Turbolader 204 und 206 arbei­ ten, wodurch die Aufladewirkung verbessert wird. Die Auspuffleitungen 202 und 203 münden in eine gemeinsame Auspuffleitung 224.
Ein gemeinsamer Ansaugkanal 209 verzweigt sich in einen ersten Zweig-Ansaugkanal 210 und einen zweiten Zweig- Ansaugkanal 212, und zwar an einer Stelle stromab be­ züglich eines (nicht dargestellten) Luftreinigers, und in dem ersten und dem zweiten Zweig-Ansaugkanal 210 und 212 befinden sich Verdichter 211 und 213 des Pri­ mär- und des Sekundärturboladers 204 bzw. 206. Der er­ ste und der zweite Zweig-Ansaugkanal 210 und 212 er­ strecken sich im wesentlichen in entgegengesetzten Richtungen an ihren stromaufwärtigen Endabschnitten, und sie sind in ihren stromabwärtigen Endabschnitten zu einem stromabwärtigen Abschnitt des gemeinsamen An­ saugkanals 209 zusammengeführt. In dem stromabwärtigen Abschnitt des gemeinsamen Ansaugkanals 209 befinden sich ein Zwischenkühler 214, ein Drosselventil 216 und ein Ausgleichbehälter 215, in der genannten Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite betrachtet. Ein Drossel­ klappensensor 258 zum Ermitteln der Drosselklappenöff­ nung ist an das Drosselventil 216 angeschlossen. Wei­ terhin verzweigt der stromabwärtige Abschnitt des ge­ meinsamen Ansaugkanals 209 in ein Paar diskreter An­ saugkanäle 217 und 218 am stromabwärtigen Endabschnitt. Die diskreten Ansaugkanäle 217 und 218 sind mit (nicht dargestellten) Einlaßöffnungen der jeweiligen Zylinder verbunden. Kraftstoffeinspritzventile 219 und 220 be­ finden sich in den diskreten Ansaugkanälen 217 und 218.
Im stromaufwärtigen Abschnitt des gemeinsamen Ansaug­ kanals 209 befindet sich ein Luftstrommesser 221, und der Ausgleichsbehälter 215 ist mit einem Drucksensor 257 ausgestattet, der den Ladedruck erfaßt.
Die Auspuffleitungen 202 und 203 stehen miteinander über eine Verbindungsleitung 222 relativ geringen Quer­ schnitts an einem Abschnitt stromauf bezüglich der Primär- und Sekundärturbolader 204 und 205 in Ver­ bindung. Ein Auspuffsperrventil 223 befindet sich in der Auspuffleitung 203, in der sich die Turbine 207 des Sekundärturboladers 205 befindet. Das Sperrven­ til befindet sich an einem Abschnitt unmittelbar strom­ ab bezüglich des Abschnitts, an dem die Verbindungslei­ tung 222 mündet. Eine Abgasauslaßleitung 225 erstreckt sich von einem Mittelabschnitt der Verbindungsleitung 222 zu der gemeinsamen Auspuffleitung 224 und ist mit einem Abgasauslaßventil 227 versehen, welches von einem Membran-Aktuator 226 betätigt wird. Eine Auspuffschnüf­ felleitung 228 verbindet den Abschnitt der Abgasaus­ laßleitung 225 stromauf des Abgasauslaßventils 227 mit dem Abschnitt der Auspuffleitung 203 stromab be­ züglich des Auspuffsperrventils 223 und ist mit einem Auspuffschnüffelventil 230 versehen, welches von einem Membran-Aktuator 229 angetrieben wird.
Das Auspuffsperrventil 223 wird von einem Membran- Aktuator 231 angetrieben. Ein Ansaugluft-Sperrventil 232 befindet sich in dem zweiten Zweig-Ansaugkanal 212 stromab bezüglich des Verdichters 213 des Sekundärtur­ boladers 206. Das Ansaugluft-Sperrventil 232 ist ein Drosselklappenventil und wird von einem Membran-Aktuator 233 angetrieben. Weiterhin ist der Zweig-Ansaugkanal 212 mit einer Entlastungsleitung 234 ausgestattet, welche den Verdichter 213 umgeht. Ein Ansaugluft-Überdruckven­ til 235 ist in der Entlastungsleitung 234 angeordnet.
Der Aktuator 229, der das Auspuffschnüffelventil 230 antreibt, steht mit dem Zweig-Ansaugkanal 212 an dem Abschnitt stromab des Verdichters 211 des Primärturbo­ laders 204 über ein Rohr 236 in Verbindung. Wenn der Druck in dem Zweig-Ansaugkanal 210 stromab des Ver­ dichters 211 nicht niedriger wird als ein vorbestimmter Wert, öffnet der Aktuator 229 das Auspuffschnüffelventil 230, wodurch eine geringe Menge Abgas der Turbine 207 des Sekundärturboladers 206 über die Auspuffschnüffel­ leitung 228 zugeführt wird, während sich das Auspuff­ sperrventil 223 noch im geschlossenen Zustand befindet. Dementsprechend beginnt der Sekundärturbolader 206 zu drehen, bevor das Auspuffsperrventil 223 geöffnet wird.
Das Rohr 236 steht mit dem Zweig-Ansaugkanal 210 an der Stelle stromauf des Verdichters 211 durch ein Rohr 255 in Verbindung, in welchem sich ein Belastungs-Solenoid­ ventil 256 befindet. Die Betriebskennlinie des Abgasaus­ laßventils 227 und des Auspuffschnüffelventils 230 ändern sich durch Ändern des Belastungsverhältnisses (duty ratio) des Solenoidventils 256.
Der Aktuator 233 zum Antreiben des Ansaugluft-Sperrven­ tils 232 besitzt eine Druckkammer, die mit dem Ausgang eines Dreiwege-Solenoidventils 238 über ein Rohr 237 verbunden ist. Der Aktuator 231 zum Antreiben des Aus­ puffsperrventils 223 besitzt eine Druckkammer, die mit dem Ausgang eines weiteren Dreiwege-Solenoidven­ tils 240 über ein Rohr 239 verbunden ist. Weiterhin besitzt der zum Betätigen des Ansaugluft-Überdruckven­ tils 235 dienende Aktuator 241 eine Druckkammer, die mit dem Ausgang eines weiteren Dreiwege-Solenoidven­ tils 243 über ein Rohr 242 verbunden ist. Wie weiter unten noch beschrieben wird, hält das Ansaugluft-Über­ druckventil 235 die Entlastungsleitung 234 bis zu einer vorbestimmten Zeit vor dem Öffnen des Auspuffsperrven­ tils 223 und des Ansaugluft-Sperrventils 232 geöffnet, wodurch der Druck stromauf des Ansaugluft-Sperrventils 232 daran gehindert wird, sich in den Pumpbereich zu erhöhen, wenn der Sekundärturbolader 206 von dem durch die Auspuffschnüffelleitung 228 strömenden Abgas vor­ gedreht wird und die Drehzahl des Verdichters 213 er­ höht wird.
Weiterhin ist der Aktuator 226 zum Antreiben des Ab­ gasauslaßventils 227 über ein Rohr 244 mit dem Aus­ gang eines weiteren Dreiwege-Solenoidventils 245 ver­ bunden.
Die Dreiwege-Solenoidventile 238, 240, 243 und 245 und das Belastungs-Solenoidventil 256 und die Kraftstoffein­ spritzventile 219 und 220 werden von einer Steuerein­ heit 246, die einen Mikrocomputer enthält, gesteuert. Ausgangssignale eines Motordrehzahlsensors, eines Luft­ strommessers 221, des Drucksensors 257 und des Drossel­ klappensensors 258 werden in die Steuereinheit 246 ein­ gegeben. Weitere Signale, die den Ladedruck P1 strom­ ab des Verdichters 211 des Primärturboladers 204 und den Gang des Getriebes repräsentieren, werden in die Steuereinheit 246 eingegeben.
Ein Eingangsport des Dreiwege-Solenoidventils 238 des Ansaugluft-Sperrventils 232 ist über ein Rohr 247 an ein Unterdruck-Reservoir 248 angeschlossen, und der andere Eingang ist über ein Rohr 249 an einen Ausgang 270 eines Differenzdruck-Detektorventils 250 (welches später beschrieben wird) angeschlossen. Der Unterdruck stromab des Drosselventils 211 wird über ein Rück­ schlagventil 251 in das Unterdruck-Reservoir 248 ein­ geleitet. Ein Eingang des Dreiwege-Solenoidventils 240 für das Auspuffsperrventil 223 mündet ins Freie, der andere Eingang ist über ein Rohr 252 und das Rohr 257 an das Unterdruck-Reservoir 248 angeschlossen. Ein Eingang des Dreiwege-Solenoidventils 243 für das Ansaugluft-Überdruckventil 235 ist mit dem Unter­ druck-Reservoir 248 verbunden, der andere Eingang führt ins Freie. Ein Eingang des Dreiwege-Solenoid­ ventils 245 für das Abgasauslaßventil 227 führt ins Freie, der andere Eingang ist über ein Rohr 254 an das Rohr 246 angeschlossen.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, besitzt das Differenz­ druck-Detektorventil 250 ein Gehäuse 261, dessen In­ nenraum durch eine erste Membran 262 und eine zweite Membran 263 in eine erste, eine zweite und eine dritte Kammer 264, 265 und 266 unterteilt ist. Die erste Kam­ mer 264 besitzt einen Eingang 267, und zwischen der Membran 262 und der inneren Stirnseite des Gehäuses 261 befindet sich eine Druckfeder 268. Die zweite oder Mittelkammer 265 besitzt einen zweiten Eingang 269. Die dritte Kammer 266 ist in der Mitte der Stirnwand des Gehäuses 261 mit einem Ausgang 270 versehen, wei­ terhin mit einer Öffnung, die in der Seitenwand des Gehäuses 261 ins Freie führt. Ein Ventilkörper 272 ist an der ersten Membran 262 an einem Ende ange­ bracht und erstreckt sich durch die zweite Membran 263 hindurch in Richtung auf den Ausgang 270.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der erste Eingang 267 mit einem Bereich stromab des Ansaugluft-Sperrventils 232 über ein Rohr 273 verbunden, und der Ladedruck P1 stromab des Verdichters 211 des Primärturboladers 204 gelangt in die erste Kammer 264. Der zweite Eingang 269 ist mit einem stromaufwärtigen Bereich des Ansaug­ luft-Sperrventils 232 über ein Rohr 274 verbunden, und der Druck P2 stromauf des Ansaugluft-Sperrventils 232 wird bei geschlossenem Ansaugluft-Sperrventil 232 in die zweite Kammer 265 geleitet. Wenn die Differenz zwischen den Drücken P1 und P2 (P2-P1) nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, bewegt sich der Ven­ tilkörper 272 von dem Ausgang 270 weg, um ihn zu öffnen. Der Ausgang 270 ist mit dem anderen Eingang des Drei­ wege-Solenoidventils 238 für das Ansaugluft-Sperrventil 232 über das Rohr 249 verbunden. Wenn also der Druck P2 stromaufwärts bezüglich des Ansaugluft-Sperrventils 232, das ist der Ladedruck des Sekundärturboladers 206, erhöht wird und sich dem Ladedruck P1 des Primärturbo­ laders 204 annähert und den Ladedruck P1 um einen vor­ bestimmten Wert übersteigt (die Druckdifferenz P2-P1 wird größer als ein vorbestimmter Wert), während das Dreiwege-Solenoidventil 238 eingeschaltet ist und das zu der Druckkammer des Aktuators 233 für das Ansaug­ luft-Sperrventil 232 führende Rohr 237 mit dem Rohr 249 in Verbindung steht, welches zum Ausgang des Diffe­ renzdruck-Detektorventils 250 führt, so ist die Druck­ kammer des Aktuators 233 mit der Atmosphäre verbunden, und das Ansaugluft-Sperrventil 232 wird geöffnet. Wenn andererseits das Dreiwege-Solenoidventil 238 ausge­ schaltet ist und das Rohr 237 mit dem Rohr 247, wel­ ches zu dem Unterdruck-Reservoir 248 führt, in Verbin­ dung steht, gelangt Unterdruck in die Druckkammer des Aktuators 233, und das Ansaugluft-Sperrventil 232 wird geschlossen.
Wenn das Dreiwege-Solenoidventil 240 ausgeschaltet wird und das zu der Druckkammer des Aktuators 231 führende Rohr 239 mit dem zu dem Unterdruck-Reservoir 248 füh­ renden Rohr 252 verbunden ist, gelangt Unterdruck an den Aktuator 231, und das Auspuffsperrventil 223 wird geschlossen. Wenn das Dreiwege-Solenoidventil 240 ein­ geschaltet wird und das Rohr 239 zur Atmosphäre hin geöffnet ist, wird das Auspuffsperrventil 223 geöffnet, und der Sekundärturbolader 206 beginnt zu arbeiten.
Wenn das Dreiwege-Solenoidventil 243 ausgeschaltet wird und das zu der Druckkammer des Aktuators 241 füh­ rende Rohr 242 mit dem Unterdruck-Reservoir 248 in Ver­ bindung steht, gelangt Unterdruck an den Aktuator 241, und das Ansaugluft-Überdruckventil 235 wird geöffnet. Wenn das Dreiwege-Solenoidventil 243 eingeschaltet wird und das Rohr 242 zur Atmosphäre hin geöffnet ist, wird das Ansaugluft-Überdruckventil 235 geschlossen.
Während das Dreiwege-Solenoidventil 245 eingeschaltet ist, kommuniziert der Aktuator 226 für das Abgasaus­ laßventil 227 mit der stromabwärtigen Seite des Ver­ dichters 211 des Primärturboladers 204, und wenn der Druck stromab des Verdichters 211 nicht niedriger wird als ein vorbestimmter Wert, öffnet der Aktuator 226 das Abgasauslaßventil 227, um dadurch das Abgas zu entspannen und so den Ladedruck zu regulieren. Wenn das Dreiwege-Solenoidventil 245 ausgeschaltet wird, wird der Aktuator 226 zur Atmosphäre geöffnet und schließt das Abgasauslaßventil 227.
Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel werden das Auspuffsperrventil 223, das Ansaugluft-Sperrventil 232 und das Ansaugluft-Überdruckventil 235 sämtlich mit Hysterese geöffnet und geschlossen, wie im folgen­ den noch deutlicher werden wird. Weiterhin wird zum Verhindern eines Rückstroms der Ansaugluft zu dem Verdichter 213 des Sekundärturboladers 206 im Fall des geschlossen gehaltenen Auspuffsperrventils 223 und des geöffneten Ansaugluft-Sperrventils 232 beim Übergang des Motorzustands vom Bereich großer An­ saugluftmenge zum Bereich geringer Ansaugluftmenge das Ansaugluft-Sperrventil 232 zwangsweise veranlaßt, eine vorbestimmte Zeitspanne (zum Beispiel 2 Sekunden) nach dem Schließen des Auspuffsperrventils 223 zu schließen.
Die Steuereinheit 246 steuert die Dreiwege-Solenoid­ ventile 238, 240, 243 und 245 zur selektiven Öffnung und Schließung des Ansaugluft-Sperrventils 232, des Auspuffsperrventils 223, des Ansaugluft-Überdruckven­ tils 235 und des Abgasauslaßventils 227 nach Maßgabe der in Fig. 3 dargestellten Übersicht. Die Übersicht ist in Form einer Tabelle in der Steuereinheit 246 gespeichert.
Wenn der Betriebszustand des Motors übergeht von einem Bereich geringer Ansaugluftmenge in einen Bereich großer Ansaugluftmenge, wird das Ansaugluft-Überdruckventil 235 in dem Bereich geöffnet, in welchem die Motordreh­ zahl R niedrig ist oder der Massendurchsatz Q der An­ saugluft gering ist, und der Sekundärturbolader 206 wird durch Öffnen des Auspuffschnüffelventils 230 vor­ gedreht. Wenn die Motordrehzahl R auf den Wert R2 an­ steigt oder der Massendurchsatz Q der Ansaugluft die Linie Q2-R2 erreicht, wird das Dreiwege-Solenoidventil 243 eingeschaltet und das Ansaugluft-Überdruckventil 235 geschlossen, wodurch der Druck stromab des Verdich­ ters 213 des Sekundärturboladers 206 ansteigt, bis das Auspuffsperrventil 223 geöffnet wird. Wenn die Motor­ drehzahl R auf den Wert R4 ansteigt oder der Masse­ fluß Q der Ansaugluft die Linie Q4-R4 erreicht, wird das Dreiwege-Solenoidventil 240 eingeschaltet, und das Auspuffsperrventil 223 wird geöffnet. Wenn wei­ terhin die Drehzahl R ansteigt auf den Wert R6 oder der Massefluß Q der Ansaugluft die Linie Q6-R6 erreicht, wird das Dreiwege-Solenoidventil eingeschaltet und das Ansaugluft-Sperrventil 232 geöffnet, wodurch der Se­ kundärturbolader 206 zu arbeiten beginnt. D. h., wenn der Betriebszustand des Motors die Linie Q6-R6 über­ quert, arbeiten beide Primär- und Sekundärturbolader 204 und 206, um den Motor aufzuladen. Der Aktuator 233 zum Antreiben des Ansaugluft-Sperrventils 232 wird nicht nur von dem Dreiwege-Solenoidventil 238 beherrscht. D. h., da der Atmosphärendruck, welcher das Ansaugluft-Sperrventil 232 zum Öffnen veranlaßt, dem Aktuator 233 über das Differenzdruck-Detektorven­ til 250 zugeführt wird, öffnet das Ansaugluft-Sperr­ ventil 232 tatsächlich eine gewisse Zeit, nachdem das Dreiwege-Solenoidventil 238 eingeschaltet ist. Dementsprechend wird die Linie Q6-R6 für den Über­ gang des Dreiwege-Solenoidventils 238 des Ansaugluft- Sperrventils 232 vom Auszustand in den Einzustand ein­ gestellt, indem die aufgrund des Differenzdruck-De­ tektorventils 250 bewirkte Verzögerung in Rechnung ge­ stellt wird, und als Ergebnis wird die Linie Q6-R6 in der Nähe der Linie Q4-R4 eingestellt, um das Dreiwege­ Solenoidventil 240 für das Auspuffsperrventil 223 vom Auszustand in den Einzustand überzuführen. Die Q6-R6- Linie kann mit der Linie Q4-R4 übereinstimmen.
Wenn der Betriebszustand des Motors von dem Bereich großer Ansaugluftmenge in den Bereich geringer Ansaug­ luftmenge übergeht, werden das Ansaugluft-Sperrventil 232, das Auspuffsperrventil 223 und das Ansaugluft- Überdruckventil 235 geschaltet, wenn der Betriebszu­ stand des Motors die Linie Q5-R5, die Linie Q3-R3 und die Linie Q1-R1 überschreitet, wie in Fig. 3 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. D. h., wenn die Motordrehzahl R auf den Wert R3 abfällt oder der Mas­ sestrom Q der Ansaugluft auf die Linie Q3-R3 abnimmt, wird das Auspuffsperrventil 223 geschlossen. Wenn wei­ terhin der Betriebszustand des Motors in den Bereich geringer Ansaugluft übergeht und die Motordrehzahl R den Wert R5 erreicht, oder der Massefluß Q der Ansaug­ luft auf die Linie Q5-R5 abnimmt, wird das Ansaugluft- Sperrventil 232 geschlossen. Dann wird das Ansaugluft- Überdruckventil 235 eine gewisse Zeit nach dem Schlies­ sen des Ansaugluft-Sperrventils 232 geöffnet. Durch Schließen des Ansaugluft-Sperrventils 232 nach einer Verzögerung bezüglich des Schließens des Auspuffsperr­ ventils 223 kann das Auftreten des Pumpens verhindert werden, wenn der Betriebszustand des Motors in den Bereich geringer Ansaugluftmenge übergeht.
Bei dieser Ausführungsform wird das Dreiwege-Solenoid­ ventil 245 für das Abgasauslaßventil 227 nach Maßgabe der gleichen Linien, wie sie für das Dreiwege-Solenoid­ ventil 240 des Auspuffsperrventils 223 gelten, einge­ schaltet und ausgeschaltet. Wenn der Betriebszustand des Motors von einem Bereich geringer Ansaugluftmenge in einen Bereich großer Ansaugluftmenge übergeht, wird das Dreiwege-Solenoidventil 245 eingeschaltet, wenn die Motordrehzahl R auf den Wert R4 zunimmt oder der Masse­ strom Q der Ansaugluft zur Linie Q4-R4 zunimmt, und wenn der Betriebszustand des Motors von dem Bereich großer Ansaugluftmenge in den Bereich geringer Ansaug­ luftmenge übergeht, wird das Dreiwege-Solenoidventil 245 ausgeschaltet, wenn die Motordrehzahl R auf den Wert R3 abnimmt oder der Massestrom Q der Ansaugluft auf die Linie Q3-R3 abnimmt.
Wenn zum Beispiel die Drosselöffnung um einen einen vorbestimmten Wert übersteigenden Betrag vergrößert wird und festgestellt wird, daß der Übergang des Mo­ torzustands vom Bereich geringer Ansaugluftmenge in den Bereich großer Ansaugluftmenge erforderlich ist, wird das Dreiwege-Solenoidventil 245 ausgeschaltet ge­ lassen, um das Abgasauslaßventil 227 eine voreinge­ stellte Zeit T nach dem Öffnen des Auspuffsperrven­ tils 223 zu Schließen, auch wenn die Motordrehzahl R auf den Wert R4 abnimmt oder der Massestrom Q der Ansaugluft auf die Linie Q4-R4 zunimmt. Anschließend wird das Dreiwege-Solenoidventil 245 eingeschaltet, damit das Abgasauslaßventil 227 nach Maßgabe des Drucks stromab bezüglich des Verdichters 211 des Primärturboladers 204 öffnen und schließen kann.
In Fig. 4 handelt es sich bei dem Punkt, an dem jede Linie geknickt ist, um eine sogenannte belastungsfreie oder Straßenbelastungslinie.
Bei dieser Ausführungsform wird im Bereich geringer Ansaugluftmenge das Auspuffgas nicht zu dem Sekun­ därturbolader 206 geleitet und es arbeitet lediglich der Primärturbolader 204. Folglich läßt sich sehr rasch ein hoher Ladedruck erreichen. Im Bereich großer An­ saugluftmenge arbeiten sowohl der Primär- als auch der Sekundärturbolader 204 und 206, und man kann aus­ reichende Ansaugluft-Massenströmung und einen geeigne­ ten Ladedruck erreichen.
Wenn festgestellt wird, daß der Übergang des Betriebs­ zustands des Motors von dem Bereich geringer Ansaug­ luft in den Bereich großer Ansaugluftmenge erforder­ lich ist, wird das Dreiwege-Solenoidventil 245 offen­ gelassen, um das Abgasauslaßventil 227 für eine vor­ eingestellte Zeit T nach dem Öffnen des Auspuffsperr­ ventils 223 geschlossen zu halten, wodurch der Druck des dem Sekundärturbolader 206 zugeführten Auspuff­ gases erhöht wird. Folglich nimmt die Drehzahl des Sekundärturboladers 206 rasch zu, und das Beschleuni­ gungsvermögen verbessert sich. Da weiterhin das Abgas­ auslaßventil 227 die vorbestimmte Zeitspanne T nach dem Öffnen des Auspuffsperrventils 223 öffnen kann, wird verhindert, daß der Ladedruck übermäßig stark ansteigt, so daß kein Drehmomentstoß erfolgt.
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Motorzustand und dem Ein- und Ausschalten der Dreiwege-Solenoidven­ tile. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist die Hyste­ rese des Öffnens und des Schließens des Auspuffsperr­ ventils 223 vollständig enthalten in der Hysterese des Öffnens und des Schließens des Ansaugluft-Sperr­ ventils 232. Aufgrund des Differenzdruck-Detektorven­ tils 250 wird das Ansaugluft-Sperrventil 232 tatsäch­ lich geöffnet, wie durch die gestrichelte Linie ange­ deutet ist, nachdem eine Verzögerung von der Zeit an stattgefunden hat, zu der das Ansaugluft-Sperrventil 232 einschaltet, wenn der Motorzustand die Linie Q6- R6 erreicht. Folglich wird die Linie Q6-R6 in der Nähe der Linie Q4-R4 eingestellt oder in Übereinstimmung mit der Linie Q4-R4 gebracht. Andererseits wird das Ansaugluft-Sperrventil 232 ohne eine solche Verzöge­ rung nach dem Ausschalten des Dreiwege-Solenoidventils 238 geschlossen. Folglich sollten die Werte von Q5 und R5 den Bedingungen Q5 Q3 und R5 R3 entspre­ chen.
Fig. 5 zeigt eine Steuerschaltung zum Steuern der Ven­ tile. Das Dreiwege-Solenoidventil 243 für das Ansaug­ luft-Überdruckventil 235 wird vom Ausgangssignal eines ersten ODER-Glieds 221 gesteuert, in welchem die Aus­ gänge eines ersten und eines zweiten Komparators 111 und 112 verknüpft werden. Der erste Komparator 111 ver­ gleicht den Massestrom Q der Eingangsluft, dargestellt durch das Detektorsignal des Luftstrommessers 221, mit einem von einem ersten Addierer 131 gelieferten Be­ zugswert. In dem ersten Addierer 131 werden ein Vor­ einstellwert Q1, der einem Ansaugluft-Massestrom auf der Linie Q1-R1 in Fig. 3 entspricht, und ein Wert Q′1 (Q1 + Q′1 = Q2) über ein Gatter 141 eingegeben. Wenn das erste Gatter 141 öffnet, gibt der erste Addierer 131 einen Wert Q2 (Q1 + Q′1 = Q2) als Bezugswert an den ersten Komparator 111. Wenn andererseits das er­ ste Gatter 141 geschlossen wird, gibt der erste Addie­ rer 131 den Wert Q1 als Bezugswert an den ersten Kom­ parator 111. Das erste Gatter 141 wird vom Ausgangs­ signal des ersten ODER-Glieds 121 geöffnet und ge­ schlossen.
Der zweite Komparator 112 vergleicht die durch das Detektorsignal des Drehzahlsensors repräsentierte Mo­ tordrehzahl R mit einem Bezugswert, der von einem zweiten Addierer 132 ausgegeben wird. In den zwei­ ten Addierer 131 wird ein Voreinstellwert R1 eingege­ ben, der einer Motordrehzahl auf der Linie Q1-R1 in Fig. 3 entspricht. Weiterhin wird ein Wert R′1 (R1 + R′2 = R2) über ein zweites Gatter 142 in den zweiten Addierer 132 eingegeben. Wenn das zweite Gatter 142 geöffnet ist, liefert der zweite Addierer 132 einen Wert R2 (R1 + R′1 = R2) als Bezugswert an den zweiten Komparator 112. Wenn andererseits das zweite Gatter 142 geschlossen ist, gibt der zweite Addierer 132 den Wert R1 als Bezugswert an den zweiten Komparator 112. Das zweite Gatter 142 wird ebenfalls durch das Ausgangssignal des ersten ODER-Glieds 121 geöffnet und geschlossen.
Der erste Komparator 111 und der zweite Komparator 112 vergleichen den Ansaugluft-Massestrom Q und die Mo­ tordrehzahl R mit den jeweiligen Bezugswerten, die von dem ersten Addierer 131 und dem zweiten Addierer 132 ausgegeben werden, und das erste ODER-Glied 128 gibt ein EIN-Signal an das Dreiwege-Solenoidventil 243, um es einzuschalten und so das Ansaugluft-Überdruckventil 235 zu schließen, wenn der Ansaugluft-Massestrom Q oder die Motordrehzahl R nicht kleiner als der Bezugs­ wert ist. Das erste und das zweite Gatter 141, 142 werden geschlossen gehalten, während das Ausgangs­ signal des ersten ODER-Glieds 121 das EIN-Signal ist, und sie werden offen gehalten, wenn das Ausgangssig­ nal des ODER-Glieds 121 das AUS-Signal ist. Wenn al­ so der Motorzustand übergeht vom Bereich geringer An­ saugluftmenge in den Bereich großer Ansaugluftmenge und das Ausgangssignal des ersten ODER-Glieds 121 das AUS-Signal ist, sind das erste und das zweite Gatter 141 und 142 offen, und die Werte Q2 und R3 werden als Bezugswerte in den ersten Komparator 111 und den zweiten Komparator 112 eingegeben. Wenn mit­ hin der Betriebszustand die Linie Q2-R2 in Fig. 3 erreicht, wird das EIN-Signal ausgegeben, und das Ansaugluft-Überdruckventil 235 wird geöffnet. Das EIN-Signal veranlaßt das erste und das zweite Gatter 141 und 142 zu schließen, und die Werte Q1 und R1 werden in die Komparatoren 111 und 112 als Bezugs­ werte eingegeben. Auf diese Weise wird die Linie Q1- R1 für den Übergang des Betriebszustands des Motors in umgekehrter Richtung mit einer Hysterese einge­ stellt, die den Werten Q′1 und R′1 entspricht.
Das Dreiwege-Solenoidventil 240 für das Auspuffsperr­ ventil 223 wird von einer ähnlichen Schaltung ge­ steuert. Ein dritter Komparator 113 ist für den An­ saugluft-Massestrom Q und ein vierter Komparator 114 ist für die Drehzahl R vorgesehen und die Ausgangs­ signale der Komparatoren 113 und 114 sind über ein zweites ODER-Glied 122 mit dem Dreiwege-Solenoidventil 240 verbunden. Der dritte Komparator 113 ist mit einem dritten Addierer 133, der vierte Komparator 114 ist mit einem vierten Addierer 134 versehen. Ein Vorein­ stellwert Q3 wird in den dritten Komparator 133 ein­ gegeben, und ein Wert Q′3 (Q3 + Q′3 = Q4) wird über ein drittes Gatter 143 in den dritten Komparator 113 eingegeben. In ähnlicher Weise wird ein Voreinstell­ wert R3 in den vierten Komparator 134 eingegeben, und ein Wert R′2 (R3 + R′3 = R4) wird über ein viertes Gatter 144 in den vierten Komparator 114 eingegeben. Diese Schaltung arbeitet ähnlich wie die des Dreiwege- Solenoidventils 243 für das Ansaugluft-Überdruckventil 235, und das Auspuffsperrventil 223 wird geöffnet, wenn der Motor-Betriebszustand die Linie Q4-R4 in den Bereich großer Ansaugluftmenge passiert, und es wird geschlossen, wenn der Motorzustand über die Linie Q3-R3 in den Bereich geringer Ansaugluftmenge übergeht.
In ähnlicher Weise wird das Dreiwege-Solenoidventil 238 für das Ansaugluft-Sperrventil 232 von einer Schal­ tung gesteuert, die einen fünften Komparator 115 und einen sechsten Komparator 116, ein drittes ODER-Glied 123, einen fünften Addierer 135 und einen sechsten Addierer 136, ein fünftes Gatter 145 und ein sechstes Gatter 146 enthält, und die Schaltung arbeitet ähnlich wie die Schaltungen für die Dreiwege-Solenoidventile 243 und 240. Durch diese Schaltung wird das Ansaugluft- Sperrventil 232 geöffnet, wenn der Motorzustand über die Linie Q6-R6 in den Bereich großer Ansaugluftmenge übergeht, es wird geschlossen, wenn der Motorzustand über die Linie Q5-R5 in den Bereich geringer Ansaug­ luftmenge übergeht, wobei Q6 = Q5 + Q′5 und R6 = R5 + R′5 gelten.
Im Fall der Schaltung zum Steuern des Ansaugluft-Sperr­ ventils 232 befindet sich ein siebtes Gatter 147 zwi­ schen dem dritten ODER-Glied 123 und dem Dreiwege- Solenoidventil 238. Ein Zeitsteuerglied 150 beginnt mit dem Aufwärtszählen dann, wenn das Ausgangssignal des zweiten ODER-Glieds 122 (für das Auspuffsperrven­ til 223) vom EIN-Signal zum AUS-Signal wechselt, und ein siebter Komparator 117 gibt ein EIN-Signal aus, wenn der Zählerstand des Zeitsteuerglieds 150 einen voreingestellten Wert (zum Beispiel einen Wert, welcher 2 Sekunden entspricht) überschreitet. Wenn der siebte Komparator 117 das EIN-Signal ausgibt, schließt das siebte Gatter 147, und das Ansaugluft-Sperrventil 232 wird geschlossen. Gleichzeitig werden die Bezugswerte für den Ansaugluft-Massestrom Q und die Motordrehzahl R auf die Werte Q6 und R6 geändert, und das Zeitsteuer­ glied 150 wird zurückgesetzt. Obschon das Ausgangssig­ nal des siebten Komparators 117 in das AUS-Signal über­ geht, wenn das siebte Gatter 147 einmal geschlossen ist, wird das Ansaugluft-Sperrventil 232 geschlossen gehalten, weil die Bezugswerte auf Q6 und R6 geändert wurden. Mit dieser Ausgestaltung wird ein Pumpen ver­ hindert, welches möglicherweise auftritt, wenn das Dreiwege-Solenoidventil 240 für das Ansaugluft-Sperr­ ventil 232 für eine lange Zeit eingeschaltet bleibt, während das Dreiwege-Solenoidventil 238 für das Aus­ puffsperrventil 223 während des Übergangs in den Be­ reich geringer Ansaugluftmenge ausgeschaltet ist.
Die Schaltung zum Steuern des Abgasauslaßventils 227 soll im folgenden beschrieben werden. Das Ausgangs­ signal des zweiten ODER-Glieds 122, welches in das Dreiwege-Solenoidventil 240 für das Auspuffsperrven­ til 223 eingegeben wird, wird außerdem in das Drei­ wege-Solenoidventil 245 für das Abgasauslaßventil 227 eingegeben. D. h., wenn der Motorzustand über die Linie Q4-R4 in den Bereich großer Ansaugluftmenge übergeht, wird das Dreiwege-Solenoidventil 245 eingeschaltet, um dem Abgasauslaßventil 227 das Öffnen und das Schlies­ sen nach Maßgabe des Drucks stromab bezüglich des Ver­ dichters 211 des Primärturboladers 204 zu gestatten, und wenn der Motorzustand über die Linie Q3-R3 in den Bereich geringer Ansaugluftmenge übergeht, wird das Dreiwege-Solenoidventil 245 ausgeschaltet, um das Abgasauslaßventil 227 zu schließen.
Das Ausgangssignal des Drosselklappensensors 258 wird in einen zehnten Komparator 120 eingegeben. Dieser be­ stimmt, ob das Ausgangssignal des Drosselklappensensors 258 einen vorbestimmten Wert übersteigt. Wenn der Kom­ parator 120 feststellt, daß das Ausgangssignal des Sensors 258 einen vorbestimmten Wert überschritten hat, d.h., wenn festgestellt wird, daß der Übergang zu dem Bereich großer Ansaugluftmenge erforderlich ist, be­ stimmt ein achter Komparator 118, ob das Ausgangssignal des zweiten Komparators 122 vom AUS-Signal zum EIN-Sig­ nal gewechselt hat. Wenn der Wechsel des Ausgangssignals des zweiten ODER-Glieds 122 vom AUS-Signal zum EIN- Signal festgestellt wird, gibt der achte Komparator 118 das AUS-Signal auf das Dreiwege-Solenoidventil 245, und zwar eine vorbestimmte Zeit nach dem Wechsel des Ausgangssignals des zweiten ODER-Glieds 122 zum AUS- Signal, oder dem Öffnen des Auspuffsperrventils 223. D. h., wenn der achte Komparator 118 mit der Ausgabe des AUS-Signals beginnt, beginnt ein Zeitsteuerglied 151 mit der Aufwärtszählung, und wenn der Zählerstand des Zeitsteuerglieds 151 einen voreingestellten Wert T übersteigt, liefert ein neunter Komparator 119 das EIN-Signal an das Dreiwege-Solenoidventil 245, anstelle des von dem achten Komparator 118 ausgegebenen AUS- Signals. Das Zeitsteuerglied 151 wird zurückgestellt, wenn das Ausgangssignal des zweiten Komparators 122 vom EIN-Signal zum AUS-Signal gewechselt hat.
Der Voreinstellwert T kann nach Maßgabe der Betriebs­ bedingung des Motors geändert werden.
Zum Beispiel
  • 1. Der Voreinstellwert T wird erhöht, wenn die Motorbelastung ansteigt, wie in Fig. 7a gezeigt ist. D. h., da je stärker die Motorbelastung ist, desto ra­ scher die Drehgeschwindigkeit des zweiten Turboladers 206 erhöht werden muß, ist es vorzuziehen, daß das Ab­ gasauslaßventil 227 für eine längere Zeit geschlossen wird, so daß die Drehzahl des Sekundärturboladers 206 rascher zunimmt.
  • 2. Der Voreinstellwert T wird verringert, wenn die gesamte Fahrstreckenleistung geringer als ein vor­ bestimmter Wert ist, wie in Fig. 7b gezeigt ist. Wenn die gesamte Tagesfahrstrecke des Fahrzeugs sehr klein ist und ein sogenannter Einstellantrieb erforderlich ist, ist es vorzuziehen, daß der Ladedruck daran ge­ hindert wird, übermäßig hoch zu werden, um den Motor zu schützen.
  • 3. Wenn die Temperatur des Motorkühlmittels nie­ driger als ein vorbestimmter Wert ist, wird der Vorein­ stellwert T gemäß Fig. 7c zum Schutz des Motors re­ duziert.
  • 4. Wenn ein Klopfsensor oder dergleichen fest­ stellt, daß das Fahrzeug einen Kraftstoff mit höherer Oktanzahl erfordert und nichtsdestoweniger Benzin mit geringer Oktanzahl getankt wurde, wird der Vorein­ stellwert T gemäß Fig. 7d zum Vermeiden des Klopfens und zum Schutz des Motors reduziert.
  • 5. Der Voreinstellwert wird abhängig von dem jeweiligen Gang oder der Getriebestufe gemäß Fig. 7e geändert.
Bei einem Fahrzeug mit automatischem Getriebe wird das Dreiwege-Solenoidventil 245 für das Abgasauslaßventil 227 möglicherweise durch einen Kick-down eingeschaltet, so daß es öffnen kann, bevor das Auspuffsperrventil 223 öffnet. Mit dieser Ausgestaltung reduziert sich die Differenz zwischen dem Druck stromabwärts und strom­ aufwärts bezüglich des Auspuffsperrventils 223, und das Auspuffsperrventil 223 kann rascher öffnen.
Obschon bei dem obigen Ausführungsbeispiel das Abgas­ auslaßventil 227 für eine bestimmte Zeitspanne nach dem Öffnen des Auspuffsperrventils 223 geschlossen gehalten wird, kann es geschlossen gehalten werden, bis der Ladedruck, der von dem Drucksensor 257 erfaßt wird, einen vorbestimmten Wert übersteigt. In diesem Fall entspricht der vorbestimmte Zeitwert der Zeit, die der Ladedruck benötigt, um auf den vorbestimmten Wert anzusteigen.
Bis der Ladedruck den vorbestimmten Wert nach dem Öffnen des Auspuffsperrventils 223 den vorbestimmten Wert übersteigt, kann das Abgasauslaßventil 227 nicht öffnen, und folglich erhöht sich der Druck des dem Sekundärturbolader 206 zugeführten Abgases, und die Drehzahl des Turboladers 206 steigt rasch an, wodurch das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Nachdem der Ladedruck den vorbestimmten Wert über­ stiegen hat, kann das Abgasauslaßventil 227 öffnen, um das Abgas zu entlasten, und folglich wird ein Über-Aufladen verhindert und damit ein Drehmomentstoß vermieden.
Wie in Fig. 6 zu sehen ist, wird, da das Abgasaus­ laßventil 227 für die vorbestimmte Zeit T nach dem Öffnen des Auspuffsperrventils 223 geschlossen ge­ halten wird, die Menge des dem Sekundärturbolader 206 zugeführten Abgases erhöht, und folglich wird der Ladedruck des Sekundärturboladers derart erhöht, daß die Differenz des Ladedrucks zwischen Primärturbola­ der 204 und Sekundärturbolader 206 reduziert wird, wodurch wiederum ein Rückwärtsstrom von Ansaugluft von dem Primärturbolader zu dem Sekundärturbolader unterdrückt und der Ladedruck des Primärturboladers 204 auch erhöht wird. Der Drehmomentabfall wird auf diese Weise unterdrückt. In Fig. 6 entsprechen die Teile der Drehmomentkurve, der Ladedruckkurve und der Abgasstromdurchsatz-Kurve, soweit als gestrichel­ te Linie gezeichnet, dem herkömmlichen System.
Das Arbeitsverhältnis oder Belastungsverhältnis des Solenoidventils 256 wird größer eingestellt (die wirksame Öffnung ist groß) wenn der Gang oder die Getriebestufe hoch ist, und wird kleiner eingestellt, wenn die Getriebestufe niedrig ist. D. h., wenn ein hoher Gang oder eine hohe Getriebestufe eingestellt ist, ist die Beschleunigung relativ gering, und die Zunahme der Motordrehzahl ist relativ langsam, so daß folglich die wirksame Öffnung des Belastungs- Solenoidventils erhöht wird, damit der Ladedruck für das Abgasauslaßventil 227 stark entlastet wird und auf dessen Wert abnimmt. Wenn andererseits die Ge­ triebestufe gering ist, ist die Beschleunigung groß und die Zunahme der Motordrehzahl ist hoch. Demzu­ folge wird die wirksame Öffnung des Belastungs-Sole­ noidventils reduziert, so daß der Ladedruck für das Abgasauslaßventil 227 kaum entlastet wird und in seinem Wert ansteigt. Mit dieser Ausgestaltung läßt sich die Zeitspanne zwischen der Zeit, zu der das Auspuffsperrventil 223 zu öffnen beginnt, und der Zeit, zu der das Abgasauslaßventil 227 zu öffnen be­ ginnt, im wesentlichen konstant machen.

Claims (8)

1. Abgassteuereinrichtung für einen Fahrzeugmotor, der mindestens mit einem Primärturbolader (204) und mindestens einem Sekundärturbolader (206) ausgestattet ist, von denen der Primärturbolader (204) und der Se­ kundärturbolader (206) in paralleler Anordnung inner­ halb des Ansaugkanals (209, 210, 212) des Motors Ver­ dichter (211, 213) aufweisen und in der Auspuffleitung (202, 203) des Motors parallel zueinander Turbinen (205, 207) angeordnet sind, bei dem ein Auspuffsperrven­ til (223) in der Auspuffleitung angeordnet ist, das öff­ net, um dem Verdichter (213) des Sekundärturboladers (206) Abgase zuzuführen, damit der Sekundärturbolader (206) nur im Bereich großer Ansaugluftmenge arbeitet, und ein Abgasauslaßventil (227) vorgesehen ist, welches nach Maßgabe des Ladedrucks öffnet und schließt, und zwar öffnet, um den Turboladern (204, 206) zugeführ­ tes Abgas zu entspannen, wenn der Ladedruck einen vor­ bestimmten Wert überschreitet, gekennzeichnet durch eine Entspannungssperrvorrichtung (246, 225), die das Abgasauslaßventil (227) für eine vorbestimmte Zeitspanne (T), nachdem der Betriebszustand des Mo­ tors in einen Bereich großer Ansaugluftmenge übergeht, geschlossen hält, und die das Auspuffsperrventil (223) öffnet, wenn ein Übergang des Betriebszustands des Motors vom Bereich geringer Ansaugluftmenge zum Bereich großer Ansaugluftmenge erforderlich ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die vor­ bestimmte Zeitspanne nach Maßgabe eines Faktors ge­ ändert wird, welcher den Betriebszustand des Motors beeinflußt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die vorbestimmte Zeitspanne mit zunehmender Motorbe­ lastung verlängert wird.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der, je kleiner der Gesamtfahrstrecken-Zähler­ stand des Fahrzeugs ist, desto kürzer die vorbestimm­ te Zeitspann ist, bis der Gesamtfahrstrecken-Zähler­ stand einen vorbestimmten Wert erreicht.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der, je niedriger die Kühlmitteltemperatur ist, desto kürzer die vorbestimmte Zeitspanne (T) ist, bis die Kühlmitteltemperatur des Motors einen vorbestimm­ ten Wert erreicht.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die vorbestimmte Zeitspanne verlängert wird, wenn die dem Motor zugeführte Oktanzahl des Kraft­ stoffs zunimmt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die vorbestimmte Zeitspanne verkürzt wird, wenn die Getriebestufe des Getriebes höher wird.
8. Abgassteuereinrichtung für einen Fahrzeugmotor, der mindestens mit einem Primärturbolader (204) und mindestens mit einem Sekundärturbolader (206) ausge­ stattet ist, von denen der Primärturbolader (204) und der Sekundärturbolader (206) Verdichter (201, 213) aufweisen, die parallel zueinander im Ansaugka­ nal (209, 210, 212) des Motors angeordnet sind, und Turbinen aufweist, die in der Auspuffleitung (202, 203) des Motors parallel zueinander angeordnet sind, umfassend ein Auspuffsperrventil (223), welches in der Auspuffleitung angeordnet ist und öffnet, um dem Verdichter (113) des Sekundärturboladers (206) Ab­ gas zuzuführen, damit der Sekundärturbolader nur im Bereich großer Ansaugluftmenge arbeitet, und ein Abgasauslaßventil (227), welches abhängig vom Lade­ druck öffnet und schließt, und zwar öffnet, um den Turboladern (204, 206) zugeführtes Abgas zu entspan­ nen, wenn der Ladedruck einen vorbestimmten Wert über­ steigt, gekennzeichnet durch
eine Druckdetektoreinrichtung (205), die sich im An­ saugkanal des Motors stromab bezüglich der Verdich­ ter (211, 213) befindet und den Ladedruck erfaßt, und
eine Entspannungssperrvorrichtung, die das Abgasaus­ laßventil (227) geschlossen hält, bis der Ladedruck einen zweiten vorbestimmten Wert übersteigt, nachdem der Betriebszustand des Motors in den Bereich großer Ansaugluftmenge übergegangen ist, und das Auspuff­ sperrventil (223) öffnet, wenn eine Verschiebung des Betriebszustands des Motors von dem Bereich geringer Ansaugluftmenge zum Bereich großer Ansaugluftmenge er­ forderlich ist.
DE4027502A 1989-08-31 1990-08-30 Abgassteuereinrichtung fuer motor mit turboladern Ceased DE4027502A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1227910A JPH0772496B2 (ja) 1989-08-31 1989-08-31 ターボ過給機付エンジンの排気制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4027502A1 true DE4027502A1 (de) 1991-04-25

Family

ID=16868218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4027502A Ceased DE4027502A1 (de) 1989-08-31 1990-08-30 Abgassteuereinrichtung fuer motor mit turboladern

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5197287A (de)
JP (1) JPH0772496B2 (de)
DE (1) DE4027502A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005039013A1 (de) * 2005-08-18 2007-02-22 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern
DE102014117213B4 (de) 2013-12-05 2021-09-23 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Temperatursteuerverfahren für einen turboladerkompressor

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289684A (en) * 1991-08-02 1994-03-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charging pressure control apparatus for an internal combustion engine with a dual turbocharger system
US5755101A (en) * 1996-03-28 1998-05-26 Cummins Engine Company, Inc. Electronic turbocharger wastegate controller
US5852846A (en) * 1997-01-17 1998-12-29 Gonzalez; E. H. Windshield airstream deflector for vehicles
GB9918070D0 (en) * 1999-07-30 1999-10-06 Alliedsignal Ltd Turbocharger
US6460519B1 (en) * 2000-10-04 2002-10-08 Caterpillar Inc Twin turbine exhaust gas re-circulation system having fixed geometry turbines
US6321537B1 (en) * 2000-11-03 2001-11-27 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system in an internal combustion engine
US6662554B2 (en) 2002-01-23 2003-12-16 Deere & Company Adjustable restriction muffler system for a combine
EP1411224A1 (de) * 2002-10-16 2004-04-21 BorgWarner Inc. Turbolader und Turbinengehäuse hierfür
CA2571376A1 (en) * 2004-07-02 2006-02-09 Fecon, Inc. Forestry machine with hydraulic system and method for rotor braking
JP2007332844A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
DE102006057204A1 (de) * 2006-12-05 2008-06-12 Deutz Power Systems Gmbh Vorrichtung zur Verbesserung des Instationärverhaltens bei Brennkraftmaschinen mit Laderschaltung
US9074521B2 (en) * 2012-03-21 2015-07-07 Ford Global Technologies, Llc Turbocharger system having a shared bypass conduit and wastegate
US9303553B2 (en) * 2013-12-05 2016-04-05 GM Global Technology Operations LLC Turbo speed control for mode transitions in a dual turbo system
JP6036734B2 (ja) * 2014-03-19 2016-11-30 マツダ株式会社 ターボ過給機付エンジンの故障検出装置
US10208685B2 (en) 2015-06-22 2019-02-19 Ford Global Technologies, Llc Method for charge pressure control of an internal combustion engine with turbines arranged in parallel, and internal combustion engine for carrying out such a method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60178329A (ja) * 1984-02-27 1985-09-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバ式温度検出器
DE3623540C1 (de) * 1986-07-12 1987-08-20 Porsche Ag Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5641417A (en) * 1979-09-12 1981-04-18 Mitsubishi Motors Corp Exhaust turbocharger
JPS59160022A (ja) * 1983-03-02 1984-09-10 Mazda Motor Corp タ−ボ過給機付きエンジンの2次空気供給装置
DE3623541A1 (de) * 1986-07-12 1988-02-11 Porsche Ag Brennkraftmaschine mit wenigstens einem turbolader
DE68901795T2 (de) * 1988-03-19 1993-01-21 Mazda Motor Zufuhrluftkontrollverfahren fuer brennkraftmaschinen.
JP2742807B2 (ja) * 1989-01-20 1998-04-22 マツダ株式会社 過給機付エンジンの制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60178329A (ja) * 1984-02-27 1985-09-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバ式温度検出器
DE3623540C1 (de) * 1986-07-12 1987-08-20 Porsche Ag Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005039013A1 (de) * 2005-08-18 2007-02-22 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern
DE102014117213B4 (de) 2013-12-05 2021-09-23 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Temperatursteuerverfahren für einen turboladerkompressor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0388917A (ja) 1991-04-15
US5197287A (en) 1993-03-30
JPH0772496B2 (ja) 1995-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4027503C2 (de) Ladedruck-Steuereinrichtung für einen Motor mit einem Primärturbolader und einem Sekundärturbolader
DE4027502A1 (de) Abgassteuereinrichtung fuer motor mit turboladern
DE2823067C2 (de) Brennkraftmaschine mit einem Turbolader
DE4120055C2 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
DE4001511C2 (de) Luftzufuhr-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine
DE3203952C2 (de) Brennkraftmaschine mit einem Aufladeverdichter
DE3017468C2 (de) Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung
DE60014098T2 (de) Entleervorrichtung für das kraftstoffzufuhrsystem eines gasturbinentriebwerks
DE4120057C2 (de) Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Turboladern
DE2926373A1 (de) Auspuff-umgehungsventilanordnung
EP0166869A1 (de) Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern
DE3908475A1 (de) Ansaugsystem fuer eine aufgeladene brennkraftmaschine
EP0198312A2 (de) Verbrennungsmotor.
DE3246483C2 (de) Steuereinrichtung für ein Turbinen-Bypaß-Ventil eines abgasturbogeladenen Brennkraftmotors
DE3934306C2 (de) Steuereinrichtung für Turboverdichter von Brennkraftmaschinen
DE4235794C1 (de) Abgasrückführung für eine Brennkraftmaschine
EP0123990B1 (de) Regeleinrichtung eines Druckwellenladers
DE4103361C2 (de)
DE2660433C2 (de) Verfahren zum Betrieb einer abgasturbogeladenen Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung
DE3246855C2 (de) Aufladungssteuereinrichtung für Verbrennungsmotoren
DE3935917C2 (de)
DE3439999C1 (de) Viertakt-Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern
EP0069912B1 (de) Kraftstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen
EP0022584A1 (de) Bypasssteuereinrichtung für turboaufgeladene Verbrennungsmotoren
DE3435028C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection