DE3126365A1

DE3126365A1 - Steuerung fuer verbrennungskraftmaschinen mit turbolader

Info

Publication number: DE3126365A1
Application number: DE3126365A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Katsuta Ibaraki Ojima
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1982-04-08
Also published as: GB2078856B; US4424675A; GB2078856A; JPS5716225A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine mit einem Turbolader ausgerüstete Verbrennungskraftmaschine mit einem Steuerungssystem zur Steuerung der Betätigung des Turboladers, insbesondere
ein Steuerungssystem zur Steuerung eines Türbinen-Bypass-Ventils.

•. In neuer Zeit wurden verschiedene Turbolader für Verbrennungskraftmaschinen entwickelt, welche in Verbindung mit Personenkraftwagen verwendbar sind. Motoren mit Turbolader
besitzen dabei ein Nebenschlußventil, um zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades den Einsatz des Turboladers zu steuern.

Turbolader von Verbrennungskraftmaschinen sind in der Regel mit einer Steuereinrichtung versehen, um eine Zerstörung durch zu große Aufladungsdrücke zu verhindern. Dabei wird in Abhängigkeit des Aufladungsdruckes ein mit dem Nebenschlußventil in Verbindung stehendes Druckelement betätigt, wobei dieser

Aufladungsdruck jener Druck ist, welcher in dem Einlaßkanal herrscht, der von dem Kompressor des Turboladers zu dem Einlaß des Motors führt. Das in der Regel aus einer Membran und einer Feder bestehende Druckelement bringt das Nebenschlußventil der Turbine in die geöffnete Position, sobald der Aufladungsdruck einen bestimmten Wert überschreitet. Im Bereich niedriger Aufladungsdrücke, d.h. unter normalen Betriebsbedingungen sowie beim Abbremsen, wird der Nebenschlußkanal mit Hilfe des Nebenschlußventils geschlossen gehalten. Der Aufladungsdruck ist jedoch auch dann niedrig, wenn die Drehzahl des Motors gering ist, £;o daß in diesem Fall der Aufladungseffekt nicht erreicht wird. Die Turbine des Turboladers bedingt in diesem Fall einen Leistungsverlust des Motors, indem die Abgabe der Verbrennungsgase verhindert wird. Der Einsatz des Turboladers beim Abbremsen des Motors erscheint ebenfalls nicht zweckmäßig, weil dadurch gegen den Willen des Fahrers der Abbremsvorgang mit Hilfe des Motors verzögert wird.

Mit Hilfe konventioneller einfach konstruierter Druckelemente, bei welcher der Aufladungsdruck auf der einen Seite der Membran angreift, während der atmosphärische Druck auf der anderen Seite vorhanden ist, erweist es sich als unmöglich, das Nebenschlußventil in jenem Bereich zu steuern, in welchem der Aufladungsdruck niedrig ist bzw. eine Abbremsung vorgenommen wird. Obwohl verschiedene Druckelemente bereits vorgeschlagen worden sind, bei welchen verschiedene Schalter und Betätigungsglieder zusammengefaßt werden, um den Betätigungsbereich zu erweitern, so zeigt es sich, daß diese Konstruktionen einen relativ komplizierten Aufbau besitzen und wenig wirksam sind. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der JP-OS 54-137513 beschrieben.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

. Steuereinrichtung für Turbolader von Verbrennungskraftmaschinen zu schaffen, die bei sehr einfachem und -wirksamen Aufbau eine Steuerung des Turboladers mit Hilfe des Nebenschlußventils selbst in dem Bereich gewährleisten, in dem die Motorbelastung relativ gering ist bzw. ein Abbremsvorgang stattfindet und in dem herkömmliche Steuerungen versagen.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Steuerungssystem für einen Turbolader erreicht, der folgende Baugruppen umfasst; Einen Turbolader, der einen Kompressor zwischen einer Drosselklappe und dem Motoreinlaß der Verbrennungskraftmaschine, eine im Abgasrohr der Verbrennungskraftmaschine eingebaute Turbine, sowie ein Turbinen-Bypass-Ventil zur Steuerung der Drehzahl der Turbine aufweist; eine Druckeinrichtung, die mechanisch an das Turbinen-Bypass-Ventil zu ihrer Betätigung angeschlossen ist und erste und zweite durch eine Membran getrennte Druckkammern besitzt, wobei die erste Druckkammer mit dem Turboladedruck zwischen dem Kompressor und dem Motoreinlaß beaufschlagt wird, während die zweite Druckkammer mit Ätmosphärendruck beaufschlagt wird, wobei eine Druckabtasteinrichtung zur Messung des Turboladedruckes zwischen dem Kompressor und dem Motoreinlaß vorgesehen ist und den Turboladedruck mit einem vorgegebenen Wert vergleicht; und eine Drucksteuerung, um Atmosphärendruck an die erste Druckkammer der Druckeinrichtung anzulegen und den Druck, der zwischen der Drosselklappe und dem Kompressor besteht, der zweiten Druckkammer aufzugeben, und zwar in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Druckabtasteinrichtung, wenn der Turboladedruck geringer als der vorgegebene Wert ist.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß wahlweise die eine Druckkammer der Druckeinrichtung mit einer Membran mit dem Turboladedruck zwischen dem Kompressorausgang und der Verbrennungskraftmaschine oder dem Atmosphärendruck beaufschlagt wird, während an die andere Druckkammer

Atmosphärendruck oder der Kompressor-Einlaßdruck angelegt wird, der zwischen der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe und dem Kompressoreinlaß herrscht, so daß ein öffnen und Schließen des Turbinen-Bypass-Ventils in dem Bereich, wo der Turboladedruck gering ist, sowie in dem Bereich erfolgt, wo er hoch ist. Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnungen-zeigen: Fig. 1 ein schematisches Schnittdiagramm einer in der Verbrennungskraftmaschine mit einem gemäß der Erfindung

aufgebauten Trubolader;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines in Verbindung mit Fig. 1 verwendeten Steuerventils;

Fig. 3 bis 6 grafische Darstellungen zur Erläuterung des Turbo-■ laders von Fig. 1 und

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform des Steuerventils von Fig. 2

Gemäß Fig. 1 werden die Abgase eines Motors 1 über ein Abgasrohr 2 einem Turbinengehäuse 3 zugeführt. Innerhalb des Turbinengehäuses 3 ist ein Turbinenrad 4 derart angeordnet, daß die über einen Schalldämpfer abgegebenen Abgase dasselbe antreiben. Das Turbinenrad 4 ist auf einer Welle 5 gelagert, auf welcher ebenfalls ein Kompressorrad 6 befestigt ist, so daß beide Räder 4, 6 gleichzeitig rotieren, über einen Luftfilter 11 eingesaugte Luft wird innerhalb eines Vergasers 8 mit Brennstoff gemischt, und das Brennstoff-Luft-Gemisch einem Kompressorgehäuse 9 zugeführt. Das auf diese Weise komprimierte Brennstoff-Luft-Gemisch wird über einen Einlaßkanal 10 dem Einlaß des Motors 1 zugeführt. Das Turbinengehäuse 3 ist mit einem Nebenschlußkanal 12 versehen, welcher das Turbinenrad 4 überbrückt. Im Bereich des Nebenschlußkanals 12 ist ein Nebenschlußventil 7 vorgesehen, mit welchem der Druck des Turboladers beeinflußbar ist. Das öffnen und Schließen des Nebenschlußkanals 12 wird mit Hilfe des Nebenschlußventils 7 in Abhängigkeit von der Funktion einer Druckeinrichtung bzw. eines Druckelementes 13 gesteuert.

Das Druckelement 13 besitzt eine Membran 25, welche die Trenn-

wand zwischen zwei Druckkammern 200/ 202 darstellt. Fernerhin ist eine.Feder 24 vorgesehen, welche auf die Membran 25 wirkt. In die erste Druckkammer 200 wird über ein Steuerventil 201 wahlweise Atmosphärendruck P auf der Auslaßseite des Luftfilters 11 oder der Kompressordruck Ρ__? innerhalb des Einlaß— kanals 10 zugeleitet. Der zweiten Druckkammer 202 wird über ein Steuerventil 204 wahlweise der Atmosphärendruck P oder der zwischen der Drosselklappe 29 und dem Kompressor 6 herrschende Kompressoreinlaßdruck P_n1 zugeführt. Solange die Differenz zwischen den auf beiden Seiten der Membran 25 herrschenden Drücke größer als der durch die ' Feder 24. vorgegebene Druck P_a ist, wird eine Stange 26 nach links geschoben, wodurch das Nebenschlußventil 7 geöffnet wird. Die beiden Steuerventile 201, 204/ welche wahlweise die Drücke P und P_„ oder P und P_ri über Leitungen 205 bis 211 zuführen, werden über Leitungen 212 von einem Drucksensor 27 aus gesteuert.

Als Drucksensor 27 kann ein bekannter Druckschalter verwendet werden. Der in Fig. 7 im unteren Bereich dargestellte Druckschalter 27 besitzt eine Membran, auf deren einen Seite der Ladedruck des Turboladers und auf der anderen Seite der Atmosphärendruck angreift, wobei entsprechend .der Position der Membran ein Kontakt-Schalter betätigt wird.

Die Steuerventile 201 und 204 können hingegen als Dreiweg-Ventile ausgebildet sein, von welchen ein Ausführungsbeispiel in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Magnetventil nach Fig, 2 besitzt dabei eine Magnetwicklung 301,einen Ventilteil 302, eine Feder-303, einen ersten Druckeinläß 208, einen zweiten Druckeinlaß 206 sowie einen Druckauslaß 207. Fernerhin sind Zuführleitungen 307, 308 vorgesehen, welche mit der Ausgangsklemme des Drucksensors 27 und der Batterie 311 verbunden sind. Dor Drucksensor 27 mißt den Druck innerhalb des Einlaßkanals 10 und führt bei

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Erreichung eines vorgegebenen Schwellwertes einen Schaltvorgang durch. Der Schaltvorgang des Drucksensors 27 steuert somit über die Leitungen 307, 308 die Magnetwicklung 301, wobei durch Verschiebung des Ventilteils 302 wahlweise der Einlaß 206 oder 208 mit dem Druckauslaß 207 verbunden wird.

Die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt: Unter starker Belastung werden von dem Motor 1 große Abgasmengen abgegeben, so daß das Turbinenrad 4 mit hohen Umdrehungs— geschwindigkeiten angetrieben wird, was zu einer Zunahme des Aufladedrucks P₂ führt. Über die Leitungen 208, 2O7 und das Steuerventil 201 wird somit dieser Aufladedruck P-- der ersten Druckkammer 200 des Druckelementes 13 zugeführt, über die Leitungen 205, 209 und 211 und das Steuerventil 204 gelangt Atmosphärendruck P in die zweite Druckkammer 202. Sobald der Aufladedruck Pp_? einen vorgegebenen Wert P, erreicht, öffnet das Nebenschlußventil 7, wodurch ein weiterer Anstieg der Turbinendrehzahl vermieden wird, so daß der Aufladedruck P-,₂ nicht übermäßig ansteigt.

Unter geringer Belastung hingegen, bei welcher der Aufladedruck P_r„ unterhalb des vorgegebenen Wertes P_Ä liegt, werden die Steuerventile 201, 204 mit Hilfe des Drucksensors 27 in die andere Schaltposition gebracht, so daß nunmehr die dem Druckelement 13 zugeführten Drücke sich von jenem Zustand unterscheiden, in welchem die Abgase durch den Nebenschlußkanal 12 fließen. Der ersten Druckkammer 200 wird nämlich nunmehr über die Leitungen 205, 206 und 207 Atmosphärendruck P_Q stromaufwärts von der Drosselklappe 29 zugeführt, während die zweite Druckkammer 202 über die Leitungen 210 und 211 den Kompressoreinlaßdruck P_c1 erhält. Normalerweise ist der Kompressoreinlaßdruck ein Unterdruck, so daß das Nebenschlußventil 7 durch Bewegung der Membran 25 geöffnet wird. Im Leerlauf und bei

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niedrigen Drehzahlen, bei welchen der Aufladeeffekt vernachlässigbar ist, wird der Ablaßverlust durch weites öffnen des Nebenschlußventils 7 beseitigt, indem die Abgase an 'dem Turbinenrad 4 vorbeigeführt werden. Beim Beschleunigen und Abbremsen, wenn der Kompressoreinlaßdruck entsprechend der Winkelposition der Drosselklappe 29 sich verändert, führt das Nebenschlußventil 7 in diesem Sinne den gewünschten Steuervorgang durch. Durch Einstellen eines vorgegebenen Druekwertes, bei welchem der Drucksensor 27 über die Leitung 220 auf den Aufladedruck P_r„ anspricht und durch Steuerung der Steuerventile 201 und 204, Wird eine mit Turbolader, versehene Verbrennungskraftmaschine realisiert, bei welcher das Nebenschlußventil 7 den Bypass-Vorgang auch bei niedrigen Drehzahlen" und bei Beschleunigung und Abbremsung derart durchführt, daß auf diese Weise eine Steuerung in einem Bereich erfolgt,'der herkömmlicherweise nicht erfaßt wird.

Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit des Einlaßdruckes P_c1 von der Drehzahl N. Der Einlaßdruck Pi zwischen dem Drosselventil und dem Kompressor fällt dabei bis auf Unterdruckwerte ab. Der Druck zwischen dem Kompressor und dem Motoreinlaß, d.h. der Turbo ladedruck P^ schwankt dabei ebenfalls zwischen positiven und negativen Werten. Die Kurve A zeigt dabei die obere Grenze des Aufladedruckes,gemäß welehe.r der Aufladedruck einen Wert von 400 mm Hg bei Drehzahlen größer als N.. nicht überschreitet. Der Kurvenverlauf A kann dabei durch öffnen.des Nebenschlußventils 7 erreicht werden.

Der Drucksensor 27 ist so eingestellt, daß er bei einem Druck ρ , welcher niedriger als der maximale Aufladedruck P „ von 400 mm Hg ist, beispielsweise bei 100 mm Hg anspricht und die,Steuerventile. 201 und 204 betätigt. Solange der Druck innerhalb der Leitung 220 geringer als

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der vorgegebene Wert P. ist, gelangt Atmosphärendruck P über die Leitung 206 in die erste Druckkammer 200, während der Kompressoreinlaßdruck Ρ_η1 über die Leitungen 210"urid 211 der zweiten Druckkammer 202 zugeführt wird. Demzufolge wird in dem in Fig. 3 gestrichelt dargestellten Bereich, bei welchem der Kompressoreinlaßdruck P^₁ unterhalb von -400 mm Hg liegt, das Nebenschlußventil 7 geöffnet, so daß das Turbinenrad 4 davon geschützt ist, in unnötiger Weise angetrieben zu werden. Falls aus einer Geschwindigkeit von 40 km/h rasch beschleunigt wird, verändert sich entsprechend der Kurve a der Kompressoreinlaßdruek P .. , indem er von -400 mm Hg rasch ansteigt. Dadurch wird das Nebenschlußventil 7 geschlossen und der Beschleunigungsvorgang verbessert. Wenn während des Betriebes, bei welchem der Kompressor-Einlaßdruck P-... oberhalb von -400 mm Hg liegt, hingegen eine rasche Abbremsung vorgenommen wird, fällt der Druck P^₁ kurzzeitig unter den Wert von -400 mm Hg, wodurch das Nebenschlußventil 7 geöffnet wird.

Anhand von Fig. 4 soll nunmehr der Beschleunigungsvorgang näher erläutert werden. Die ausgezogene Linie 41 zeigt dabei den Druck P_A1 stromaufwärts von der Drosselklappe 29, während die gestrichelte Linie 42 den Kompressoreinlaßdruck P^ angibt. Da der öffnungswinkel der Drosselklappe 29 vor der Beschleunigung relativ klein ist, ergibt sich zwischen dem Druck P_A1 und P_C1 ein relativ großer Differenzwert ΔΡ-₂· Auf die Membran 25 wirkt eine nach links gerichtete Kraft und öffnet das Nebenschlußventil 7. Wenn nunmehr ein Beschleunigungsvorgang durchgeführt wird, öffnet sich die Drosselklappe 29, wobei die Drücke P₁ und P .. sich derart verändern, daß der Differenzdruck sehr klein wird. Nach einer Zeitdauer t wird der Differenzdruck Δ.Ρ' ₂ kleiner als AP₁₂ ^und kleiner als P.. Das geöffente Nebenschlußventil 7 wird demzufolge ge-

schlossen, so daß die Abgase· dem Turbinenrad 4 zugeführt werden, um den Turbolader zu betätigen.

Anhand von Fig. 5 soll nunmehr der Abbremsvorgang erläutert werden. Da vor der Abbremsung die Drosselklappe 29 relativ weit geöffnet ist, ist der zwischen dem Drücken P .. und P . herrschende Differenzdruck ^P,, relativ klein. Die. auf die Membran 25 wirkende Kraft ist demzufolge gering, so daß das Nebenschlußventil 7 im wesentlichen geschlossen ist. Bei Durchführung einer Abbremsung, d.h. bei Entlastung des Gaspedals, verringert sich der öffnungswinkel der Drosselklappe 29, so daß nach einer Zeitperiode t¹ der Differenzdruck Δ, P'₁₂' ^der größer als P₁₂ ist, stark zunimmt. Das geschnlossene Nebenschlußventil 7 wird demzufolge mit Hilfe des Differenzdruckes ^pI-j₂ betätigt^ so daß der Nebenschlußkanal 12 geöffnet wird.

Die Zeitperioden t bzw. t¹, nach welchen das Nebenschlußventil 7 beim Beschleunigen oder Abbremsen einen öffnungs- oder Schließvorgang durchzuführen beginnt, ändern sich mit der Art und Weise, wie der Beschleunigungs- bzw. Abbremsvorgang durchgeführt wird. Je rascher diese Vorgänge ablaufen, desto kürzer sind diese Zeitperioden t und t" .

Anhand von Fig. 6 soll nunmehr die Funktionsweise des Nebenschlußventils bei niedriger Belastung erläutert werden. Dabei sind in der Figur die verschiedenen Steuerkurven von zwei Motoren desselben Hubraumes unter Fahrtbedingungen in Abhängigkeit, von der Geschwindigkeit angegeben. Diese Werte sind die vorhandenen Drücke, der Benzinverbrauch sowie die Position des Nebenschlußventils 7. Der eine Motor mit dem Index tc war dabei mit einem Turbolader versehen, während der andere Motor mit dem Index . NA ein Normalmotor ohne Turbolader war. Anhand der Figur ist dabei erkennbar, daß der Abgasdruck PT des Turbo-

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motors TC oberhalb des Abgasdrucks ^PT _1NA ^des Normalmotors NA ist, wobei die Differenz auf das Turbinenrad 4 zurückgeht, das im Bereich des Abgasrohres 2 angeordnet ist. Bezüglich des Einlaßdruckes unterscheiden sich die beiden Werte und P_c2TC ^bis zu einer Geschwindigkeit von ungefähr 90 km/h nicht stark voneinander. In bezug auf den Benzinverbrauch, unterscheiden sich die beiden Werte F_ENA und F_ETC nicht stark voneinander, wobei jedoch wegen der Verluste auf der Abgasseite wegen dem Turbinenrad 4 der Normalmotor NA etwas günstigere Werte bringt als der Turbomotor TC. Im Bereich, in welchem der Aufladungseffekt gering ist, bewirkt somit eine Verringerung des Abgasdruckes durch Öffnen des Nebenschlußventils 7 eine Verbesserung des Benzinverbrauchs. Durch Zuführen des Atmosphärendruckes P und des Kompressoreinlaßdruckes P_C1 in die beiden Kammern 200 und 202 mit Hilfe des Drucksensors 27 und der beiden Steuerventile 201 und 204 wird nämlich das Nebenschlußventil 7 geöffnet.

Die Fig. 6 zeigt fernerhin gestrichelt den Kompressoreinlaßdruck P^₁ unter Belastungsbedingungen auf der Straße. Der' Unterdruck P^₁ liegt dabei im Bereich von -400 mm Hg. Der Differenzdruck zwischen dem der zweiten Karrmer 202 zugeführten'ßcuck und dem der ersten" Kammer 200 zugeführten Atmosphärendruck erreicht somit den Wert von ungefähr 400 mm Hg. Wenn das Fahrzeug beim Beispiel nach Fig. 6. eine Geschwindigkeit von mehr als 70-km/h aufweist, wird der Druck P₁ größer als der vorgegebene Druck von 400 mm Hg, wobej. .eine Überbelastung des Turboladers durch öffnen des Nebenschlußventils 7 verhindert wird. Es ergibt sich somit die Möglichkeit, eine Charakteristik S gemäß Fig. 6 zu erhalten. Die entsprechenden Druckwerte P . „ und P_c2rnp ^des Turbomotors TC werden dabei beinahe gleich den entsprechenden Werten des Normalmotors NA, so daß der Benzinverbrauch sich ebenfalls dem des Normalmotors NA annähert. Auf diese Weise kann mit Hilfe des Neben-

schlußventils 7 der Abgabeverlust verringert werden, wenn der Differenzdruck zwischen dem vorhandenen Unterdruck und dem Atmösphärendruck größer als ein vorgegebener Wert ist. Der Zeitraum, während welchem der Druck den beiden Kammern 200 und 202 zugeführt wird, kann durch Einstellung des Druckes P_a auf einen beliebigen Wert innerhalb des Bereiches von

+400 und -400 mm Hg gegenüber dem Atmosphärendruck entsprechend verändert werden. Um jedoch den Steuerbereich des Nebenschlußventils 7 bei Aufrechterhaltung eines stabilen Betriebes zu erweitern, erscheint es hingegen zweckmäßig, daß der vorgegebene Druck P_Ä in der Nähe des Wertes von 400 mm Hg, beispielsweise innerhalb des Bereiches von O und 280 mm Hg₇ liegt.

Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Steuerung mit Hilfe der beiden Steuerventile 201 und 204. Dieselbe Wirkung kann jedoch ebenfalls mit Hilfe eines Magnetventils entsprechend Fig. 7 erreicht werden, welches mit drei Druckeinlässen 701, 704 und 705 sowie zwei Druckauslässen 702 und 7p3 versehen ist. Dieses Magnetventil besitzt dabei ein Gehäuse 710, in" welchem ein Kolben 712 verschiebbar angeordnet ist. Dieser Kolben 712 ist mit einem Anker 714 verbunden, welcher gegen die Kraft einer Druckfeder 718 in Abhängigkeit einer Magnetwicklung 716 betätigbar ist. Diese Magnetwicklung 716 ist über Leitungen 307 und 308 mit den Klemmen 310 und verbunden. Der Schaltvorgang des Magnetventils wird auch in diesem Fall in Abhängigkeit vom Drucksensor 27 durchgeführt, welcher den Druck im Einlaßkanal 10 mißt. Der Schaltvorgang des Drucksensors 27 steuert somit über die Leitungen 307 und 308 die Magnetwicklung 716, so daß der Kolben 712 den ümschalt-Vorgang entsprechend der an dem Gehäuse 71O angeschlossenen Drückeinlässe 701, 704, 705 und der Druckauslässe 702 und 703 durchführt.

Die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung ist dabei wie

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folgt:

Wenn der Turboladedruck . ρ größer als der vorgegebene Wert ist und über den Drucksensor 27 Strom der Magnetwicklung 716 zugeführt wird/ wird der Kolben 712 des Gehäuses 710 nach rechts gezogen. . . Dadurch werden die Einlaßkanäle 701 und 704 über Kanäle 7121 und 7122 mit den Auslässen 703 und 702 verbunden. Dadurch wird stromaufwärts von der Drosselklappe 2 9 Atmosphärendruck P über die Leitungen 209 und 211 dem Einlaßkanal 201 zugeführt, während in dem Einlaßkanal 10 herrschender Aufladedruck P _c~ über die Leitungen 208 und 207 dem Einlaßkanal 704 zugeführt wird. In der ersten Druckkammer 200 herrscht somit auch der Aufladedruck P „ , während in der zweiten Druckkammer 202 Atmosphärendruck P vorhanden ist. Solange der Differenzdruck zwischen dem Aufladedruck B₂ und dem Atmosphärendruck P größer als der vorgegebene Wert ist, wird das Nebenschlußventil 7 geöffnet, wodurch eine Zunahme der Drehzahl des Turbinenrades 4 verhindert wird.

Falls der Aufladedruck geringer als der vorgegebene Wert ist, öffnet sich der Schalter des Drucksensors 27, wodurch der Stromfluß durch die Magnetwicklung 716 unterbrochen wird. Der Kolben 712 wird demzufolge unter dem Einfluß der Druckfeder 718 nach links geschoben. Dadurch wird die erste Druckkammer 200 über den Kanal 7121 mit dem Einlaßkanal 712 verbunden, so daß innerhalb dieser Kammer Atmosphärendruck P herrscht. Die zweite Druckkammer 202 wird hingegen über den Kanal 7122 mit dem Einlaßkanal 7Ο5 verbunden, so daß innerhalb dieser Kammer der Kompressoreinlaßdruck P^ (P^-P^) herrscht. Solange die Druckdifferenz zwischen P_Q und P_c1 größer als der vorgegebene Wert ist, wird das'Nebenschlußventil 7 in der bereits beschriebenen Art und Weise geschlossen.

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Wie sich aus den obigen Darlegungen ergibt, wird gemäß der Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine mit Turbolader mit einer Steuerung angegeben, die eine Reihe von ausgezeichneten Eigenschaften und Vorteilen mit sich bringt, nämlich einen einachen Aufbau, die Möglichkeit des öffnens des Bypass-Ventils bei Beschleunigungs- und Abbremszuständen und in dem Bereich, wo die Belastung gering ist, eine Verbesserung vzw. Verringerung des Brennstoffverbrauchs sowie eine Verbesserung der Motoreigenschaften beim Beschleunigen und Abbremsen.

Claims

PATENT-ANWÄLTE .'-'I »..*."■

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 Ö16O, D-8OOO MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. 3. Juli 19 81

DEA-25 508

Steuerung für Verbrennungskraftmaschinen mit Turbolader

PATENTANSPRÜCHE

1 .J Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine mit Turbolader, gekennzeichnet durch folgende Baugruppen:

Einen Turbolader, bestehend aus einem Kompressor, der zwisehen einer Drosselklappe und dem Motoreinlaß angeordnet ist, einer Turbine im Bereich des Abgasrohres des Motors und einem Turbinen-Bypass-Ventil zur Steuerung der Drehzahl der Turbine; eine Druckeinrichtung, die mechanisch an das Turbinen-Bypass-Ventil zur Betätigung angeschlossen ist und durch eine Membran voneinander getrennte erste und zweite Druckkammern aufweist, wobei die erste Druckkammer mit dem Turboladedruck zwischen dem Kompressor und dem Motoreinläß und die zweite Druckkammer mit Atmosphärendruck beaufschlagt werden; eine Druckabtasteinrichtung zur Messung des Turboladedruckes zwischen dem Kompressor und dem Motoreinlaß und zum Vergleich mit einem vorgegebenen Wert; und

eine Drucksteuerung, um den Atmosphärendruck an die erste Druckkammer der Druckeinrichtung anzulegen und den Druck, der zwischen der Drosselklappe und dem Kompressor herrscht, an die zweite Druckkammer anzulegen, und zwar in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Druckabtasteinrichtung, wenn

der 'i'urboladedruck geringer als der vorgegebene Wert ist.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der vorgegebene Wert der Druckabtasteinrichtung im Bereich zwischen 0 und 280 mm Hg liegt.
3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Drucksteuerung zwei Drei-Weg-Steuerventile aufweist.
4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Drucksteuerung ein Fünf-Weg-Steuerventil aufweist.
5. Steuerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß jedes Steuerventil als Magnetventil mit einer Magnetwicklung ausgebildet ist.
6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabtasteinrichtung eine Membran aufweist, die mit einem elektrischen Schalter zusammenwirkt.