DE4001511A1

DE4001511A1 - Luftzufuhr-steuersystem fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4001511A1
Application number: DE4001511A
Authority: DE
Inventors: Toshimichi Akagi; Haruo Okimoto; Yasushi Niwa; Seiji Tashima
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1990-08-02
Anticipated expiration: 2010-01-20
Also published as: DE4001511C2; JP2742807B2; US5036663A; JPH02191818A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Luft zufuhr-Steuersysteme für Brennkraftmaschinen und insbe sondere auf ein System zum Steuern der Luftzufuhr, die für eine Brennkraftmaschine durch eine Vielzahl von Abgas turboladern bzw. Turboladern bewirkt wird, die der Brenn kraftmaschine zugehörig sind.

Auf dem Gebiet der Brennkraftmaschinen, die in Fahrzeugen verwendet sind, ist ein sogenanntes sequentiell gesteuer tes Vorverdichtungssystem vorgeschlagen worden, bei dem eine Reihe von primären und sekundären Turboladern für eine Brennkraftmaschine vorgesehen und so gesteuert ist, daß lediglich die primären Turbo- bzw. Abgasturbolader für eine Aufladung bzw. Vorverdichtung der Brennkraftma schine arbeiten, wenn die Einlaß-Luftmassenströmung in einem Einlaß- bzw. Ansaugdurchgang des Motors relativ klein ist, während sowohl die primären als auch die sekundären Turbolader gleichzeitig zur Aufladung des Motors arbeiten, wenn der Einlaß- bzw. Ansaug-Luftmassenstrom relativ groß ist. Dies ist beispielsweise in der DP-OS 56-41 417 und in der JP-OS 59-1 60 022 angegeben. Bei einem solchen System ist ein Abführ- bzw. Auspuff-Absperrventil in einem Bereich eines Austrittdurchgangs des Motors angeordnet, durch den Abgas an eine Turbine des sekundären Turboladers abgegeben wird. Ein Lufteinlaß- bzw. Luftansaug-Absperrventil ist ebenfalls in einem Bereich des Ansaugdurchgangs des Motors vorgesehen, durch den Luft mittels eines Kompressors des zweiten Turboladers komprimiert in eine Verbrennungskammer des Motors abgegeben wird. Jedes der beiden Absperrventile wird so gesteuert, daß es geschlossen und geöffnet wird, um die primären und sekundären Turbolader in der zuvor erwähnten Weise zu betreiben.

In Verbindung mit der Steuerung beim Betrieb der primären und sekundären Turbolader ist bereits vorgeschlagen worden, den sekundären Turbolader in einen Zustand vorläufiger Drehung zu bringen, bevor der sekundäre Turbolader zu ar beiten beginnt, um den Motor aufzuladen, und zwar zum Zwecke der Unterdrückung eines Drehmomentstoßes, der in der Maschine auftritt infolge der zeitlichen Verzögerung in der Startcharakteristik des zweiten Turboladers. In einem solchen Fall ist es üblich geworden, daß die vor läufige Drehung des zweiten Turboladers durch eine solche Steuerung hervorgerufen wird, daß das Abgas-Absperrventil für die Speisung der Turbine des zweiten Turboladers mit dem Abgas unter einer solchen Bedingung geöffnet wird, daß ein Lufteinlaß-Entlastungsventil, welches in einem Beipaß vorgesehen ist, der für den Ansaugdurchgang vor gesehen ist, geöffnet wird, um den zweiten Turbolader zu umgehen.

Die vorläufige Drehung des sekundären Turboladers, die in der zuvor vorgeschlagenen Weise vorgenommen worden ist, bringt jedoch einen Nachteil insoweit mit sich, als der primäre Turbolader seine Drehzahl in unerwünschter Weise vermindert, da nämlich das Abgas durch das Abgas-Absperr ventil sich verzweigt, welches unter der Bedingung offen ist, daß das Luftansaug-Entlastungsventil geöffnet ist. Dadurch wird das Abgas, welches an eine Turbine des pri mären Turboladers abgegeben wird, vermindert, und dies zwingt dazu, daß die vorläufige Drehung des sekundären Turboladers während einer relativ kurzen Zeitspanne unzureichend vorgenommen wird, bevor der zweite Turbolader für die Aufladung des Motors zu arbeiten beginnt. Demgemäß ist es in dem Fall, daß die vorläufige Drehung des sekundären Turboladers in der zuvor vorgeschriebenen Weise durchgeführt wird, schwierig, den sekundären Turbolader in einen Zustand hinreichend hoher vorläufiger Drehung zu bringen, bevor der betreffende sekundäre Turbolader zu arbeiten beginnt für die Aufladung des Motors. Deshalb ist der auf den Motor zurückgehende Drehmomentstoß nicht hinreichend vermindert, wenn der sekundäre Turbolader zu arbeiten beginnt für die Aufladung des Motors.

Mit Rücksicht auf den vorstehenden Sachverhalt ist auch vorgeschlagen worden, ein Austritts- bzw. Abgas-Verschiebe ventil in einem Bereich des Abgasdurchgangs des Motors vorzusehen, und zwar um dadurch eine relativ geringe Ab gasmenge in einen Bereich des Auspuffes bzw. Abgasdurch gangs auf der Stromabwärtsseite bezüglich des Abgas-Absperr ventils aus einem Bereich des Abgasdurchgangs auf der Strom aufwärtsseite bezüglich des Abgas-Absperrventils einzufüh ren, so daß die Turbine des sekundären Turboladers derart angetrieben wird, daß sie sich durch das das Abgas-Verschie beventil passierende Abgas dreht. Dadurch ist der sekundäre Turbolader seiner vorläufigen Drehung unter einer Bedingung ausgesetzt, bei der das Abgas-Absperrventil sich in seinem geschlossenen Zustand befindet. In dem Fall, daß ein derar tiges Abgas-Verschiebeventil, wie zuvor erwähnt, verwendet wird, wird das Luftansaug-Entlastungsventil veranlaßt, zu einem Zeitpunkt oder vor einem Zeitpunkt zu schließen, zu dem das Abgas-Absperrventil geöffnet ist, und die vor läufige Drehung des sekundären Turboladers setzt sich so lange fort, bis das Luftansaug- bzw. Lufteinlaß-Entlastungs ventil geschlossen ist. Dadurch wird der sekundäre Turbo lader in einen Zustand hinreichend hoher vorläufiger Drehung gebracht, die durch das relativ wenige Abgas hervorgerufen wird, welches durch das Abgas-Verschiebeventil hindurch tritt, unmittelbar bevor das Abgas-Absperrventil geöffnet ist. Wenn das Abgas-Absperrventil geöffnet ist, ist auch das Luftansaug-Absperrventil geöffnet, und der sekundäre Turbolader, der sich mit hinreichend hoher vorläufiger Drehzahl dreht, beginnt für die Aufladung des Motors zu arbeiten, und zwar unter einer Bedingung, gemäß der das Luft-Ansaug-Entlastungsventil bzw. Überströmventil ge schlossen ist. Demgemäß ist der auf den Motor zurückgehende Drehmomentstoß mit Sicherheit unterdrückt, wenn der zweite Turbolader beginnt, für die Aufladung des Motors zu arbeiten.

Unterdessen ist die Brennkraftmaschine, die mit einem Turbo lader ausgestattet ist, üblicherweise mit einem Abgasre gelklappenventil versehen, welches so betrieben wird, daß verhindert ist, daß komprimierte Druckluft in einem Einlaß bzw. Ansaugdurchgang des Motors einen bestimmten Wert über schreitet. Das Abgasregelklappenventil ist in einem Beipaß- Durchgang angeordnet, der eine Turbine des Turboladers umgeht; es ist geöffnet, um Abgas zu reduzieren, das durch die Turbine des Turboladers strömt, wenn die komprimierte Druckluft im Einlaßdurchgang den bestimmten Wert erreicht.

Im Falle einer Brennkraftmaschine, bei der das sequentiell gesteuerte Aufladungssystem angewandt ist, bei dem primäre und sekundäre Turbolader, wie zuvor erwähnt, vorgesehen sind und bei dem sowohl das Abgas-Verschiebeventil als auch das Abgasregelklappenventil für die Steuerung der Abgasströmung verwendet sind, die den primären und sekun dären Turboladern zugeführt wird, trägt indessen der Abgas strom durch das Abgas-Verschiebeventil nichts zur Steige rung des Drucks der komprimierten Luft im Einlaßdurchgang bei, sondern der sekundäre Turbolader wird vielmehr seiner vorläufigen Drehung vor dem Aufladebetrieb ausgesetzt. Demgemäß funktioniert das Abgas-Verschiebeventil weitgehend so, daß die komprimierte Druckluft im Einlaßdurchgang sowie im Abgasregelklappenventil begrenzt wird, wenn lediglich der primäre Turbolader zur Aufladung des Motors arbeitet. Demgegenüber wird der Druck der komprimierten Luft im Ein laßdurchgang allein durch das Abgasregelklappenventil be grenzt, wenn sowohl der primäre Turbolader als auch der sekundäre Turbolader gleichzeitig zur Aufladung des Motors arbeiten. Dies führt zu einer Gefahr dahingehend, daß der maximale Wert des Drucks der komprimierten Luft im Einlaß durchgang, der durch das Abgas-Verschiebeventil begrenzt wird, verschieden ist vom maximalen Wert des Drucks der komprimierten Luft im Einlaßdurchgang, der durch das Abgas regelklappenventil begrenzt ist. Daher weist der Druck der komprimierten Luft im Einlaßdurchgang einen Maximalwert auf, der sich plötzlich und in unerwünschter Weise derart ändert, daß der Motor an einem stabilen Betrieb gehindert ist, wenn der sekundäre Turbolader beginnt, für die Auf ladung des Motors zu arbeiten, und zwar zusätzlich zum primären Turbolader, oder wenn der zweite Turbolader auf hört, zur Aufladung des Motors zu arbeiten.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Luftzufuhr-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen ersten Turbolader aufweist und bei der ein zweiter Turbolader so betrieben ist, daß er zu sätzlich zu dem ersten Turbolader arbeitet, wenn die dem Motor zugeführte Ansaugluft-Massenströmung relativ hoch ist. Ferner soll ein Abgas-Verschiebeventil vorgesehen sein für die Steuerung des dem zweiten Turbolader zuzu führenden Abgasstromes. Schließlich soll ein Abgasregel klappenventil vorgesehen sein für die Steuerung des den beiden Turboladern zuzuführenden Abgasstromes. Durch das neu zu schaffende Steuersystem sollen die vorstehenden, mit dem Stand der Technik verknüpften Nachteile und Pro bleme vermieden bzw. gelöst werden.

Darüber hinaus soll ein Luftzufuhr-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine geschaffen werden, die einen ersten Turbolader aufweist und bei der ein zweiter Turbolader so betrieben ist, daß er zusätzlich zu dem ersten Kom pressor arbeitet, wenn der dem Motor zugeführte Ansaug luftmassenstrom relativ groß ist. Dabei soll ein Abgas- Verschiebeventil vorgesehen sein für die Steuerung des dem zweiten Turbolader zuzuführenden Abgasstroms, und ein Abgasregelklappenventil soll der Steuerung des beiden Turbo ladern zugeführten Abgasstromes vorgesehen sein. Durch das betreffende Steuersystem soll die dem Motor zugeführte Ansaugluft so komprimiert werden, daß sie ihren maximalen Druck hat, wobei eine plötzliche Änderung verhindert sein soll, wenn der zweite Turbolader für die Aufladung des Motors zu arbeiten beginnt, und zwar zusätzlich zu dem ersten Turbolader, oder wenn der zweite Turbolader für die Aufladung des Motors aufhört zu arbeiten.

Darüber hinaus soll ein Luftzufuhr-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine geschaffen werden, die einen ersten Turbolader aufweist und bei der ein zweiter Turbolader zusätzlich zu dem ersten Turbolader arbeitet, wenn der dem Motor zugeführte Ansaugluftmassenstrom relativ groß ist. Ferner sollen ein Abgas-Verschiebeventil für die Steuerung des dem zweiten Turbolader zuzuführenden Abgas stroms und ein Abgasregelklappenventil für die Steuerung des beiden Turboladern zugeführten Abgasstroms vorgesehen sein. Dabei sollen das Abgas-Verschiebeventil und das Ab gasregelklappenventil so betrieben werden, daß der Druck der dem Motor zugeführten Ansaugluft in einer solchen Art und Weise begrenzt ist, daß die Ansaugluft ihren maximalen Druck hat, der an einer plötzlichen Änderung gehindert ist, wenn der zweite Turbolader für die Aufladung des Motors zu arbeiten beginnt, und zwar zusätzlich zu dem ersten Turbolader, oder wenn der zweite Turbolader für die Auf ladung des Motors aufhört zu arbeiten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Luftzufuhr-Steuer system für eine Brennkraftmaschine geschaffen, die einen ersten Turbolader und einen zweiten Turbolader aufweist. Der erste Turbolader weist eine Turbine auf, die in einem ersten separaten Abgasdurchgang angeordnet ist, der vom Motor aus verläuft. Ein Kompressor ist dabei in einem ersten separaten Einlaßdurchgang angeordnet, der mit dem Motor verbunden ist. Der zweite Turbolader weist eine Turbine auf, die in einem zweiten separaten Abgasdurchgang ange ordnet ist, der von dem Motor aus wegführt. Ferner weist der zweite Turbolader einen Kompressor auf, der in einem zweiten gesonderten Einlaßdurchgang angeordnet ist, welcher mit dem Motor verbunden ist. Ein Abgas-Absperrventil wird dabei so betrieben, daß es selektiv zu öffnen oder zu schließen ist, und zwar zum Öffnen bzw. Schließen des zweiten separaten Abgasdurchgangs, in welchem die Turbine des zweiten Turboladers angeordnet ist. Eine erste Ventil- Antriebseinrichtung wird so betrieben, daß sie die Schließung des Abgas-Absperrventils bewirkt, so daß der erste Turbolader für die Aufladung des Motors arbeitet, während der zweite Turbolader an der Aufladung des Motors gehindert ist, wenn der dem Motor zugeführte Einlaßluft massenstrom relativ gering ist, während das Abgas-Absperr ventil veranlaßt wird zu öffnen, so daß beide Turbolader gleichzeitig arbeiten für ein Aufladen des Motors, wenn der dem Motor zugeführte Einlaßluftmassenstrom relativ hoch ist. Ferner ist ein Abgas-Verschiebeventil vorgesehen, welches so betrieben wird, daß es selektiv zu öffnen bzw. zu schließen ist, und zwar zum Öffnen und Schließen eines Abgas-Verschiebedurchgangs, der für den zweiten separaten Abgasdurchgang vorgesehen ist, und zwar zur Bildung eines ersten Teil-Abgasdurchgangs, der das Abgas-Absperrventil umgeht. Ferner ist eine zweite Ventil-Antriebseinrichtung vorgesehen, die so betrieben wird, daß das Öffnen des Abgas- Verschiebeventils bewirkt wird, so daß ein relativ kleiner Abgasstrom durch den Abgas-Verschiebedurchgang zu der Turbine des zweiten Turboladers hin abgegeben wird, wenn der Druck der Einlaßluft bzw. Ansaugluft, die dem Motor zugeführt wird, einen bestimmten Wert erreicht, und zwar unter einer Bedingung, gemäß der der dem Motor zugeführte Einlaßluftmassenstrom relativ gering ist. Überdies ist ein Abgasregelklappenventil vorgesehen, welches so be trieben wird, daß es selektiv geöffnet und geschlossen wird, und zwar zum Öffnen bzw. Schließen eines Beipaß- Durchgangs, der gemeinsam für die ersten und zweiten separaten Abgasdurchgänge vorgesehen ist, um einen zweiten Teil-Abgasdurchgang zu bilden, welcher die Turbinen der ersten und zweiten Turbolader umgeht. Schließlich ist eine dritte Ventil-Antriebseinrichtung vorgesehen, die so arbei tet, daß das Öffnen des Abgasregelklappenventils bewirkt wird, so daß ein Teil des Abgases vom Motor durch den Beipaß-Durchgang strömt, ohne indessen durch die Turbinen der ersten und zweiten Turbolader hindurchzutreten, wodurch verhindert ist, daß der Druck der Einlaß- bzw. Ansaugluft, die dem Motor zugeführt wird, ansteigt, wenn der Druck der dem Motor zugeführten Einlaßluft weitgehend den be stimmten Wert erreicht, und zwar unter einer Bedingung, gemäß der der dem Motor zugeführte Einlaßluftmassenstrom relativ groß ist.

Wenn bei dem so gemäß der vorliegenden Erfindung aufge bauten Luftzufuhr-Steuersystem der dem Motor zugeführte Einlaßluftmassenstrom relativ gering ist, wird das Abgas- Absperrventil durch die erste Ventil-Antriebseinrichtung geschlossen gehalten, so daß lediglich der erste Turbo lader für die Aufladung des Motors arbeitet. Wenn in einem solchen Zustand der Druck der dem Motor zugeführten Ein laßluft den bestimmten Wert erreicht, wird das Abgas-Ver schiebeventil durch die zweite Ventil-Antriebseinrichtung geöffnet, wodurch der relativ kleine Abgasstrom durch den Abgas-Verschiebedurchgang zur Turbine des zweiten Kom pressors hin geführt wird, so daß der zweite Turbolader seiner Anfangsdrehung ausgesetzt ist, bevor er zur Auf ladung des Motors zu arbeiten beginnt. Während der vor läufigen Drehung des zweiten Kompressors wird der Druck der an den Motor abgegebenen Einlaßluft nicht nennenswert erhöht. Dies bedeutet, daß das Abgas-Verschiebeventil so funktioniert, daß der Druck der dem Motor zugeführten Ein laßluft auf den bestimmten Wert begrenzt ist, wenn der dem Motor zugeführte Einlaßluftmassenstrom relativ gering ist. Wenn danach der dem Motor zugeführten Einlaßluft massenstrom relativ groß ist, wird das Abgas-Absperrventil durch die erste Ventil-Antriebseinrichtung geöffnet, so daß der zweite Turbolader, der in einen Zustand hinreichend hoher vorläufiger Drehung gebracht worden ist, für die Aufladung des Motors zu arbeiten beginnt, und zwar zusätz lich zu dem ersten Turbolader. Hat der Druck der dem Motor zugeführten Einlaßluft weitgehend den bestimmten Wert, und zwar unter einer Bedingung, gemäß der die beiden Turbolader gleichzeitig für die Aufladung des Motors arbeiten, dann wird das Abgasregelklappenventil durch die dritte Ventil-Antriebseinrichtung geöffnet, und dadurch strömt ein Teil des Abgases vom Motor durch den Beipaß- Durchgang, ohne durch die Turbinen des ersten Turboladers und zweiten Turboladers hindurchzutreten, womit verhindert ist, daß der Druck der dem Motor zugeführten Einlaßluft ansteigt. Dies bedeutet, daß das Abgasregelklappenventil so betrieben ist, daß der Druck der dem Motor zugeführten Einlaßluft auf den bestimmten Wert begrenzt wird, wenn der dem Motor zugeführten Einlaßluftmassenstrom relativ groß ist.

Bei der oben beschriebenen Betriebsweise spricht das Abgas- Verschiebeventil und das Abgasregelklappenventil jeweils auf den Druck der dem Motor zugeführten Einlaßluft an, so daß der Druck der dem Motor zugeführten Einlaßluft auf weitgehend denselben bestimmten Wert begrenzt wird, womit die dem Motor zugeführte Einlaßluft so komprimiert wird, daß sie ihren maximalen Druck hat, der an einer plötzlichen Änderung gehindert ist, wenn der zweite Turbolader beginnt, für die Aufladung des Motors zu arbeiten, und zwar zusätz lich zu dem ersten Turbolader, oder wenn der zweite Turbo lader für die Aufladung des Motors aufhört zu arbeiten. Demgemäß wird der Motor in seinem stabilen Betrieb ge halten, und zwar unabhängig vom Beginn oder Ende der Auf ladung durch den zweiten Turbolader.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend bei spielsweise näher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht in einem Blockdiagramm die grund sätzliche Anordnung eines Luftzufuhr-Steuersystems für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform des Luftzufuhr-Steuersystems für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit wesentlichen Teilen eines Motors, bei dem die Ausführungsform angewandt ist.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ver wendetes Ventil zur Druckdifferenz-Feststellung.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen Kennliniendiagramme, die zur Erläuterung der Arbeitsweise verschiedener Ventile herange zogen werden, welche bei der in Fig. 2 dargestell ten Ausführungsform verwendet sind.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung, die zur detaillierten Erläuterung zweier bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform verwendeter Ventile, eines Abgas-Verschiebeventils und eines Abgasregel klappenventils, herangezogen wird.

Fig. 8a, 8b und 8c zeigen ein Flußdiagramm, welches zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Aus führungsform herangezogen wird.

Nunmehr werden die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.

Fig. 1 veranschaulicht in einem Funktionsblockdiagramm ein die vorliegende Erfindung verkörperndes System. Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Funktionsblockdiagramm umfaßt das System einen ersten Ventil-Antriebsbereich B 1, einen zweiten Ventil-Antriebsbereich B 2, einen dritten Ventil-Antriebsbe reich B 3, ein Abgas-Absperrventil B 4, ein Abgas-Verschiebe ventil B 5, ein Abgasregelklappenventil B 6, einen ersten Turbolader B 7 und einen zweiten Turbolader B 8. Die beiden Turbolader B 7 und B 8 sind mit einem Motor B 9 verbunden, bei dem das System angewandt wird.

Der erste Turbolader B 7 weist eine Turbine auf, die in einem ersten separaten Abgasdurchgang angeordnet ist, der vom Motor B 9 aus wegläuft. Ferner weist der erste Turbo lader einen Kompressor auf, der in einem ersten separaten Einlaßdurchgang angeordnet ist, welcher mit dem Motor B 9 verbunden ist. Der zweite Turbolader B 8 weist eine Turbine auf, die in einem zweiten gesonderten Abgasdurchgang ange ordnet ist, der von dem Motor B 9 aus wegläuft. Ferner weist der zweite Turbolader einen Kompressor auf, der in einem zweiten separaten Einlaßdurchgang angeordnet ist, der mit dem Motor B 9 verbunden ist. Das Abgas-Absperrventil B 4 wird so betrieben, daß es selektiv öffnet und schließt, und zwar zum Öffnen bzw. Schließen des zweiten separaten Abgasdurchgangs, in welchem die Turbine des zweiten Turbo laders B 8 angeordnet ist. Das Abgas-Verschiebeventil B 5 wird so betrieben, daß es selektiv öffnet und schließt, und zwar zum Öffnen bzw. Schließen eines Abgas-Verschiebe durchgangs, der für den zweiten separaten Abgasdurchgang vorgesehen ist, in welchem die Turbine des zweiten Turbo laders B 8 angeordnet ist. Dadurch ist ein erster Teil-Ab gasdurchgang gebildet, welcher das Abgas-Absperrventil B 4 umgeht. Das Abgasregelklappenventil B 6 wird so betrieben, daß es selektiv öffnet bzw. schließt, und zwar zum Öffnen bzw. Schließen eines zweiten Beipaß-Durchgangs, der ge meinsam für die ersten und zweiten separaten Abgasdurchgänge vorgesehen ist, in denen die Turbinen der beiden Turbolader B 7 und B 8 angeordnet sind. Dadurch ist ein zweiter Teil- Abgasdurchgang gebildet, der die Turbinen der beiden Turbo lader B 7 und B 8 umgeht.

Der erste Ventil-Antriebsbereich B 1 arbeitet so, daß er die Schließung des Abgas-Absperrventils B 4 bewirkt, so daß der erste Turbolader B 7 zur Aufladung des Motors B 9 arbeitet, während der zweite Turbolader B 8 an der Aufladung des Motors B 9 gehindert ist, wenn der dem Motor B 9 zugeführ te Einlaßluftmassenstrom relativ gering ist. Dadurch wird die Öffnung des Abgas-Absperrventils B 4 bewirkt, so daß beide Turbolader B 7 und B 8 gleichzeitig zur Aufladung des Motors B 9 arbeiten, wenn der dem Motor B 9 zugeführte Luft einlaßmassenstrom relativ groß ist. Der zweite Ventil-An triebsbereich B 2 arbeitet so, daß die Öffnung des Abgas- Verschiebeventils B 5 bewirkt wird, so daß ein relativ kleiner Abgasstrom durch den Abgas-Verschiebedurchgang an die Turbine des zweiten Turboladers B 8 dann abgegeben wird, wenn der Druck der dem Motor B 9 zugeführten Einlaß luft einen bestimmten Wert unter einer Bedingung erreicht, daß nämlich der dem Motor B 9 zugeführte Einlaßluftmassen strom relativ klein ist. Der dritte Ventil-Antriebsbereich B 3 arbeitet so, daß er die Öffnung des Abgasregelklappen ventils B 6 bewirkt, so daß ein Teil des Abgases vom Motor B 9 durch den Beipaß-Durchgang strömt, ohne indessen durch die Turbinen der beiden Turbolader B 7 und B 8 hindurchzu treten, womit verhindert ist, daß der Druck der an den Motor B 9 abgegebenen Einlaß- bzw. Ansaugluft ansteigt, wenn der Druck der dem Motor B 9 zugeführten Einlaßluft weitgehend den bestimmten Wert unter einer Bedingung er reicht, gemäß der der dem Motor B 9 zugeführte Einlaßluft massenstrom relativ groß ist.

Fig. 2 veranschaulicht eine erste Ausführungsform des Luft zufuhr-Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung, und zwar zusammen mit einem Teil eines Motors, bei dem die erste Ausführungsform angewandt wird.

Gemäß Fig. 2 ist eine Brennkraftmaschine 101 vorgesehen, die beispielsweise ein Umlaufmotor mit einer Reihe von Rotoren ist, deren jeder eine Betriebs- bzw. Arbeitskammer mit einer Kapazität von beispielsweise 654 cm³ bildet. Die Brennkraftmaschine bzw. der Motor ist mit einem Abgasdurchgang 102 für die Abführung des Abgases aus dem Motor 101 und mit einem Einlaßdurchgang 103 für die Zu führung von Einlaß- bzw. Ansaugluft zum Motor 101 versehen. Der Abgasdurchgang 102 umfaßt erste und zweite separate Abgasdurchgänge 102 a und 102 b, und der Einlaßdurchgang 103 weist erste und zweite verzweigte Einlaßdurchgänge 103 a und 103 b auf, die voneinander an einer Stelle in Stromabwärtsrichtung zu einem Luftstromsensor 104 gesondert vorgesehen sind. Der Sensor ist für die Ermittlung des Einlaßluftmassenstroms im Einlaßdurchgang 103 vorgesehen. Die beiden verzweigten Einlaßdurchgänge sind an einer Stelle in Stromaufwärtsrichtung mit einem Zwischenkühler 105 zu sammengefaßt, der zur Kühlung der Einlaßluft im Einlaß durchgang 103 vorgesehen ist. Ein Teil des Einlaßdurch gangs 103 auf der Stromabwärtsseite bezüglich des Zwischen kühlers 105 ist mit einem Drosselventil 106, einer Ansaug kammer 107 und Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen 108 ver sehen.

Ein primärer Turbolader 109 ist mit einer Turbine Tp ver sehen, die in dem ersten separaten Abgasdurchgang 102 a so angeordnet ist, daß sie zur Drehung durch das Abgas angetrieben wird. Ein Kompressor Cp ist in dem ersten ver zweigten Einlaßdurchgang 103 a angeordnet; er ist über eine Drehwelle Lp mit der Turbine Tp gekoppelt. Ein zweiter bzw. sekundärer Turbolader 110 ist ebenfalls mit einer Turbine Ts in dem zweiten separaten Abgasdurchgang 102 b so angeordnet, daß diese zur Drehung von dem Abgas her angetrieben wird. Ein Kompressor Cs ist in dem zweiten verzweigten Einlaßdurchgang 103 b angeordnet und über eine Drehwelle Ls mit der Turbine Ts gekoppelt.

Ein Teil des ersten verzweigten Einlaßdurchgangs 103 a auf der Stromaufwärtsseite bezogen auf den Kompressor Cp sowie ein Teil des zweiten verzweigten Einlaßdurchgangs 103 b auf der Stromaufwärtsseite bezogen auf den Kompressor Cs sind in einer Leitung zur Bildung eines verzweigten Teiles angeordnet, so daß in einem der ersten und zweiten ver zweigten Einlaßdurchgänge 103 a und 103 b hervorgerufene Druckwellen sich leicht zu dem anderen der ersten und zweiten verzweigten Einlaßdurchgänge 103 a und 103 b hin ausbreiten, jedoch kaum zu dem Luftstromsensor 104 hin.

Ein Abgas-Absperrventil 111 ist in einem Bereich des zweiten gesonderten Abgasdurchgangs 102 b auf der Stromaufwärtsseite bezogen auf die Turbine Ts angeordnet. Dieses Abgas-Absperr ventil 111 arbeitet so, daß der zweite separate Abgasdurch gang 102 b geschlossen wird, um zu verhindern, daß das Abgas an die Turbine Ts abgegeben wird, so daß lediglich der primäre Turbolader 109 in einer Situation arbeitet, gemäß der der Einlaßluftmassenstrom, der dem Motor 101 zugeführt wird, relativ klein ist.

Ein Teil des zweiten separaten Abgasdurchgangs 102 b auf der Stromaufwärtsseite bezogen auf das Abgas-Absperrventil 111 ist über einen Verbindungsdurchgang 112 mit einem Teil des ersten separaten Abgasdurchgangs 102 a auf der Strom aufwärtsseite bezogen auf die Turbine Tb verbunden. Der Verbindungsdurchgang 112 ist ferner mit einem Teil des Abgasdurchgangs 102 auf der Stromabwärtsseite bezogen auf die Turbinen Tp und Ts über einen Beipaß-Durchgang 118 verbunden, in welchem ein Abgasregelklappenventil 117 vor gesehen ist. Der Beipaß-Durchgang 118 bildet zusammen mit dem Verbindungsdurchgang 112 einen Teil-Abgasdurchgang, welcher die Turbinen Tp und Ts der primären und sekundären Turbolader 109 und 110 umgeht. Ein Teil des Beipaß-Durch gangs 118 auf der Stromaufwärtsseite bezogen auf das Abgas regelklappenventil 117 ist mit einem Teil des zweiten sepa raten Abgasdurchgangs 102 b zwischen dem Abgas-Absperrventil 111 und der Turbine Ts über einen Abgas-Verschiebedurchgang 114 verbunden, in welchem ein Abgas-Verschiebeventil 113 vorgesehen ist. Der Abgas-Verschiebedurchgang 114 bildet zusammen mit Teilen des Verbindungsdurchgangs 112 und des Beipaß-Durchgangs 118 einen Teil-Abgasdurchgang, der das Abgas-Absperrventil 111 umgeht.

Das Abgasregelklappenventil 117 wird durch ein Membran- Betätigungsglied 120 und eine Druckkammer des betreffenden Betätigungsgliedes 120 betätigt bzw. angetrieben, in der eine Feder zur Vorspannung des Abgasregelklappenventils vorgesehen ist. Das betreffende Abgasregelklappenventil 117 wird dadurch geschlossen gehalten. Das erwähnte Membran- Betätigungsglied ist über ein Steuerdruckrohr 132, ein Dreiwege-Magnetventil 133 und ein Steuerdruckrohr 115 mit einem Teil eines ersten verzweigten Einlaßdurchgangs 103 a auf der Stromabwärtsseite bezogen auf den Kompressor Cp verbunden. Das Magnetrelais 133 ist mit seinem Ausgangsan schluß dabei an dem Steuerdruckrohr 132 angeschlossen, und mit dem Steuerdruckrohr 115 ist einer der Eingangs anschlüsse des Dreiwege-Magnetventils 133 verbunden. Das Abgas-Verschiebeventil 113 wird von einem Membran-Betäti gungsglied 116 und einer Druckkammer des betreffenden Betä tigungsgliedes 116 betätigt, in der eine Feder enthalten ist, welche das Ventil 113 so vorspannt, daß es geschlossen ist. Dieses Betätigungsglied ist über das Steuerdruckrohr 115 mit dem Bereich des ersten verzweigten Einlaßdurchgangs 103 a auf der Stromabwärtsseite bezogen auf den Kompressor Cp verbunden. Das Steuerdruckrohr 115 ist mit einer Öffnung 145 versehen, die durch ein Magnetventil 144 so gesteuert wird, daß sie öffnet bzw. schließt.

Ein Einlaßluft-Absperrventil 121 ist in einem Bereich des zweiten verzweigten Einlaßdurchgangs 103 b auf der Stromab wärtsseite bezogen auf den Kompressor Cs angeordnet. Der zweite verzweigte Einlaßdurchgang 103 b ist ebenfalls mit einem Einlaßluft-Entlastungsdurchgang 122 versehen, welcher die Turbine Ts umgeht und in welchem ein Einlaßluft-Ent lastungsventil bzw. -Überströmventil 123 vorgesehen ist. Das Einlaßluft-Absperrventil 121 wird durch ein Membran- Betätigungsglied 124 betätigt, und das Einlaßluft- Entlastungsventil 123 wird durch ein Membran-Betätigungs glied 125 betätigt bzw. angetrieben.

Ein Steuerdruckrohr 126, welches von dem Membran-Betäti gungsglied 124 aus weg verläuft und für den Antrieb bzw. die Betätigung des Einlaßluft-Absperrventils 121 dient, ist mit einem Ausgangsanschluß eines Dreiwege-Magnetven tils 127 verbunden. Ein Steuerdruckrohr 128 verläuft von einem Membran-Betätigungsglied 119 weg und dient der Be tätigung bzw. der Steuerung des Abgas-Absperrventils 111; das betreffende Rohr ist mit einem Ausgangsanschluß eines Dreiwege-Magnetventils 129 verbunden. Ferner verläuft ein Steuerdruckrohr 130 von dem Membran-Betätigungsglied 125 weg, um das Einlaßluft-Entlastungsventil 123 zu steuern, welches mit einem Ausgangsanschluß eines Dreiwege-Magnet ventils 131 verbunden ist.

Die oben erwähnten Dreiwege-Magnetventile 127, 129, 131 und 133 sowie das Magnetventil 144 werden durch eine Steuereinheit 135 gesteuert, die durch einen Mikrocompu ter gebildet ist.

Die Steuereinheit 135 wird mit Feststellungs-Ausgangs signalen Sa, Sn, St und Sp 1 beliefert, die von dem Luft strom-Sensor 104, einem Motorgeschwindigkeits- bzw. Motor drehzahl-Sensor 161 für die Ermittlung der Motordrehzahl, einem Drosselungs-Sensor 162 für die Ermittlung des Öffnungsmaßes des Drosselventils 106 (Offnungsmaß der Drossel) und einem Luftdruck-Sensor 163 für die Ermitt lung des Luftdrucks P 1 an einer Position in Stromabwärts richtung bezüglich des Kompressors Cp in dem ersten ver zweigten Einlaßdurchgang 103 a erhalten werden, das heißt des komprimierten Luftdrucks, der dem Motor 101 zugeführt wird. Die betreffende Steuereinheit arbeitet so, daß sie die Steuersignale E 1 bis E 5 selektiv auf der Grundlage der Feststellungs-Ausgangssignale Sa, Sn, St und Sp 1 erzeugt und das Dreiwege-Magnetventil 127 mit dem Steuersignal E 1, das Dreiwege-Magnetventil 131 mit dem Steuersignal E 2, das Dreiwege-Magnetventil 129 mit dem Steuersignal E 3, das Dreiwege-Magnetventil 133 mit dem Steuersignal E 4 und das Magnetventil 144 mit dem Steuersignal E 5 speist.

Einer der Eingangsanschlüsse des Dreiwege-Magnetventils 129 ist zur Atmosphäre hin offen, und der andere der Eingangs anschlüsse ist über eine Rohrleitung 136 mit einem Unter druckbehälter 143 verbunden, dem ein Unterdruck bzw. ein negativer Druck Pn in einem Bereich auf der Stromabwärts seite bezogen auf das Drosselventil 106 in dem Einlaßdurch gang 103 über ein Prüfventil 137 zugeführt wird. Einer der Eingangsanschlüsse des Dreiwege-Magnetventils 131 ist zur Atmosphäre hin offen, und der andere der Eingangsan schlüsse ist mit dem Unterdruckbehälter 143 verbunden.

Ferner ist einer der Eingangsanschlüsse des Dreiwege- Magnetventils 127 über die Rohrleitung 136 mit dem Unterdruckbehälter 143 verbunden, und der andere der Eingangsanschlüsse ist über eine Rohrleitung 138 mit einem Druckdifferenz-Feststellungsventil 139 verbunden.

Wie in Fig. 3 dargestellt, weist das Druckdifferenz-Fest stellungsventil 139 ein Gehäuse 151 auf, in welchem drei Kammern 154, 155 und 156 mit Membranen 152 und 153 gebildet sind. Die Kammern 154 und 155 sind mit Eingangsanschlüssen 154 a bzw. 155 a versehen. Die Kammer 156 ist mit einem offenen Anschluß 158 und einem Ausgangsanschluß 157 ver sehen, der mit der Rohrleitung 138 verbunden ist. Der Ein gangsanschluß 154 a ist über eine Rohrleitung 141 mit dem Bereich des ersten verzweigten Einlaßdurchgangs 103 a auf der Stromabwärtsseite bezüglich des Kompressors Cp ver bunden, so daß eine Speisung mit dem Luftdruck P 1 erfolgt. Der Eingangsanschluß 155 a ist über eine Rohrleitung 142 mit einem Bereich des zweiten verzweigten Einlaßdurchgangs 103 b auf der Stromaufwärtsseite bezüglich des Einlaßluft- Absperrventils 121 verbunden, so daß eine Speisung mit dem Luftdruck P 2 an einer Stelle in Stromaufwärtsrichtung bezüglich des Einlaßventil-Absperrventils 121 in dem zwei ten verzweigten Einlaßdurchgang 103 b erfolgt.

Das Druckdifferenz-Feststellungsventil 139 ist ferner mit einem Ventilkörper 159 versehen, der mit den Membranen 152 und 153 verbunden ist und durch eine in der Kammer 154 angeordnete Feder 159 a vorgespannt ist. Dieser Ventilkörper 159 arbeitet so, daß der Ausgangsanschluß 157 offen gehalten wird, um die Kammer 156 zur Atmosphäre hin zu öffnen, wenn eine Druckdifferenz zwischen den Luftdrücken P 1 und P 2 relativ groß ist, während der Ausgangsanschluß 157 geschlos sen gehalten wird, wenn die Druckdifferenz zwischen den Luftdrücken P 1 und P 2 gleich oder kleiner als ein bestimm ter Druckwert Δ P ist. Wenn demgemäß das Steuerdruckrohr 126 mit der Rohrleitung 138 über das Dreiwege-Magnetven til 127 in Verbindung steht, welches durch das Steuersignal E 1 gesteuert wird, und wenn die Druckdifferenz zwischen den Luftdrücken P 1 und P 2 größer ist als der bestimmte Druckwert Δ P, dann ist das Membran-Betätigungsglied 124 zur Atmosphäre hin geöffnet, und dadurch ist das Einlaß luft-Absperrventil 121 geöffnet. Wenn demgegenüber das Steuerdruckrohr 126 mit der Rohrleitung 136 über das Drei wege-Magnetventil 127 in Verbindung steht, welches durch das Steuersignal E 1 gesteuert ist, wird der negative Druck bzw. Unterdruck an das Membran-Betätigungsglied 124 abge geben, wodurch das Einlaßluft-Absperrventil 121 verschlossen ist.

Wenn das Steuerdruckrohr 128 mit der Rohrleitung 136 über das Dreiwege-Magnetventil 129 in Verbindung steht, welches durch das Steuersignal E 3 gesteuuert ist, wird der Unter druck an das Membran-Betätigungsglied 119 abgegeben, wodurch das Abgas-Absperrventil 111 verschlossen ist, so daß ledig lich der primäre Turbolader 109 veranlaßt wird zu arbeiten. Wenn demgegenüber das Steuerdruckrohr 128 zur Atmosphäre hin offen ist, und zwar durch das Dreiwege-Magnetventil 129, welches durch das Steuersignal E 3 gesteuert wird, ist das Abgas-Absperrventil 111 geöffnet, so daß der sekundäre Turbolader 110 veranlaßt wird zu arbeiten, und zwar zusätzlich zu dem primären Turbolader 109.

Fig. 4 veranschaulicht in einem Kennlinienfeld die Betriebs bedingungen des Abgas-Absperrventils 111, des Abgas-Ver schiebeventils 113, des Abgasregelklappenventils 117, des Einlaßluft-Absperrventils 121 und des Einlaßluft-Ent lastungsventils 123. Bei dem Kennliniendiagramm gemäß Fig. 4 ist auf der Abszissenachse die Motordrehzahl angegeben, und in der Ordinatenachse ist die Motorbelastung angegeben, die durch den Öffnungsgrad der Drossel bzw. Drosselklappe dargestellt ist, wobei der Maximalwert dieser Öffnung mit Dm bezeichnet ist. Das betreffende Kennliniendiagramm bzw. -feld ist in Form eines Datenverzeichnisses in einem in der Steuereinheit 135 enthaltenen Speicher gespeichert.

In Übereinstimmung mit dem Kennliniendiagramm gemäß Fig. 4 wird das Abgas-Verschiebeventil 113 vom geschlossenen Zu stand in den offenen Zustand und vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand entsprechend einer gemeinsamen Linie Le geändert. Demgegenüber wird das Dreiwege-Magnet ventil 131 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand verschoben bzw. verändert, um die Öffnung des Einlaßluft-Entlastungs ventils 123 vom geschlossenen Zustand zu bewirken. Dies geschieht in Übereinstimmung mit einer Linie L 1, die die Betriebsbedingung des Motors anzeigt, gemäß der der Motor 101 mit einer Einlaßluftmassenströmung Q 1 und unter der Betriebsbedingung arbeitet, gemäß der der betreffende Motor 101 bei der Motordrehzahl N 1 arbeitet, während eine Überführung vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand erfolgt, um die Überführung des Einlaßluft-Entlastungsventils 123 vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand zu bewirken. Dies geschieht in Übereinstimmung mit einer Linie L 2, die die Betriebsbedingung des Motors angibt, gemäß der der betreffende Motor 101 mit einem Einlaßluftmassen strom Q 2 und unter der Betriebsbedingung arbeitet, gemäß der der betreffende Motor 101 bei der Motordrehzahl N 2 arbeitet. Die Dreiwege-Magnetventile 129 und 133 werden vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand verändert, um das Abgas- Absperrventil 111 bzw. das Abgasregelklappenventil 117 vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand zu über führen, und zwar entsprechend einer Linie L 3, welche die Betriebsbedingung des Motors anzeigt, gemäß der der Motor 101 mit dem Einlaßluftmassenstrom Q 3 arbeitet, und unter der Betriebsbedingung, gemäß der der Motor 101 mit der Motordrehzahl N 3 arbeitet. Demgegenüber wird eine Überführung des betreffenden Ventils vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand bewirkt, um das Abgas-Absperrventil 111 und das Abgasregelklappenventil 117 vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand zu überführen, und zwar in Übereinstimmung mit einer Linie L 4, die die Betriebsbedingung des Motors für den Fall anzeigt, daß der Motor 101 mit dem Einlaßluftmassenstrom Q 4 arbeitet, und unter der Betriebsbedingung, daß der Motor 101 mit der Motordrehzahl N 4 arbeitet. Das Dreiwege-Magnetventil 127 wird vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand überführt, um das Einlaßluft-Absperrventil 121 vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand zu überführen, und zwar in Übereinstimmung mit einer Linie L 5, welche die Motor betriebsbedingung für den Fall anzeigt, daß der Motor 101 mit dem Einlaßluftmassenstrom Q 5 arbeitet und die Betriebsbedingung vorliegt, daß der Motor 101 mit der Motordrehzahl N 5 arbeitet. Demgegenüber wird das betreffende Ventil vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand überführt, um das Einlaßluft-Absperrventil 121 vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand zu überführen, was in Übereinstimmung mit einer Linie L 6 erfolgt, welche die Motorbetriebs bedingung anzeigt, gemäß der der Motor 101 mit dem Einlaßluftmassenstrom Q 6 arbeitet und die Betriebsbedingung vorliegt, gemäß der der Motor 101 bei der Motordrehzahl N 6 betrieben ist.

In dem Kennliniendiagramm gemäß Fig. 4 ist ein Betriebsbe reich, bei dem die Linie L 4 als untere Grenze vorhanden ist, so festgelegt, daß er der Betriebsbedingung des Motors 101 für den Fall entspricht, daß der den im Motor 101 gebildeten Verbrennungskammern zugeführte Einlaßluftmassen strom relativ groß ist. Ferner sind ein Betriebsbereich zwischen den Linien L 2 und L 4 sowie ein Betriebsbereich vorgesehen, bei dem die Linie L 2 eine obere Grenze ist. Diese Betriebsbereiche entsprechen der Betriebsbedingung des Motors 101, gemäß der der Einlaßluftmassenstrom, welcher den im Motor 101 gebildeten Verbrennungskammern zugeführt wird, relativ klein ist.

Wenn sich die Betriebsbedingung des Motors 101 in dem Be triebsbereich befindet, der die Linie L 2 als obere Grenze hat, arbeitet die Steuereinheit 135 so, daß jedes der Ab gas-Absperrventile 111 und das Einlaßluft-Absperrventil 121 geschlossen gehalten werden, während im Gegensatz dazu das Einlaßluft-Entlastungventil 123 offen ist, so daß ledig lich der primäre Turbolader 109 veranlaßt wird, für die Aufladung des Motors 101 zu arbeiten. Wenn der dem Motor 101 zugeführte Einlaßluftmassenstrom derart angestiegen ist, daß die Linie L 2 überlaufen wird, und wenn die Betriebsbe dingung des Motors 101 in den Betriebsbereich zwischen den Linien L 2 und L 4 bewegt worden ist, arbeitet die Steuereinheit 135 so, daß das Einlaßluft-Entlastungsventil bzw. -Überströmventil 123 geschlossen wird. Im Zuge dieses Vorgangs wird, bevor das Einlaßluft-Entlastungsventil 123 geschlossen wird, das Abgas-Verschiebeventil 113 geöffnet, wenn der dem Motor 101 zugeführte Einlaßluftmassenstrom so angestiegen ist, daß die Linie Le überschritten wird, wodurch das Abgas etwas an die Turbine Ts des sekundären Turboladers 110 durch den Abgas-Verschiebedurchgang 114 unter einer Bedingung abgegeben wird, gemäß der das Einlaß luft-Entlastungsventil 123 offen ist. Dies führt dazu, daß die Turbine Ts so angetrieben wird, daß sie sich durch das Abgas dreht, welches durch den Abgas-Verschiebedurch gang 114 strömt, so daß der sekundäre Turbolader 110 seiner vorläufigen Drehung ausgesetzt ist, bevor das Abgas-Absperr ventil 111 geöffnet wird.

Wenn danach der Einlaßluftmassenstrom im Motor 101 weiter ansteigt, um die Linie L 4 zu überlaufen, und wenn die Betriebsbedingung des Motors 101 in den Betriebsbereich bewegt worden ist zwischen den Linien L 4 und L 6, arbeitet die Steuereinheit 135 so, daß das Abgas-Absperrventil 111 geöffnet wird. Wenn sodann der dem Motor 101 zugeführte Einlaßluftmassenstrom noch weiter ansteigt, um die Linie L 6 zu überlaufen, und die Betriebsbedingung des Motors 101 in den Betriebsbereich verschoben worden ist, der die Linie L 6 als untere Grenze aufweist, arbeitet die Steuer einheit 135 so, daß das Einlaßluft-Absperrventil 121 ge öffnet wird, so daß die Turbine Tp des primären Turbola ders 109 und die Turbine Ts des sekundären Turboladers 110 so angetrieben sind, daß sie sich durch das Abgas drehen, welches durch die ersten und zweiten separaten Abgasdurchgänge 102 a bzw. 102 b strömt, wodurch beide Turbo lader, nämlich der primäre Turbolader 109 und der sekundäre Turbolader 110, veranlaßt sind, zur Aufladung des Motors 101 zu arbeiten.

Wie oben beschrieben, wird mit Rücksicht darauf, daß der sekundäre Turbolader 110 vorläufig durch das Abgas gedreht wird, welches ihm durch das Abgas-Verschiebeventil 113 zugeführt ist, und zwar unter der Bedingung, daß das Ein laßluft-Überströmventil 123 offen ist, bevor er zur Auf ladung des Motors 101 zu arbeiten beginnt, und mit Rück sicht darauf, daß das Einlaßluft-Überströmventil 123 geschlossen ist, bevor das Abgas-Absperrventil 111 geöffnet ist, der sekundäre Turbolader 110 unter hinreichend hoher vorläufiger Drehung zur Aufladung des Motors 101 zu arbeiten beginnen. Demgemäß ist das Ansprechen auf das Aufladen durch den sekundären Turbolader 110 verbessert, und ein in dem Motor 101 entstehender Drehmomentstoß ist mit Sicherheit unterdrückt, wenn der sekundäre Turbolader 110 zum Zwecke des Aufladens des Motors 101 zu arbeiten beginnt.

Die Steuereinheit 135 arbeitet ferner so, daß das Drei wege-Magnetventil 133 mit dem Steuersignal E 4 gespeist wird, um das betreffende Magnetventil 133 zu veranlassen, das Membran-Betätigungsglied 120 mit dem Luftdruck P 1 zu speisen, der durch das Steuerdruckrohr 115 erhalten wird, wenn das Abgas-Absperrventil 111 geöffnet ist. Unter einer Bedingung, gemäß der der Betriebszustand des Motors 101 im Arbeitsbereich liegt, in welchem die Linie 106 die untere Grenze ist, und damit der primäre Turbolader 109 und der sekundäre Turbolader 110 gleichzeitig zur Aufladung des Motors 101 arbeiten, wenn der Luftdruck P 1, das heißt die den Motor 101 zugeführte komprimierte Druckluft einen be stimmten Wert erreicht, ist somit das Abgasregelklappen ventil 117 durch das Membran-Ventil 120 geöffnet, um zu bewirken, daß ein Teil des Abgases durch die ersten und zweiten separaten Abgasdurchgänge 102 a und 102 b strömt und durch den Beipaß-Durchgang 118 hindurchgelangt, ohne indessen durch die Turbinen Tp und Ts des primären bzw. sekundären Turboladers 109 bzw. 110 zu gelangen, um zu verhindern, daß der Druck der dem Motor 101 zugeführten komprimierten Luft den bestimmten Wert überschreitet. Dies bedeutet, daß das Abgasregelklappenventil 117 so betrieben wird, daß der Druck der dem Motor 101 zugeführten kompri mierten Luft auf den bestimmten Wert begrenzt wird, wenn die beiden Turbolader 109 und 110 für das Aufladen des Motors 101 arbeiten.

Andererseits wird unter einer Bedingung, gemäß der lediglich der primäre Turbolader 109 für die Aufladung des Motors 101 arbeitet und damit das Abgasregelklappenventil 117 geschlossen gehalten ist, wenn der dem Motor 101 zugeführte Einlaßluftmassenstrom so angestiegen ist, daß die in Fig. 4 gezeigte Linie Le überlaufen wird und daß der Luftdruck P 1 den bestimmten Wert erreicht hat, das Abgas-Verschiebe ventil 113 geöffnet, um den sekundären Turbolader 110 zu veranlassen, seiner vorläufigen Drehung ausgesetzt zu werden. Während der vorläufigen Drehung des sekundären Turboladers 110 wird verhindert, daß der Druck der dem Motor 101 zugeführten komprimierten Luft nennenswert an steigt, und zwar durch den Einlaßluft-Überströmdurch gang 122, wobei das Einlaßluft-Überströmventil 123 so arbeitet, daß es öffnet und den Einlaßluft-Überströmdurch gang 122 schließt. Dies bedeutet, daß der Einlaßluft-Über strömdurchgang 122 und das Einlaßluft-Überströmventil 123 so arbeiten, daß die Aufladung durch den sekundären Turbo lader 110 weitgehend unwirksam ist während der vorläufigen Drehung des sekundären Turboladers 110. Demgemäß funktioniert das Abgas-Verschiebeventil 113 so, daß der Druck der dem Motor 101 zugeführten komprimierten Luft auf den bestimmten Wert dann begrenzt ist, wenn allein der primäre Turbolader 109 für die Aufladung des Motors 101 arbeitet.

Fig. 5 veranschaulicht in einem Kennliniendiagramm Opera tionen des Abgas-Absperrventils 111, des Abgas-Verschiebe ventils 113 und des Abgasregelklappenventils 117 sowie Variationen im Abgasdruck. Das Kennliniendiagramm gemäß Fig. 5 zeigt auf seiner Abszissenachse die Zeit; eine erste Ordinatenachse gibt einen Ventilöffnungsbereich für die Operationen des Abgas-Absperrventils 111, des Abgas-Ver schiebeventils 113 und des Abgasregelklappenventils 117 an, und eine zweite Ordinatenachse gibt den Druck für Variationen bzw. Veränderungen im Abgasdruck an einer Position in Stromaufwärtsrichtung bezüglich der Turbine Tp in dem ersten separaten Abgasdurchgang 102 a an. Dieser Druck wird als vorderer Abgasdruck PTU bezeichnet. Ferner gibt die zweite Ordinatenachse den Druck für Veränderungen im Abgasdruck an einer Stelle in Stromabwärtsrichtung be züglich der Turbine Tp in dem ersten separaten Abgasdurch gang 102 a an; dieser Druck ist als hinterer Abgasdruck PTD bezeichnet.

Gemäß dem in Fig. 5 gezeigten Kennliniendiagramm sind das Abgas-Absperrventil 111, das Abgas-Verschiebeventil 113 und das Abgasregelklappenventil 117 geschlossen, wenn der Einlaßluftmassenstrom im Einlaßdurchgang 103 relativ ge ring ist, so daß der sekundäre Turbolader 110 nicht arbei tet, wobei der vordere und der hintere Abgasdruck PTU, PTD jeweils niedrig ist. Mit steigendem Einlaßluft massenstrom 103 steigen dann der vordere und hintere Abgasdruck PTU und PTD jeweils an, und zunächst wird das Abgas-Verschiebeventil 113 geöffnet, so daß sein Ventil öffnungsbereich zunimmt. Wenn danach das Abgas-Absperrventil 111 geöffnet ist, nimmt der Ventilöffnungsbereich des Abgas- Verschiebeventils 113 vorübergehend ab, um ein bestimmter konstanter Wert zu sein, und sodann wird das Abgasregel klappenventil 117 geöffnet. Ferner wird unmittelbar nach Öffnen des Abgas-Absperrventils 111 der vordere Abgasdruck PTU plötzlich abnehmen, um eine Differenz zwischen den vorderen und hinteren Abgasdrücken PTU und PTD zu reduzie ren, und danach steigt er wieder an.

Das Abgas-Verschiebeventil 113 und das Abgasregelklappen ventil 117 sind so angeordnet, daß sie dieselbe Betriebs charakteristik in bezug auf den Luftdruck P 1 haben. Sie sind dabei an einer Stelle in Stromabwärtsrichtung bezüg lich des Kompressors Cp in dem ersten verzweigten Einlaß durchgang 103 a in einer solchen Art und Weise angeordnet, daß das Abgas-Verschiebeventil 113 und das Abgasregel klappenventil 117 jeweils vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand und vom offenen Zustand in den ge schlossenen Zustand beim selben Wert des Luftdrucks P 1 überführt werden und auf Änderungen im Luftdruck P 1 hin eine Änderung im Ventilöffnungsgrad in gleicher Weise vornehmen, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, so daß der Druck der dem Motor 101 zugeführten komprimierten Luft richtig auf denselben bestimmten Wert jeweils durch das Abgas- Verschiebeventil 113 und das Abgasregelklappenventil 117 begrenzt ist. Um dies zu erreichen sind das Abgas-Ver schiebeventil 113 sowie das Abgasregelklappenventil 117 und jedes der Membran-Betätigungsglieder 116 und 120, welche das Abgas-Verschiebeventil 113 bzw. das Abgasregelklappen ventil 117 betätigen bzw. steuern und beispielsweise in der in Fig. 7 gezeigten Weise aufgebaut sind, insbesondere wie folgt ausgelegt.

Im Falle des Abgas-Verschiebeventils 113 und des Membran- Betätigungsgliedes 116, welches das Abgas-Verschiebeventil 113 betreibt, sind mit Rücksicht darauf, daß der vordere Abgasdruck PTU und der hintere Abgasdruck PTD dem Abgas- Verschiebeventil 113 zugeführt werden, welches von der Stromaufwärtsseite bzw. Stromabwärtsseite her in dem Abgas- Verschiebedurchgang 114 in seinen geschlossenen Zustand gebracht ist, die folgenden Gleichungen zu erfüllen, um den Luftdruck P 1 zu begrenzen, das heißt den Druck der an den Motor 101 zugeführten komprimierten Luft, beispiels weise auf einen Maximalwert Po:

SFs = TFs + Fs
= Po × As + (PTU - PTD) _Pos × Ks
= Po × As + Δ P _P × Ks (1)

Hierbei gibt SFs eine Kraft an, die auf eine Membran DM durch eine Feder SP ausgeübt wird, welche in dem Membran- Betätigungsglied 116 verwendet ist, wie dies in Fig. 7 veranschaulicht ist. Mit TFs ist eine Kraft bezeichnet, die auf die Membran DM wirkt, welche in dem Membran-Be tätigungsglied 116 verwendet ist, und zwar durch den Luft druck P 1, dessen Maximalwert Po ist, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Mit As ist der effektive Bereich der Membran DM bezeichnet, der für die Aufnahme des Luftdrucks P 1 ver wendet wird, wie dies Fig. 7 veranschaulicht. Mit Fs ist eine Kraft bezeichnet, die auf das Abgas-Verschiebeven til 113 in einer solchen Art und Weise wirkt, daß dieses geöffnet wird, wie dies Fig. 7 veranschaulicht. Mit (PTU- PTD) _Pos oder Δ P _P ist eine Druckdifferenz zwischen den vorderen und hinteren Abgasdrücken PTU und PTD bezeichnet, wenn der Luftdruck P 1 den Maximalwert Po hat. Mit Ks ist die Übersetzung bzw. der Einfluß des Abgas-Verschiebeven tils 113 bezeichnet.

Die Kraft Fs ändert sich in Abhängigkeit von Variationen in der Druckdifferenz Δ P _p, und die Druckdifferenz Δ P _p wird als Differenz zwischen dem vorderen Abgasdruck PTU und dem hinteren Abgasdruck PTD zu einem Zeitpunkt t ₁ un mittelbar vor Öffnen des Abgas-Absperrventils 111 erhalten, und zwar auf der Grundlage des Kennlinienfeldes gemäß Fig. 5. Das Membran-Betätigungsglied 116 ist sodann so ausgelegt, daß die durch die Feder SP bewirkte Kraft SFs und der effektive Bereich As der Membran DM für die Auf nahme des Luftdrucks P 1 jeweils die obige Gleichung (1) erfüllen; das Abgas-Verschiebeventil 113 ist so ausgelegt, daß die Hebelwirkung Ks der obigen Gleichung (1) genügt.

Ferner sind im Falle des Abgasregelklappenventils 117 und des dieses Ventil 117 steuernden Membran-Betätigungsglie des 120 mit Rücksicht darauf, daß der vordere Abgasdruck PTU und der hintere Abgasdruck PTD auf das in den ge schlossenen Zustand gebrachte Ventil 117 von den Aufwärts und Abwärtsströmungsseiten in dem Beipaßdurchgang 118 aus geübt sind, die folgenden Gleichungen zu erfüllen, um den Luftdruck P 1 zu begrenzen, das heißt den Druck der an den Motor 101 abgegebenen komprimierten Luft ebenfalls auf den maximalen Wert Po zu begrenzen. Dazu gelten:

SFw = TFw + Fw
= Po × Aw + (PTU - PTD) _Pow × Kw
= Po × Aw + Δ Pq × Kw (2)

Hierbei ist mit SFw eine Kraft bezeichnet, die auf die Membran DM durch eine Feder SP bewirkt bzw. ausgeübt wird, welche in dem Membran-Betätigungsglied 120 verwendet ist, wie es Fig. 7 veranschaulicht. Mit TFw ist eine Kraft be zeichnet, die auf die Membran DM, welche in dem Membran- Betätigungsglied 120 verwendet ist, durch den Luftdruck P 1 bewirkt wird, der den Maximalwert Po hat, wie dies Fig. 7 veranschaulicht. Mit Aw ist ein effektiver Bereich der Membran DM bezeichnet, der für die Aufnahme des Luft drucks P 1 in dem in Fig. 7 gezeigten Membran-Betätigungs glied 120 verwendet ist. Mit Fw ist die Kraft bezeichnet, die auf das Abgas-Verschiebeventil 113 in einer solchen Art und Weise wirkt, daß dieses Ventil geöffnet ist, wie in Fig. 7veranschaulicht. Mit (PTU+PTD) _Pow oder mit Δ P _q ist eine Druckdifferenz zwischen dem vorderen und hinteren Abgasdruck PTU bzw. PTD für den Fall bezeichnet, daß der Luftdruck P 1 den Maximalwert Po hat. Mit Kw ist die Hebelwirkung des Abgasregelklappenventils 117 angegeben.

Die Kraft Fw ändert sich in Abhängigkeit von Änderungen in der Druckdifferenz Δ P _q, und die Druckdifferenz Δ P _q wird als Differenz zwischen dem vorderen Abgasdruck PTU und dem hinteren Abgasdruck PTD zum Zeitpunkt t ₂ unmittel bar nach Öffnen des Abgas-Absperrventils 111 erhalten, und zwar auf der Grundlage des in Fig. 5 dargestellten Kennliniendiagramms. Sodann ist das Membran-Betätigungsglied 120 so ausgelegt, daß die durch die Feder SP ausgeübte Kraft SFw und der effektive Bereich Aw der Membran DM für die Aufnahme des Luftdrucks P 1 jeweils die obige Glei chung (2) erfüllen; das Abgasregelklappenventil 117 ist so ausgelegt, daß es die Hebelwirkung Kw hat, die der obigen Gleichung (2) genügt.

Die Steuereinheit 135 wird ferner so betrieben, daß das Magnetventil 144 mit dem Steuersignal E 5 so gespeist wird, daß die Öffnung 145 veranlaßt wird, sich in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors 101, wie der Motordrehzahl, zu ändern. Mit einer solchen Steuerung bezüglich der Öffnung 145 wird der Maximalwert des Drucks der dem Motor 101 zuge führten komprimierten Luft, auf den der Druck der kompri mierten Luft durch das Abgas-Verschiebeventil 113 oder das Abgasregelklappenventil 117 begrenzt wird, in Ab hängigkeit vom Betriebszustand des Motors 101 eingestellt.

Ein Beispiel eines Betriebsprogramms für die Steuerung der Dreiwege-Magnetventile 129, 133, 127 und 131 für die Betätigung des Abgas-Absperrventils 111, des Abgasregel klappenventils 117, des Einlaßluft-Absperrventils 121 und des Einlaßluft-Überströmventils 123 wird in der Steuerein heit 135 in Übereinstimmung mit einem Flußdiagramm ausge führt, wie es in Fig. 8a, 8b und 8c veranschaulicht ist.

In Übereinstimmung mit dem in Fig. 8a, 8b und 8c gezeigten Flußdiagramm wird zunächst beim Schritt 171 eine Initialisierung bzw. Initial-Anordnung durchgeführt, um ein Kennzeichen bzw. Flag F 1 auf 1 und jedes der Kennzeichen bzw. Flags F 2 bis F 6 auf 0 zu setzen. Wie in Fig. 4 veran schaulicht, ist nach der Initial-Anordnung das Flag F 1 auf 1 und jedes der Flags F 2 bis F 6 auf 0 gesetzt, wenn der Einlaßluftmassenstrom oder die Motordrehzahl so absinken, daß die Linie L 1 überlaufen wird, während das Flag F 2 auf 1 und die Flags F 1 und F 3 bis F 6 jeweils auf 0 gesetzt sind, wenn der Einlaßluftmassenstrom oder die Motordrehzahl so erhöht sind, daß die Linie L 2 überlaufen ist. Das Flag F 3 ist auf 1, und die Flags F 1, F 2 sowie F 4 bis F 6 sind jeweils auf 0 gesetzt, wenn der Einlaßluft massenstrom oder die Motordrehzahl derart abgesunken sind, daß die Linie L 3 überlaufen wird. Das Flag F 4 ist auf 1, und die Flags F 1 bis F 3, F 5 und F 6 sind jeweils auf 0 gesetzt, wenn der Einlaßluftmassenstrom oder die Motor drehzahl so erhöht sind, daß die Linie L 4 überlaufen ist. Das Flag F 5 ist auf 1 und jedes der Flags F 1 bis F 4 und F 6 auf 0 gesetzt, wenn der Einlaßluftmassenstrom oder die Motordrehzahl derart vermindert sind, daß die Linie L 5 überlaufen ist. Das Flag F 6 ist auf 1 und die Flags F 1 bis F 5 jeweils auf 0 gesetzt, wenn der Einlaßluft massenstrom oder die Motordrehzahl so angestiegen sind, daß die Linie L 6 überlaufen ist.

Sodann werden beim Schritt 172 die von den Sensoren 104, 161, 162 und 163 her erhaltenen Feststellungs-Ausgangs signale Sa, Sn, St und Sp 1 gespeichert. Ferner werden beim Schritt 173 der Einlaßluftmassenstrom Q 1 und die Motordreh zahl N 1, durch die Linie L 1 gekennzeichnet, der Einlaß luftmassenstrom Q 2 und die Motordrehzahl N 2, gekennzeich net durch die Linie L 2, sowie der Einlaßluftmassenstrom Q 3 und die Motordrehzahl N 3, gekennzeichnet durch die Linie L 3, sowie der Einlaßluftmassenstrom Q 4 und die Motordrehzahl N 4, gekennzeichnet durch die Linie L 4, sowie der Einlaß luftmassenstrom Q 5 und die Motordrehzahl N 5, gekennzeichnet durch die Linie L 5, und der Einlaßluftmassenstrom Q 6 und die Motordrehzahl N 6, gekennzeichnet durch die Linie L 6, gespeichert.

Danach wird beim Schritt 176 überprüft, ob das Flag F 1 eine 1 ist oder nicht. Wenn das Flag F 1 eine 1 ist, wird beim Schritt 177 überprüft, ob der Einlaßluftmassenstrom Q größer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 2 oder nicht. Wenn der Einlaßluftmassenstrom Q gleich dem oder kleiner als der Einlaßluftmassenstrom Q 2 ist, wird überprüft, ob die durch das Erfassungs-Ausgangssignal Sn gegebene Motor drehzahl N höher ist als die Drehzahl N 2 oder nicht. Diese Überprüfung erfolgt beim Schritt 178.

Wenn beim Schritt 177 geklärt ist, daß der Einlaßluftmassen strom Q größer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 2, oder wenn beim Schritt 178 geklärt ist, daß die Motordreh zahl N höher ist als die Motordrehzahl N 2, wird beim Schritt 179 des Flag F 2 auf 1 gesetzt, und das Steuersignal E 2 wird an das Dreiwege-Magnetventil 131 abgegeben, so daß dieses Magnetventil 131 in den AUS-Zustand gebracht wird, wodurch das Einlaßluft-Überströmventil veranlaßt wird zu schließen. Dies geschieht beim Schritt 180. Sodann kehrt der Vorgang zum Schritt 172 zurück. Ist demgegenüber die Motordrehzahl N gleich der Motordrehzahl N 2 oder niedriger als diese infolge der Überprüfung beim Schritt 178, dann kehrt der Prozeß direkt vom Schritt 178 zum Schritt 172 zurück.

Falls beim Schritt 176 geklärt wird, daß das Flag F 1 eine 0 ist, wird beim Schritt 181 überprüft, ob das Flag F 2, F 4 oder F 6 eine 1 ist oder nicht. Wenn das Flag F 2, F 4 oder F 6 eine 1 ist, wird beim Schritt 182 ferner überprüft, ob das Flag F 2 eine 1 ist oder nicht. Falls das Flag F 2 eine 1 ist, wird sodann überprüft, ob der Einlaßluftmassen strom Q größer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 4 oder nicht; dies geschieht beim Schritt 183. Falls der Einlaß luftmassenstrom Q gleich dem Einlaßluftmassenstrom Q 4 oder niedriger als dieser ist, wird beim Schritt 184 überprüft, ob die Motordrehzahl N höher ist als die Motordrehzahl N 4 oder nicht.

Wenn beim Schritt 183 geklärt wird, daß der Einlaßluft massenstrom Q größer ist als der Einlaßluftstrom Q 4, oder wenn beim Schritt 184 geklärt wird, daß die Motordrehzahl N höher ist als die Motordrehzahl N 4, wird beim Schritt 185 das Flag F 4 auf 1 gesetzt, und die Steuersignale E 3 und E 4 werden an die Dreiwege-Magnetventile 129 bzw. 133 abgegeben, so daß diese Magnetventile 129 und 133 in den EIN-Zustand gebracht werden. Dadurch werden das Abgas- Absperrventil 111 und das Abgasregelklappenventil 117 beim Schritt 186 geöffnet. Der Vorgang kehrt dann zum Schritt 172 zurück.

Ist demgegenüber infolge der Überprüfung beim Schritt 184 die Motordrehzahl N gleich der Motordrehzahl N 4 oder niedri ger als diese, wird beim Schritt 187 überprüft, ob der Einlaßluftmassenstrom Q niedriger ist als der Einlaßluft strom Q 1 oder nicht. Falls der Einlaßluftmassenstrom Q geringer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 1, wird ferner beim Schritt 188 überprüft, daß bzw. ob die Motordrehzahl N niedriger ist als die Motordrehzahl N 1 oder nicht. Wenn beim Schritt 187 geklärt ist, daß der Einlaßluftmassenstrom Q gleich dem Einlaßluftmassenstrom Q 1 oder niedriger als dieser ist, und wenn beim Schritt 188 geklärt ist, daß die Motordrehzahl gleich der Motordrehzahl N 1 oder höher als diese ist, kehrt der Prozeß zum Schritt 172 zurück. Falls demgegenüber infolge der Überprüfung beim Schritt 188 die Motordrehzahl N niedriger ist als die Motordrehzahl N 1, wird beim Schritt 189 das Flag F 1 auf 1 gesetzt, und das Steuersignal E 2 wird an das Dreiwege-Magnetventil 131 abgegeben, so daß dieses Magnetventil 131 in den EIN-Zustand gebracht wird, wodurch das Einlaßluft-Überströmventil 123 veranlaßt wird zu öffnen. Dies geschieht beim Schritt 190. Sodann kehrt der Prozeß zum Schritt 172 zurück.

Wenn beim Schritt 182 geklärt ist, daß das Flag F 2 eine Null ist, wird beim Schritt 191 überprüft, ob das Flag F 4 eine 1 ist. Falls das Flag F 4 eine 1 ist, wird sodann beim Schritt 192 überprüft, ob der Einlaßluftmassenstrom Q größer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 6 oder nicht. Falls der Einlaßluftmassenstrom Q gleich dem Einlaßluft massenstrom Q 6 oder niedriger als dieser ist, wird beim Schritt 193 überprüft, ob die Motordrehzahl N höher ist als die Motordrehzahl N 6 oder nicht.

Wenn beim Schritt 192 geklärt ist, daß der Einlaßluft massenstrom Q größer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 6, oder wenn beim Schritt 193 geklärt ist, daß die Motor drehzahl N höher ist als die Motordrehzahl N 6, wird beim Schritt 194 das Flag F 6 auf 1 gesetzt, und das Steuersignal E 1 wird an das Dreiwege-Magnetventil 127 abgegeben, so daß dieses Ventil 127 in den EIN-Zustand gebracht wird. Dadurch wird beim Schritt 195 das Einlaßluft-Überström ventil 121 veranlaßt zu öffnen. Der Prozeß kehrt dann zum Schritt 172 zurück. Wenn im Gegensatz dazu infolge der Überprüfung beim Schritt 193 ermittelt wird, daß die Motor drehzahl N gleich der Motordrehzahl N 6 oder niedriger als diese ist, wird beim Schritt 196 überprüft, ob der Einlaß luftmassenstrom Q geringer ist als der Einlaßluftmassen strom Q 3 oder nicht. Fall der Einlaßluftmassenstrom Q ge ringer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 3, wird ferner beim Schritt 197 überprüft, ob bzw. daß die Motordrehzahl N niedriger ist als die Motordrehzahl N 3 oder nicht. Wenn beim Schritt 196 geklärt ist, daß der Einlaßluftmassen strom Q gleich dem Einlaßluftmassenstrom Q 3 oder höher als dieser ist, oder wenn beim Schritt 197 geklärt ist, daß die Motordrehzahl N gleich der Motordrehzahl N 3 oder höher als diese ist, kehrt der Prozeß zum Schritt 172 zurück.

Falls andererseits die Motordrehzahl N niedriger ist als die Motordrehzahl N 3, und zwar als Ergebnis der Überprüfung gemäß dem Schritt 197, wird beim Schritt 198 das Flag F 3 auf 1 gesetzt, und die Steuersignale E 3 und E 4 werden an die Dreiwege-Magnetventile 129 bzw. 133 abgegeben, so daß diese Magnetventile 129 und 133 in den AUS-Zustand gebracht werden. Dies bewirkt beim Schritt 199, daß das Abgas- Absperrventil 111 und das Abgasregelklappenventil 117 geschlossen werden. Der Prozeß kehrt dann zum Schritt 172 zurück.

Falls beim Schritt 191 geklärt wird, daß das Flag F 4 eine Null ist, wird beim Schritt 200 überprüft, ob der Einlaßluftmassenstrom Q geringer ist als der Einlaßluft massenstrom Q 5 oder nicht. Falls der Einlaßluftmassenstrom Q geringer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 5, wird ferner beim Schritt 201 überprüft, ob bzw. daß die Motordrehzahl N niedriger ist als die Motordrehzahl N 5 oder nicht. Wenn beim Schritt 200 geklärt ist, daß der Einlaßluftmassen strom Q gleich dem Einlaßluftmassenstrom Q 5 oder höher als dieser ist, oder wenn beim Schritt 201 geklärt ist, ob bzw. daß die Motordrehzahl N gleich der Motordrehzahl N 5 oder höher als diese ist, kehrt der Prozeß zum Schritt 172 zurück. Ist demgegenüber als Ergebnis der Überprüfung beim Schritt 201 die Motordrehzahl N niedriger als die Motordrehzahl N 5, wird beim Schritt 202 das Flag F 5 auf 1 gesetzt, und das Steuersignal E 1 wird an das Dreiwege- Magnetventil 127 abgegeben, so daß dieses Magnetventil 127 in den AUS-Zustand gebracht wird, um beim Schritt 203 das Einlaßluft-Absperrventil 121 zu veranlassen zu schließen. Der Prozeß kehrt dann zum Schritt 172 zurück.

Wenn beim Schritt 181 geklärt ist, daß keines der Flags F 2, F 4 und F 6 eine 1 ist, wird beim Schritt 204 überprüft, ob das Flag F 3 eine 1 ist oder nicht. Falls das Flag F 3 eine 1 ist, wird sodann beim Schritt 205 überprüft, ob der Einlaßluftmassenstrom Q geringer ist als der Einlaß luftmassenstrom Q 1 oder nicht. lst der Einlaßluftmassen strom Q geringer als der Einlaßluftmassenstrom Q 1, wird ferner beim Schritt 206 überprüft, ob bzw. daß die Motor drehzahl N niedriger ist als die Motordrehzahl N 1 oder nicht. Falls als Ergebnis der Überprüfung beim Schritt 206 festgestellt wird, daß die Motordrehzahl N geringer ist als die Motordrehzahl N 1, wird beim Schritt 207 das Flag F 1 auf 1 gesetzt, und das Steuersignal E 2 wird dem Dreiwege-Magnetventil 131 zugeführt, so daß dieses in den EIN-Zustand gebracht wird, um das Einlaßluft-Überström ventil 123 zu veranlassen zu öffnen. Dies geschieht beim Schritt 208. Der Prozeß kehrt dann zum Schritt 272 zurück.

Wenn beim Schritt 205 geklärt ist, ob bzw. daß der Einlaß luftmassenstrom Q gleich dem Einlaßluftmassenstrom Q 1 oder höher als dieser ist, oder wenn beim Schritt 206 geklärt ist, ob bzw. daß die Motordrehzahl N gleich der Motordreh zahl N 1 oder höher als diese ist, wird beim Schritt 209 überprüft, ob der Einlaßluftmassenstrom Q größer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 4 oder nicht. Falls der Einlaß luftmassenstrom Q gleich dem Einlaßluftmassenstrom Q 4 oder niedriger als dieser ist, wird beim Schritt 210 überprüft, ob die Motordrehzahl N höher ist als die Motordrehzahl N 4 oder nicht.

Falls als Ergebnis der Überprüfung beim Schritt 210 ermittelt wird, daß die Motordrehzahl gleich der Motordrehzahl N 4 oder niedriger als diese ist, kehrt der Prozeß zum Schritt 172 zurück. Falls demgegenüber beim Schritt 209 geklärt wird, daß der Einlaßluftmassenstrom Q höher bzw. größer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 4, oder wenn beim Schritt 210 geklärt wird, daß die Motor drehzahl N höher ist als die Motordrehzahl N 4, wird beim Schritt 211 das Flag F 4 auf 1 gesetzt, und die Steuersignale E 3 und E 4 werden den Dreiwege-Magnetventilen 129 bzw. 133 zugeführt, so daß diese in den EIN-Zustand gebracht werden, um das Abgas-Absperrventil 111 und das Abgasregelklappen ventil 127 zu veranlassen zu öffnen. Dies geschieht beim Schritt 212. Der Prozeß kehrt dann zum Schritt 172 zurück.

Wenn beim Schritt 204 geklärt ist, daß das Flag F 3 eine 0 ist, wird überprüft, ob der Einlaßluftmassenstrom Q geringer ist als der Einlaßluftmassenstrom oder nicht. Dies geschieht beim Schritt 213. Falls der Einlaßluftmassenstrom Q geringer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 3, wird ferner beim Schritt 214 überprüft, ob bzw. daß die Motordrehzahl N niedriger ist als die Motordrehzahl N 3 oder nicht. Falls als Ergebnis der Überprüfung beim Schritt 214 ermittelt wird, daß die Motordrehzahl N niedriger ist als die Motordrehzahl N 3, wird beim Schritt 215 das Flag F 3 auf 1 gesetzt, und die Steuersignale E 3 und E 4 werden den Dreiwege-Magnetventilen 129 bzw. 133 zugeführt, so daß diese in den AUS-Zustand gebracht werden, um das Abgas- Absperrventil 111 und das Abgasregelklappenventil 127 zu veranlassen, zu schließen. Dies geschieht beim Schritt 216. Der Prozeß kehrt dann zum Schritt 172 zurück.

Wenn beim Schritt 213 geklärt ist, daß der Einlaßluft massenstrom Q gleich dem Einlaßluftmassenstrom Q 3 oder größer als dieser ist, oder wenn beim Schritt 214 geklärt ist, daß die Motordrehzahl N gleich der Motordrehzahl N 3 oder höher als diese ist, wird beim Schritt 217 überprüft, ob der Einlaßluftmassenstrom Q größer ist als der Einlaß luftmassenstrom Q 6 oder nicht. Falls der Einlaßluftmassen strom Q gleich dem Einlaßluftmassenstrom Q 6 oder niedriger als dieser ist wird beim Schritt 218 überprüft, ob die Motordrehzahl N höher ist als die Motordrehzahl N 6 oder nicht.

Falls als Ergebnis der Überprüfung beim Schritt 218 ermit telt wird, daß die Motordrehzahl N gleich der Motordrehzahl N 6 oder niedriger als diese ist, kehrt der Prozeß zum Schritt 172 zurück. Wenn demgegenüber beim Schritt 217 geklärt wird, daß der Einlaßluftmassenstrom Q größer ist als der Einlaßluftmassenstrom Q 6, oder wenn beim Schritt 218 geklärt wird, daß die Motordrehzahl N höher ist als die Motordrehzahl N 6, wird beim Schritt 219 das Flag F 6 auf 1 gesetzt, und das Steuersignal E 1 wird dem Dreiwege Magnetventil 127 zugeführt, so daß dieses in den EIN-Zustand gebracht wird, um das Einlaßluft-Überströmventil 121 zu veranlassen zu öffnen. Dies geschieht beim Schritt 220. Der Prozeß kehrt dann zum Schritt 272 zurück.

Durch die Erfindung ist also ein Luftzufuhr-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine geschaffen, umfassend einen ersten Turbolader 109 und einen zweiten Turbolader 110. Ein Abgas-Absperrventil 111 wird so betrieben, daß es einen gesonderten Abgas-Durchgang 102 b, in welchem eine Turbine Ts des zweiten Turboladers angeordnet ist, öffnet bzw. schließt. Eine erste Ventil-Steuereinrichtung 119, 128, 129 steuert das Abgas-Absperrventil so, daß lediglich der erste Turbolader arbeitet, wenn der dem Motor zugeführte Einlaßluftmassenstrom relativ gering ist, während beide Turbolader arbeiten, wenn der Einlaßluftmassenstrom relativ groß ist. Ein Abgas-Verschiebeventil 113 wird so betrieben, daß es einen Abgas-Verschiebedurchgang 114 öffnet bzw. schließt, der zur Bildung eines Teil-Abgasdurchgangs vor gesehen ist, welcher das Abgas-Absperrventil umgeht. Ferner ist eine zweite Ventil-Steuereinrichtung 115, 116 vorge sehen, welche das Abgas-Verschiebeventil veranlaßt, den Abgas-Verschiebedurchgang zu öffnen, wenn der auf den Motor ausgeübte Einlaßluftdruck einen bestimmten Wert unter einer Bedingung erreicht, gemäß der der Einlaßluftmassenstrom relativ gering ist. Außerdem ist ein Abgasregelklappenventil 117 vorgesehen, welches so betrieben ist, daß es einen Beipaß-Durchgang 118 öffnet bzw. schließt, der zur Bildung eines Teil-Abgasdurchgangs vorgesehen ist, welcher die Turbinen Tp, Ts der beiden Turbolader umgeht. Schließlich ist eine dritte Ventil-Steuereinrichtung 115, 120, 133 vorgesehen, welche das Abgasregelklappenventil veranlaßt, den Beipaß-Durchgang zu öffnen, wenn der Druck der Einlaß- bzw. Ansaugluft weitgehend den bestimmten Wert unter einer Bedingung erreicht, gemäß der der Einlaßluftmassenstrom relativ groß ist.

Claims

1. Luftzufuhr-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem ersten Turbolader (109), der eine Turbine (Tp) aufweist, welche in einem ersten separaten Abgasdurchgang (102 a), der von dem Motor (101) weg verläuft, und einen Kompressor (Cp) aufweist, der in einem ersten, mit dem Motor (101) verbundenen separaten Einlaßdurchgang (103 a) verbunden ist,
mit einem zweiten Turbolader (110), der eine Turbine (Ts), welche in einem zweiten, von dem Motor (101) weg verlaufen den separaten Abgasdurchgang (102 b) angeordnet ist, und einen Kompressor (Cs) aufweist, der in einem mit dem Motor (101) verbundenen zweiten separaten Einlaßdurchgang (102 b) angeordnet ist,
mit einem Abgas-Absperrventil (111), welches so betrieben ist, daß es selektiv öffnet bzw. schließt, um den zweiten separaten Abgasdurchgang (102 b) zu öffnen bzw. zu schließen,
mit einer ersten Ventilsteuereinrichtung (119, 128, 129), so betrieben ist, daß sie das Schließen des Abgas-Absperr ventils (111) bewirkt, so daß der erste Turbolader (109) zur Aufladung des Motors (101) arbeitet, während der zweite Turbolader (110) an einem Aufladen des Motors (101) gehin dert ist, wenn der den Motor (101) zugeführte Einlaßluft massenstrom relativ gering ist, während die Öffnung des Abgas-Absperrventils (111) bewirkt wird, so daß beide Turbolader (109, 110) zur Aufladung des Motors (101) arbeiten, wenn der den Motor (101) zugeführte Einlaßluft massenstrom relativ groß ist,
mit einem Abgas-Verschiebeventil (113), welches so betrieben ist, daß es selektiv öffnet bzw. schließt, um einen in dem zweiten separaten Abgasdurchgang (102 b) vorgesehenen Abgasverschiebungsdurchgang (114) zur Bildung eines ersten Teil-Abgasdurchgangs zu öffnen bzw. schließen, der das Abgas-Absperrventil (111) umgeht,
mit einer zweiten Ventilsteuereinrichtung (115, 116), die so betrieben ist, daß ein Öffnen des Abgasverschiebungs ventils (113) bewirkt wird, so daß ein relativ geringer Abgasstrom durch den Abgasverschiebungsdurchgang (114) zu der Turbine (Ts) des zweiten Turboladers (109) hin abgegeben wird, wenn der dem Motor (101) zugeführte Einlaßluftdruck einen bestimmten Wert unter einer Bedingung erreicht, gemäß der der den Motor (101) zugeführte Einlaßluftmassenstrom relativ gering ist,
und mit einem Abgasregelklappenventil (117), welches so betrieben ist, daß es selektiv öffnet und schließt und einen Beipaß-Durchgang (118) öffnet bzw. schließt, der gemeinsam für die ersten und zweiten separaten Abgas durchgänge (102 a, 102 b) vorgesehen ist und der einen zwei ten Teil-Abgasdurchgang bildet, welcher die Turbinen (Tp, Ts) der beiden Turbolader (109, 110) umgeht, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Ventilsteuereinrichtung (115, 120, 133) vorgesehen ist, die so betrieben ist, daß das Öffnen des Abgasregelklappenventils (117) bewirkt wird, so daß ein Teil des Abgases vom Motor (101) durch den Beipaß-Durch gang (118) strömt, ohne durch die Turbinen (Tp, Ts) der beiden Turbolader (109, 110) hindurchzutreten, derart, daß eine Ansteigen des Drucks der dem Motor (101) zuge führten Einlaßluft in dem Fall verhindert ist, daß der Druck der dem Motor (111) zugeführten Einlaßluft weitgehend den bestimmten Wert unter einer Bedingung erreicht, gemäß der der dem Motor (101) zugeführte Einlaßluftmassenstrom relativ groß ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Einlaßluft-Steuereinrichtung (122, 123, 125) vorgesehen ist, die so betrieben ist, daß das Aufladen durch den zweiten Turbolader (110) weitgehend unwirksam gemacht ist, wenn das Abgas-Absperrventil (111) geschlossen und das Abgasverschiebungsventil (113) offen ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einlaßluft-Steuereinrichtung (122, 123, 125) einen Überströmdurchgang (122) umfaßt, der für den zweiten separaten Einlaßdurchgang (103 b) vor gesehen ist, um den Kompressor (Cs) des zweiten Turbo laders (110) zu umgehen, und daß ein Einlaßluft-Überströmventil (123) vorgesehen ist, welches so betrieben ist, daß es selektiv geöffnet bzw. geschlossen ist zum Öffnen bzw. Schließen des Über strömdurchgangs (122).

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Ventilsteuereinrich tung (115, 116) ein Membran-Betätigungsglied (116) mit einer Druckkammer aufweist, die eine Feder zur Vorspannung des Abgasverschiebungsventils (113) in den geschlossenen Zustand und einen Steuerdruckdurchgang (115) für die Abgabe eines Luftdrucks an einer Stelle in Stromabwärtsrichtung bezüglich des Kompressors (Cp) des ersten Turboladers (109) im ersten separaten Einlaßdurchgang (103 a) in die Druck kammer des Membran-Betätigungsgliedes (116) aufweist.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die dritte Ventilsteuereinrich tung (115, 120, 133) ein Membran-Betätigungsglied (120) mit einer Druckkammer umfaßt, welche eine Feder enthält, die das Abgasregelklappenventil (117) so vorspannt, daß es geschlossen ist,
daß ein Steuerdruckdurchgang (115) vorgesehen ist für die Abgabe eines Luftdrucks an einer Stelle in Stromabwärtsrich tung bezüglich des Kompressors (Cp) des ersten Turboladers (109) im ersten separaten Einlaßdurchgang (102 a) in die Druckkammer des betreffenden Membran-Betätigungsgliedes (120),
und daß ein Magnetventil (133) vorgesehen ist, welches so betrieben ist, daß es atmosphärischen Druck in die Druck kammer des Membran-Betätigungsgliedes (120) unter der Be dingung einführt, daß der dem Motor (101) zugeführte Ein laßluftmassenstrom relativ klein ist.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Abgasverschiebungsventil (113) und die zweite Ventilsteuereinrichtung (115, 116) so auf gebaut bzw. ausgebildet sind, daß das Abgasverschiebungs ventil (113) durch eine Kraft geöffnet wird, die sich in Abhängigkeit von Veränderungen in einer Differenz ändert zwischen dem ersten Abgasdruck, der an einer Stelle in Stromaufwärtsrichtung bezüglich des Abgasverschiebungs ventils (113) in dem genannten Abgasverschiebungsdurch gang (114) erhalten wird, wenn das betreffende Abgasver schiebungsventil (113) geschlossen ist, und einem zweiten Abgasdruck, der an einer Stelle in Stromabwärtsrichtung bezüglich des Abgasverschiebebentils (113) in dem genann ten Abgasverschiebungsdurchgang (114) dann erhalten wird, wenn das Abgasverschiebungsventil (113) geschlossen ist, und daß das Abgasregelklappenventil (117) sowie die dritte Ventilsteuereinrichtung (115, 120, 133) so ausgebildet sind, daß das betreffende Abgasregelklappenventil (117) geöffnet wird durch eine Kraft, die sich in Abhängigkeit von Ver änderungen in einer Differenz ändert zwischen einem dritten Abgasdruck, der an einer Stelle in Stromaufwärtsrichtung bezüglich des Abgasregelklappenventils (117) in dem Beipaß- Durchgang (118) in dem Fall erhalten wird, daß das betref fende Abgasregelklappenventil (117) geschlossen ist, und einem vierten Abgasdruck, der an einer Stelle in Stromab wärtsrichtung bezüglich des Abgasregelklappenventils (117) in dem genannten Beipaß-Durchgang (118) in dem Fall erhalten wird, daß das betreffende Abgasregelklappenventil (117) geschlossen ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die ersten und dritten Abgasdrücke jeweils dazu neigen, in Übereinstimmung mit einem Ansteigen des dem Motor (101) zugeführten Einlaßluftmassenstroms anzusteigen und vorübergehend abzusenken, wenn das Abgas- Absperrventil (111) vom geschlossenen in den offenen Zustand verändert wird.