DE19711307A1

DE19711307A1 - Elektronischer Regler für ein Turbolader-Wastegate

Info

Publication number: DE19711307A1
Application number: DE19711307A
Authority: DE
Inventors: Paul Douglas Free; Jun Lewis; Canden R Nelson
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: JP3401156B2; GB2311556A; DE19711307C2; JPH09264150A; GB2311556B; US5755101A; GB9700340D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Systeme zum Regeln eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader und insbesondere auf Systeme zum Regeln des Ladedrucks.

Verbrennungsmotoren mit Turbolader sind in der Kraftfahrzeug- und Schwerlastwagenindustrie alltäglich Typische Turbolader nutzen Abgasenergie, um Ansaugluft in den Verbrennungsmotor aufzuladen. Eine solche Vorverdichtung bzw. Aufladung hat den zweifachen Effekt, daß die Ladekapazität für Ansaugluft und die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht werden, was beides eine erhöhte Motorleistung zur Folge hat.

Ein mit Abgasturboladern verbundenes übliches Problem ist, daß das Turboladesystem sowie der Verbrennungsmotor beschädigt wer den können, falls man den Ladedruck zu groß werden läßt. Viele Turboladesysteme enthalten deshalb eine Abgas-Bypassleitung, die den Abgaseinlaß des Turboladers mit dem Abgasauslaß verbin det. Ein sogenanntes Wastegate-Ventil ist typischerweise in der Abgas-Bypassleitung angeordnet und wird entsprechend dem durch den Verdichter des Turboladers gelieferten Ladedruck reguliert.

In Fig. 1 ist nun ein Beispiel eines bekannten Turboladesystems 10 eines Verbrennungsmotors dargestellt, das eine Abgas-Bypass leitung und einen zugeordneten Wastegate-Mechanismus enthält. Der Turbolader 12 wird durch den Strom von Abgasen mechanisch betätigt. Abgase treten durch den Abgaseinlaß 14 des Turbola ders ein und treffen auf das Turbinenrad 16, so daß sich dieses dreht. Die Abgase verlassen den Turbolader 12 durch den Abgas auslaß 18 des Turboladers. Die durch das durch das Turbinenrad 16 strömende Abgas erzeugten Drehkräfte werden über eine Turbi nenantriebswelle 20 auf das Verdichterrad 22 des Turboladers übertragen. Das Verdichterrad 22 des Turboladers verdichtet die vom Frischlufteinlaß 24 kommende Luft und gibt die verdichtete Luft an den Auslaß 26 für Ansaugluft ab.

Die verdichtete Luft im Auslaß 26 wird mit von einer (nicht dargestellten) Kraftstoffquelle geliefertem Kraftstoff ge mischt, und das Gemisch gelangt durch eine Leitung in eine Brennkammer 28, die durch einen Kolben 30 und einen Zylinder 35 definiert ist. Das Luft-Kraftstoffgemisch wird über eine Ein laßöffnung 32 an die Brennkammer 28 abgegeben. Das Luft-Kraftstoffgemisch wird dann in bekannter Weise durch den Kolben 30 verdichtet und anschließend gezündet.

Nach dem Verbrennungszyklus werden die Abgase durch eine Abgas öffnung 34 ausgestoßen und gelangen in den Auspuffkrümmer bzw. in die Abgasleitung 36. Die Abgasleitung 36 ist mit dem Abga seinlaß 14 des Turboladers so verbunden, daß Abgase über das Turbinenrad 16 des Turboladers strömen können. Eine Abgas-Bypassleitung 38 verbindet den Abgaseinlaß 14 des Turboladers mit dem Abgasauslaß 18 des Turboladers. Die Abgas-Bypassleitung 38 dient dazu, zumindest einen Teil des Motorabgases um den Turbolader 12 herum zu leiten, wodurch die Antriebskraft auf den Turbolader 12 verringert und der Luftdruck im Auslaß 26 für Ansaugluft entsprechend begrenzt wird.

Ein Abgas-Bypassventil 40, das üblicherweise als Wastegate-Ventil bezeichnet wird, befindet sich innerhalb der Abgas-Bypassleitung 38. Das Wastegate-Ventil 40 wird durch ein Waste-gate-Ventil-Stellglied 42 entsprechend dem Luftdruck im Auslaß 26 für Ansaugluft geregelt, der üblicherweise als Ladedruck be zeichnet wird. Der Auslaß 26 für Ansaugluft weist insbesondere eine Öffnung 54 auf, die über eine Leitung 56 mit einer Ein gangsöffnung 52 des Wastegate-Ventil-Stellglieds 42 verbunden ist. Das Wastegate-Ventil-Stellglied 42 enthält einen Kolben 44, der an einem Ende mit dem Wastegate-Ventil 40 und an einem gegenüberliegenden Ende mit einem auf Druck ansprechenden Glied 46 verbunden ist. Das auf Druck ansprechende Glied 46 ist typi scherweise eine biegsame Membran. Zwischen dem biegsamen Glied 46 und dem Gehäuse des Wastegate-Ventil-Stellglieds 42 ist eine Feder 48 angeordnet und auf Druck beansprucht, um so den Kolben 44 vom Wastegate-Ventil 40 weg vorzuspannen. Wenn der Turbola der 12 nicht in Betrieb ist, spannt die Feder 48 den Kolben vom Wastegate-Ventil 40 ausreichend weg, um zu veranlassen, daß das Wastegate-Ventil 40 schließt und dadurch ein Luftstrom durch die Abgas-Bypassleitung 38 unterbunden wird.

Die Eingangsöffnung 52 des Wastegate-Ventil-Stellglieds 42 steht mit einer durch das Gehäuse des Wastegate-Ventil-Stellglieds 42 und das biegsame Glied 46 definierten Kammer 50 in Fluidverbindung. Der die Feder 48 enthaltende Teil des Wastegate-Ventil-Stellglieds 42 wird üblicherweise in die Atmo sphäre entlüftet, so daß jegliche Druckzunahme innerhalb der Kammer 50, die einer Zunahme des Ladedrucks im Auslaß 26 für Ansaugluft entspricht, das druckempfindliche Glied 46 zur Feder 48 hin zwingt. Da der Druck innerhalb der Kammer 50 genügend zunimmt, um die Vorspannkraft der Feder 48 zu überwinden, be wegt sich der Kolben 44 auf das Wastegate-Ventil 40 zu, wodurch das Wastegate-Ventil 40 etwas geöffnet wird und gestattet, daß ein Teil des Abgases von der Abgasleitung 36 vom Abgaseinlaß 14 umgeleitet wird und direkt über die Abgas-Bypassleitung 38 zum Abgasauslaß 18 strömt. Falls das Verdichterrad 22 des Turbola ders den Ladedruck innerhalb des Auslasses 26 für Ansaugluft weiter ansteigen läßt, veranlaßt ein entsprechend erhöhter Luftdruck innerhalb der Kammer 50 des Wastegate-Ventil-Stellglieds 42 den Kolben 44, das Wastegate-Ventil 40 weiter zu öffnen, wodurch die in den Abgasauslaß 18 strömende Abgasmenge erhöht wird, die den Turbolader 12 umgeht. Weil Abgas in die Abgas-Bypassleitung 38 geleitet wird, wird die Antriebskraft auf den Turbinenventilator 16 entsprechend verringert, was ei nen entsprechenden Ladedruckabfall im Auslaß 26 für Ansaugluft und somit einen Druckabfall in der Kammer 50 des Wastegate-Ventil-Stellglieds 42 bewirkt. Der Druckabfall in der Kammer 50 gestattet, daß die Vorspannkraft der Feder 48 den Kolben 44 vom Wastegate-Ventil 40 weg bewegt, wodurch das Ventil 40 veranlaßt wird, einen Abgasstrom durch die Abgas-Bypassleitung 38 zuneh mend zu beschränken bzw. zu drosseln. Auf diese Weise wird die Stellung des Wastegate-Ventils 40 reguliert, um den durch das Verdichterrad 22 des Turboladers gelieferten Ladedruck im Aus laß 26 für Ansaugluft zu regeln.

Obwohl sich der in Fig. 1 dargestellte und beschriebene Waste gate-Mechanismus nach dem Stand der Technik als wirksam erwie sen hat, um den durch das Verdichterrad 22 des Turboladers dem Auslaß 26 für Ansaugluft zugeführten Ladedruck zu regulieren, haben Konstrukteure solcher Systeme versucht, die Funktion des Wastegate-Ventils 40 besser zu steuern bzw. zu regeln. Das US-Patent Nr. 4 483 146 an Morikawa offenbart z. B. einen Druckre gelmechanismus, der den an das Wastegate-Ventil-Stellglied ge lieferten Ladedruck entsprechend einem Zylinderdruck ändern kann, um dadurch unabhängig von Änderungen des Atmosphären drucks aufgrund von Höhenänderungen eine konstante Turbolader leistung sicherzustellen. Das System von Morikawa verhindert insbesondere, daß der Ladedruck das Wastegate-Ventil-Stellglied erreicht, bis der Zylinderdruck über einen vorbestimmten Pegel ansteigt. Danach öffnet und schließt eine Regelschaltung ein Ladedruckventil gemäß einem vorbestimmten Arbeitszyklus, der durch eine Nachschlagtabelle bereitgestellt wird, was dann be wirkt, daß das Wastegate-Ventil beim gleichen Arbeitszyklus durch das Wastegate-Ventil-Stellglied intermittierend geöffnet und geschlossen wird.

Obwohl das Patent von Morikawa ein mit nicht konstantem Turbo laderbetrieb bei verschiedenen Atmosphärendrücken verbundenes Problem zu lösen scheint, hat der Druckregelmechanismus zum Än dern des Luftdrucks am Wastegate-Ventil-Stellglied mehrere Nachteile. Erstens sperrt das Druckregelsolenoid in seinem nicht erregten Zustand den Ladeluftstrom zum Wastegate-Ventil-Stellglied. Somit scheint die Vorrichtung von Morikawa keinen Abgas-Bypassstrom in dem Fall zu liefern, daß der elektronische Druckregelmechanismus versagt. Wie vorher diskutiert wurde, könnte solch ein Zustand einen zu hohen Aufladeduck zur Folge haben und zu einer Beschädigung des Turboladers und/oder Motors führen. Zweitens erfordert das System von Morikawa, daß das elektronisch geregelte Druckventil sowie das Wastegate-Ventil- Stellglied und das Wastegate-Ventil selbst schnell und ständig ein- und ausgeschaltet werden. Eine solche ständige Betätigung kann eine vorzeitige mechanische Ermüdung und ein Versagen von Komponenten zur Folge haben, was daher häufige Wartungsarbeiten und ein an sich unzuverlässiges System zur Folge hat. Demzufol ge wird ein einfacher und zuverlässiger Druckregelmechanismus benötigt, um eine verbesserte Kontrolle-über die Funktion des Wastegate-Ventils zu liefern, das einen Abgas-Bypassbetrieb als Standardbetrieb gestattet, wie er oben im Zusammenhang mit Fig. 1 diskutiert wurde.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Kontrolle über die Einstellung des Wastegate-Ventils des Turboladers bereitzustellen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine solche verbesserte Kontrolle unter Verwendung einer Luftdruckregelein richtung zu schaffen, die auf elektrische Regelsignale und auf einen Ladedruck anspricht, um jeden beliebigen von mehreren diskreten Luftdruckpegeln an ein Wastegate-Stellglied entspre chend einem gewünschten Pegel eines Ladedrucks zu liefern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine solche verbesserte Kontrolle unter Verwendung eines elek trisch regelbaren Wastegate-Stellglieds zu schaffen, das auf elektrische Regelsignale und auf einen Ladedruck anspricht, um die Stellung des Kolbens des Wastegate-Stellglieds zu regulie ren.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Fahrzeug-Steuercomputer mit mehreren, Fahrzeugbetriebspa rametern entsprechenden Eingabedatensignalen zu schaffen, wobei der Fahrzeug-Steuercomputer dementsprechend die elektrischen Regelsignale an entweder die Luftdruckregeleinrichtung oder das elektrisch regelbare Wastegate-Stellglied liefern kann.

Zumindest eine dieser Aufgaben wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Regeln des Turboladedrucks und ein Verfahren zum Regeln des Wastegate-Luftdrucks nach den Ansprüchen 1, 6, 10 bzw. 20 gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Turboladersystem mit einem Abgaseinlaß, einem Abgasauslaß und einem Auslaß für Ansaugluft, der einen aufgeladenen Ansaug luftstrom an den Verbrennungsmotor liefert. Zwischen den Abga seinlaß und den Abgasauslaß des Turboladers ist eine Abgas-Bypassleitung gekoppelt, die einen Abgasluftstrom vom Abgasein laß zum Abgasauslaß umleiten kann, wie im Stand der Technik be schrieben wurde. Zu diesem Zweck ist ein Stromregelglied in der Abgas-Bypassleitung angeordnet und durch ein Stromregelstell glied steuerbar, das auf den Ladedruck im Auslaß für Ansaugluft anspricht, um einen Luftstrom dort hindurch zu regulieren.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist zwi schen dem Auslaß für Ansaugluft des Turboladers und dem Strom regelstellglied eine Luftdruckregeleinrichtung angeordnet. Die Luftdruckregeleinrichtung empfängt den Ladedruck und liefert einen beliebigen von mehreren gewünschten Luftdruckpegeln an das Stromregelstellglied, um dadurch eine verbesserte Kontrolle über das in der Abgas-Bypassleitung angeordnete Stromregelglied zu liefern.

In einer Ausführungsform enthält die Luftdruckregeleinrichtung eine mit dem Auslaß für Ansaugluft des Turboladers verbundene Einlaßöffnung für Ladeluft, eine mit dem Stromregelstellglied verbundene Luftdruckauslaßöffnung und eine Entlüftungsöffnung in die Atmosphäre. Die Luftdruckauslaßöffnung steht vorzugswei se mit sowohl der Einlaßöffnung für Ladeluft als auch der Ent lüftungsöffnung in ständiger Strömungsverbindung. Zwischen die Einlaßöffnung für Ladeluft und die Luftdruckauslaßöffnung ist ein erster Luftstromregelschalter angeordnet und spricht auf ein erstes Regelsignal an, um dazwischen einen zusätzlichen Luftstromweg zu schaffen. Ein zweiter Luftstromschalter ist gleichfalls zwischen der Luftdruckauslaßöffnung und der Entlüf tungsöffnung angeordnet und spricht auf ein zweites Regelsignal an, um dazwischen einen zusätzlichen Luftstromweg zu schaffen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist folglich die Luft druckregeleinrichtung steuerbar, um einen von vier möglichen diskreten Luftdruckpegeln an das Stromregelstellglied bereitzu stellen.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung spricht ein Fahrzeug-Steuercomputer auf mehrere, Fahrzeugbe triebsparametern entsprechende Eingabedatensignale an, um die ersten und zweiten Regelsignale an die Luftdruckregeleinrich tung zu liefern. Die Eingabedatensignale gestatten dem Fahr zeug-Steuercomputer, die Abgasansaugtemperatur des Turboladers und die Turboladergeschwindigkeit entweder zu ermitteln oder zu schätzen. Der Fahrzeug-Steuercomputer liefert wiederum demgemäß die ersten und zweiten Regelsignale.

Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfin dung sind die Luftdruckregeleinrichtung und das Stromregel stellglied durch ein elektronisch regelbares Stromregelstell glied ersetzt. In einer Ausführungsform ist das elektronisch regelbare Stromregelstellglied in den meisten Punkten dem im Abschnitt über den Stand der Technik beschriebenen Stromregel stellglied identisch mit dem Zusatz einer elektrisch steuerba ren Spule, die um eine Verlängerung des Kolbens angeordnet ist, der aus einem magnetischen Material gebildet ist. Die Spule weist vorzugsweise ein Paar Regelsignaleingänge auf, um dort ein differentielles Regelsignal zu empfangen. Als Antwort auf das differentielle Regelsignal wird der Kolben in Abhängigkeit von der Polarität des Regelsignals entweder weiter ausgefahren oder zurückgezogen. Das elektrisch regelbare Stromregelstell glied ist folglich elektrisch so regelbar, daß eine "wirksame"
Druckregeleinstellung geliefert wird, welche die tatsächliche Druckregeleinstellung infolge des Ladedrucks +/- die Stellung des Kolbens aufgrund der magnetischen Wechselwirkung zwischen der Spule und dem Kolben ist.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Motors mit einem Turbolader und einer entsprechenden Abgas-Bypasstromanordnung nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Motors mit einem Turbolader und eine Ausführungsform eines entsprechen den Regelsystems für einen Bypass-Abgasstrom;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Luftstromsteuereinrichtung zur Verwendung beim Regeln des Luftdrucks, die für das Wastegate-Stellglied im Re gelsystem von Fig. 2 vorgesehen ist;

Fig. 4 ein schematisches Luftstromdiagramm der Luftstromsteu ereinrichtung von Fig. 3;

Fig. 5 eine Darstellung des Drucks, der durch die Luftstrom steuereinrichtung von Fig. 3 an das Wastegate-Stellglied geliefert wird, gegen den dorthin geliefer ten Ladedruck des Turboladers für vier gesonderte Be triebsmodi, wie sie im Regelsystem von Fig. 2 verwendet werden;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Motors mit einem Turbolader und eine anderen Ausführungsform eines ent sprechenden Regelsystems für einen Bypass-Abgasstrom;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Wastegate-Stellglieds zur Verwendung beim Regeln des Wastegate-Ventils im Regelsystem von Fig. 6; und

Fig. 8 eine Darstellung eines effektiven Drucks, der an das Wastegate-Stellglied von Fig. 7 geliefert wird, gegen eine dort angelegte Spulensteuerspannung ist, wie sie in dem Regelsystem von Fig. 6 verwendet wird.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Turbolade systems 100 für einen Verbrennungsmotor gemäß einem Gesichts punkt der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das System 100 ist in vielerlei Hinsicht dem in Fig. 1 veranschaulichten und im Abschnitt über den Stand der Technik beschriebenen Turbola desystem 10 identisch. Daher werden gleiche Zahlen verwendet, um gleiche Komponenten zu identifizieren. Zusätzlich zu den be züglich Fig. 1 dargestellten und beschriebenen Komponenten ent hält das System 100 ferner eine zwischen dem Auslaß 26 für Ansaugluft und dem Wastegate-Ventil-Stellglied 42 angeordnete Luftdruckregeleinrichtung 102. Die Luftdruckregeleinrichtung 102 hat eine mit einer Öffnung 54 über eine Leitung 106 verbun dene Einlaßöffnung 104, um dadurch dazwischen eine Strömungs verbindung einzurichten, und eine mit der Eingangsöffnung 52 des Wastegate-Stellglieds 42 über eine Leitung 110 verbundene Auslaßöffnung 108, um dadurch dazwischen eine Strömungsverbin dung einzurichten. Die Luftdruckregeleinrichtung 102 enthält ferner eine freie Entlüftungsöffnung 112, die mit der die Ein richtung 102 umgebenden Atmosphäre in Strömungsverbindung steht, deren Zweck im folgenden ausführlicher beschrieben wird.

Das System 100 enthält ferner einen elektronischen Motorcompu ter 114 (EEC), der vorzugsweise eine auf einem Mikroprozessor basierende Einheit mit (nicht dargestellten) ROM, RAM, einer analogen I/O und digitalen I/O ist. Der EEC 114 wird in der Kraftfahrzeugindustrie gewöhnlich als Motorsteuermodul (ECM), Fahrzeug-Steuercomputer (VCC) oder dergleichen bezeichnet, und er steuert typischerweise mehrere Motor- und Fahrzeugbetriebs parameter. Der EEC 114 hat mehrere Eingänge 116, welche mit verschiedenen (nicht dargestellten) Überwachungseinrichtungen und Sensoren für den Betriebszustand des Fahrzeugs gekoppelt sind. Der EEC 114 empfängt über die Eingänge 116 wichtige Be triebszustandsdaten des Fahrzeugs und Motors. Solche Daten schließen erfindungsgemäß vorzugsweise entweder Daten ein, die sich auf die Drehzahl des Turboladers 12 und die Temperatur von in den Einlaß 14 eintretendem Abgas beziehen, oder Daten, aus denen die Turboladerdrehzahl und die Temperatur des Einlasses 14 berechnet oder abgeleitet werden können.

Der EEC 114 enthält ferner mehrere elektrische Signalausgänge 118₁, 118₂, . . ., 118 _n, die mit entsprechenden elektrischen Si gnaleingängen 120₁, 120₂, . . ., 120 _n der Luftdruckregeleinrich tung 102 verbunden sind. Wie im folgenden ausführlicher diskutiert wird, liefert der EEC 114 elektrische Signale an den Ausgängen 118₁-118 _n gemäß Fahrzeugbetriebszuständen, um den Luftdruck zu regeln, der durch die Luftdruckregeleinrichtung 102 an das Wastegate-Stellglied 42 geliefert wird.

In Fig. 3 ist nun eine bevorzugte Ausführungsform der Luft druckregeleinrichtung 102 dargestellt. Die Einrichtung 102 um faßt einen Körper 130, der mehrere Luftdurchgänge durch sie hindurch und ein Paar elektrisch gesteuerte Luftstromschalter 132 und 134 enthält, die diesen zugeordnete elektrische Signal eingänge 120₁ bzw. 120₂ aufweisen. Die Einlaßöffnung 104 steht mit einer ersten Kammer 136 in Strömungsverbindung, und die Auslaßöffnung 108 steht mit einer zweiten Kammer 140 in Strö mungsverbindung. Die erste Kammer 136 ist mit der zweiten Kam mer 140 durch einen Luftstromweg mit einem darin angeordneten bekannten Luftstrom-Drosselglied 138 verbunden. Die Einlaßöff nung 104 steht folglich mit der Auslaßöffnung 108 in ständiger Strömungsverbindung.

Die zweite Kammer 140 ist durch einen zweiten Stromweg mit ei nem darin angeordneten, anderen bekannten Luftstrom-Drosselglied 142 mit einer Entlüftungsöffnung 112 verbunden. Die Entlüftungsöffnung 112 steht daher ebenfalls mit der Aus laßöffnung 108 in ständiger Strömungsverbindung. Folglich er kennt man daß die Auslaßöffnung 108 ungeachtet der Wirkung irgendeines der Luftstromschalter 132 und 134 mit der Einlaß öffnung 104 und der Entlüftungsöffnung 112 in ständiger Strö mungsverbindung steht.

Eine dritte Kammer 148 ist mit der zweiten Kammer 140 durch ei nen dritten Stromweg mit noch einem anderen, darin angeordneten bekannten Luftstrom-Drosselglied 150 verbunden. Die dritte Kam mer 148 ist von der ersten Kammer 136 durch einen Luftstrom schalter 132 steuerbar getrennt. Der Schalter 132 enthält ein Dichtungsglied 144, das an einer Oberfläche 146 des Körpers 130 eine luftdichte Dichtung bildet, um dadurch die dritte Kammer 148 von der ersten Kammer 136 zu trennen. Vorzugsweise trennt der Schalter 132 in seinem nicht erregten Zustand, oder "Standard"-Zustand ("default"-Zustand), über das Dichtungsglied 144 die dritte Kammer 148 von der ersten Kammer 136. Erfin dungsgemäß kann der Schalter 132 allerdings auch in seinem er regten Zustand die dritte Kammer 148 von der ersten Kammer 136 trennen. In seinem anderen Zustand, vorzugsweise seinem erreg ten Zustand, zieht der Schalter 132 das Dichtungsglied 144 von der Oberfläche 146 zurück, um dadurch eine Strömungsverbindung zwischen der ersten Kammer 136 und der dritten Kammer 148 her zustellen. Der Schalter 132 spricht vorzugsweise auf ein Signal mit hohem Pegel am elektrischen Eingang 120₁ an, um den Schal ter 132 zu erregen, und auf ein Signal mit niedrigem Pegel am elektrischen Eingang 120₁, um den Schalter 132 zu entregen, al lerdings kann dies auch umgekehrt sein.

Eine vierte Kammer 156 ist mit der Entlüftungsöffnung 112 durch einen vierten Stromweg mit noch einem anderen, darin angeordne ten bekannten Luftstrom-Drosselglied 158 verbunden. Die vierte Kammer 156 ist von der zweiten Kammer 140 durch einen Luft stromschalter 134 steuerbar getrennt. Der Schalter 134 enthält ein Dichtungsglied 152, das an einer Oberfläche 154 des Körpers 130 eine luftdichte Dichtung bildet, um dadurch die vierte Kam mer 156 von der zweiten Kammer 140 zu trennen. Wie beim Schal ter 132 trennt der Schalter 134 vorzugsweise in seinem nicht erregten Zustand oder "Standard"-Zustand über das Dichtungs glied 152 die vierte Kammer 156 von der zweiten Kammer 140, al lerdings kann der Schalter 134 auch in seinem erregten Zustand die vierte Kammer 156 von der zweiten Kammer 140 trennen. In seinem anderen Zustand, vorzugsweise seinem erregten Zustand, zieht der Schalter 134 das Dichtungsglied 152 von der Oberflä che 154 zurück, um dadurch zwischen der zweiten Kammer 140 und der vierten Kammer 156 eine Strömungsverbindung herzustellen. Wie beim Schalter 132 spricht ferner der Schalter 154 vorzugs weise auf ein Signal mit hohem Pegel am elektrischen Eingang 120₂ an, um den Schalter 134 zu erregen, und auf ein Signal mit niedrigem Pegel am elektrischen Eingang 120₂, um den Schalter 134 zu entregen, jedoch kann dies auch umgekehrt gelöst sein. Die Schalter 132 und 134 sind vorzugsweise elektrische so lenoidgesteuerte Ventile des Typs, die typischerweise in der Kraftfahrzeugindustrie als Kraftstoffabsperrventile verwendet werden, sie können aber beliebige bekannte Luftstromregelschal ter sein.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 werden nun verschiedene Betriebsmodi der Luftstromsteuereinrichtung 102 ausführlich be schrieben. Im ersten Betriebsmodus sind die Schalter 132 und 134 entregt, so daß die erste Kammer 136 von der dritten Kammer 148 und die zweite Kammer 140 von der vierten Kammer 156 ge trennt sind und in die Einlaßöffnung 104 strömende Ladeluft durch das Stromdrosselglied 138 zur zweiten Kammer 140 geleitet wird, um dort einen ersten Luftdruck zu definieren. Ein Teil des ersten Luftdrucks innerhalb der Kammer 140 wird durch das Luftstrom-Drosselglied 142 zur Entlüftungsöffnung 112 geleitet, die mit der die Einrichtung 102 umgebenden Atmosphäre in Strö mungsverbindung steht, um dadurch einen resultierenden Wastega te-Luftdruck innerhalb der zweiten Kammer 140 zu definieren, der an der Auslaßöffnung 108 bereitgestellt wird. In diesem er sten "Standard"-Betriebsmodus ist somit der Wastegate-Luftdruck innerhalb der zweiten Kammer 140 als der Teil des Ladedrucks, der durch das Stromdrosselglied 138 über die Einlaßöffnung 104 geliefert wird, minus der Teil des ersten Luftdrucks definiert, der über das Stromdrosselglied 142 zur Entlüftungsöffnung 112 geleitet und in die Atmosphäre entlüftet wird.

In einem zweiten Betriebsmodus der Luftstromsteuereinrichtung 102 ist der Schalter 132 entregt und der Schalter 134 erregt, so daß die zweite Kammer 140 mit der vierten Kammer 156 in Strömungsverbindung steht und die erste Kammer 136 von der dritten Kammer 148 getrennt ist. Im Vergleich zum ersten Be triebsmodus wird folglich ein zusätzlicher Betrag des ersten Luftdrucks innerhalb der zweiten Kammer 140 durch das Luft strom-Drosselglied 158 zur Entlüftungsöffnung 112 geleitet, so daß der resultierende Wastegate-Luftdruck innerhalb der zweiten Kammer 140 als der Teil des durch das Stromdrosselglied 138 über die Einlaßöffnung 104 gelieferten Ladedrucks minus die Summe der Teile des ersten Luftdrucks ist, die über die Strom drosselglieder 142 und 158 in die Atmosphäre entlüftet werden. Im zweiten Betriebsmodus ist somit der an der Auslaßöffnung 108 bereitgestellte Wastegate-Luftdruck entsprechend geringer als im ersten Betriebsmodus.

In einem dritten Betriebsmodus der Luftstromsteuereinrichtung 102 sind beide Schalter 132 und 134 erregt, so daß die erste Kammer 136 und die dritte Kammer 148 bzw. die zweite Kammer 140 und die vierte Kammer 156 in Strömungsverbindung stehen. Im Vergleich zu den ersten und zweiten Betriebsmodi wird folglich ein zusätzlicher Teil des Ladedrucks von der Einlaßöffnung 104 über das Stromdrosselglied 150 an die zweite Kammer 140 gelie fert, so daß der resultierende erste Luftdruck darin entspre chend erhöht ist. Der in der zweiten Kammer 140 herrschende und am Auslaß 108 bereitgestellte Wastegate-Luftdruck ist somit als die Summe der Teile des Ladedrucks definiert, die durch die Stromdrosselglieder 138 und 150 über die Einlaßöffnung 104 ge liefert werden, minus die Summe der Teile des ersten Luft drucks, die über die Stromdrosselglieder 142 und 158 in die Atmosphäre entlüftet werden. Im dritten Betriebsmodus ist der an der Auslaßöffnung 108 bereitgestellte Wastegate-Luftdruck vorzugsweise höher als in jedem der ersten und zweiten Be triebsmodi.

In einem vierten Betriebsmodus der Luftstromsteuereinrichtung 102 ist der Schalter 132 erregt und der Schalter 134 entregt, so daß die erste Kammer 136 und die dritte Kammer 148 in Strö mungsverbindung stehen, während die zweite Kammer 140 von der vierten Kammer 156 getrennt ist. Im Vergleich zum dritten Be triebsmodus wird ein geringerer Teil des ersten Luftdrucks von der zweiten Kammer 140 entlüftet, so daß der resultierende Wastegate-Luftdruck in der zweiten Kammer 140 als die Summe der Teile des Ladedrucks definiert ist, die durch die Stromdrossel glieder 138 und 150 über die Einlaßöffnung 104 geliefert wer den, minus der Teil des ersten Luftdrucks, der über das Stromdrosselglied 142 zur Entlüftungsöffnung 112 geleitet wird. Im vierten Betriebsmodus ist folglich der an der Auslaßöffnung 108 bereitgestellte Wastegate-Luftdruck höher als in jedem der vorher beschriebenen drei Betriebsmodi.

In Fig. 5 ist nun eine Darstellung des Wastegate-Luftdrucks ge gen den Ladedruck (oder aber der Luftdruck an der Auslaßöffnung 108 gegen den Luftdruck an der Einlaßöffnung 104 der Einrich tung 102) dargestellt, welche die vier beschriebenen Betriebs modi der Luftdruckregeleinrichtung 102 im Regelsystem 100 von Fig. 2 veranschaulicht. Im ersten oder "Standard"-Betriebsmodus nimmt der Wastegate-Luftdruck 170 von einem niedrigen Druck von etwa 10,1 cm-Hg (4 In-Hg) bei einem Ladedruck von 25,4 cm-Hg (10 In-Hg) annähernd linear auf einen hohen Druck von etwa 106,7 cm-Hg (42 In-Hg) bei einem Ladedruck von 152,4 cm-Hg (60 In-Hg) zu. Im zweiten Betriebsmodus nimmt der Wastegate-Luftdruck 172 von einem niedrigen Druck von etwa 5,1 cm-Hg (2 In-Hg) bei einem Ladedruck von 25,4 cm-Hg (10 In-Hg) annähernd linear auf einen hohen Druck von etwa 53,3 cm-Hg (21 In-Hg) bei einem Ladedruck von 152,4 cm-Hg (60 In-Hg) zu. Im dritten Be triebsmodus nimmt der Wastegate-Ladedruck 174 von einem niedri gen Druck von ungefähr 17,8 cm-Hg (7 In-Hg) bei einem Ladedruck von 25,4 cm-Hg (10 In-Hg) annähernd linear auf einen hohen Druck von ungefähr 132,1 cm-Hg (52 In-Hg) bei einem Ladedruck von 152,4 cm-Hg (60 In-Hg) zu. Im vierten Betriebsmodus nimmt schließlich der Wastegate-Luftdruck 176 von einem niedrigen Druck von etwa 20,3 cm-Hg (8 In-Hg) bei einem Ladedruck von 25,4 cm-Hg (10 In-Hg) annähernd linear auf einen hohen Druck von etwa 140,3 cm-Hg (58 In-Hg) bei einem Ladedruck von 152,4 cm-Hg (60 In-Hg) zu.

Man erkennt nun, daß die Luftdruckregeleinrichtung 102 der vor liegenden Erfindung vier diskrete Einstellungen des Wastegate-Luftdrucks für jeden gegebenen Ladedruck bereitstellt. Der Fachmann erkennt, daß die Luftdruckregeleinrichtung 102 mit ei ner beliebigen Anzahl Kammern und entsprechenden Luftstrom schaltern ausgestattet werden kann, so daß jede gewünschte Anzahl diskreter Einstellungen des Wastegate-Luftdrucks mit je der gewünschten Steigung erreicht werden kann, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich außerdem, daß die "Standard"-Einstellung des Wastegate-Luftdrucks vorzugsweise irgendwo zwischen den niedrigen und ho hen Druckeinstellungen der Einrichtung 102 eingestellt wird. Erfindungsgemäß kann die Standardeinstellung jede beliebige der verfügbaren Druckeinstellungen der Einrichtung 102 sein.

In Fig. 6 ist nun eine andere Ausführungsform eines Turbolade systems 200 für einen Verbrennungsmotor gemäß einem anderen Ge sichtspunkt der vorliegenden Erfindung dargestellt. In vielerlei Hinsicht ist das System 200 dem bezüglich Fig. 2 be schriebenen System 100 identisch. Daher werden gleiche Zahlen verwendet, um gleiche Elemente zu identifizieren. Das System 200 ersetzt die Luftdruckregeleinrichtung 102 und das Wastega te-Stellglied 42 durch ein regelbares Wastegate-Stellglied 202. Das Wastegate-Stellglied 202 enthält eine Luftdruck-Eingangsöffnung 204, die mit der Öffnung 54 über eine Leitung 56 in Fluidverbindung steht, und einen sich von dort in eine funktionsmäßige Verbindung mit dem Wastegate-Ventil 40 erstrec kenden Kolben 206. Ein EEC 208, der alle bezüglich des EEC 114 beschriebenen Merkmale aufweist, empfängt Fahrzeug- und Motor betriebsdaten über mehrere Dateneingänge 210 und stellt ein da zu entsprechendes Regelsignal an Ausgängen 214₁ und 212₂ bereit. Das Wastegate-Stellglied 202 enthält ferner entspre chende elektrische Signaleingänge 214₁ und 214₂, die mit Aus gängen 212₁ und 212₂ verbunden sind, und spricht auf ein solches, dort bereitgestelltes Regelsignal an, um das Wastega te-Ventil 40 in einer im folgenden zu beschreibenden Weise zu betätigen.

In Fig. 7 ist nun eine bevorzugte Ausführungsform eines regel baren Wastegate-Stellglieds 202 gemäß noch einem anderen Ge sichtspunkt der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Stellglied 202 umfaßt ein unteres Gehäuse 220 und ein oberes Gehäuse 222, die durch ein druckempfindliches Glied 224 ge trennt sind. Das druckempfindliche Glied 224 ist vorzugsweise eine Membran oder ein anderes biegsames Glied. Gemäß der vor liegenden Erfindung kann das druckempfindliche Glied 224 ein Kolben oder ein ähnliches, innerhalb der und zwischen den Ge häusen 220 und 222 verschiebbar angeordnetes Glied sein.

Das untere Gehäuse 220 enthält eine offene Öffnung 226 in einem Ende von ihm mit einem darin verschiebbar angeordneten Kolben 206. Einer Unterseite des druckempfindlichen Glieds 224 benach bart ist eine Platte oder Unterlegscheibe 232 am Kolben 206 an gebracht. Ein Befestigungsglied 235 ist am Kolben 206 der Oberseite des druckempfindlichen Glieds 224 benachbart ange bracht und vorzugsweise verstellbar, um dadurch zu gestatten, daß das druckempfindliche Glied 224 zwischen dem Befestigungs glied 235 und der Unterlegscheibe 232 luftdicht zusammenge drückt wird.

Ein Halteglied 230 ist über der Öffnung 226 angeordnet und hat eine dort durchgehende Bohrung, die den Kolben 206 verschiebbar aufnimmt. Ein elastisches Glied 228 ist zwischen dem Halteglied 230 und der Unterlegscheibe 232 angeordnet und betreibbar, um das druckempfindliche Glied 224 vom Halteglied 230 weg vorzu spannen. Das elastische Glied 228 ist vorzugsweise eine Spiral feder, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das elastische Glied 228 als eine beliebige be kannte Struktur vorgesehen werden, die betreibbar ist, um das druckempfindliche Glied 224 mit einer vorbestimmten linearen oder nicht linearen Kraft vom Halteglied 230 weg vorzuspannen.

Das obere Gehäuse 222 umfaßt eine obere Wand 205 mit einer dort hindurch definierten Bohrung. Eine obere Kappe 236 mit einem darin definierten Fach 238 ist oben an der oberen Wand 205 luftdicht angebracht. Eine Verlängerung 240 des Kolbens 206 er streckt sich in das Fach 238 der oberen Kappe 236, und zwischen der oberen Wand 205 und der die Verlängerung 240 des Kolbens 206 umgebenden oberen Kappe 236 ist eine elektrische Spule 234 angeordnet. Elektrische Signaleingänge 214₁ und 214₂ erstrecken sich durch die obere Kappe 236 und sind mit der Spule 234 funk tionsmäßig verbunden. Die Verlängerung 240 ist vorzugsweise aus einem bekannten magnetischen Material hergestellt, so daß ein über die elektrischen Signaleingänge 214₁ und 214₂ an die Spule 234 angelegtes Spulensteuersignal den Kolben 206 veranlaßt, sich in Abhängigkeit von der Polarität des Spulensteuersignals demgemäß entweder zum Halteglied 230 hin oder von ihm weg zu bewegen.

Das druckempfindliche Glied 224, das obere Gehäuse 222 und die obere Kappe 236 definieren dazwischen eine erste Kammer 225, welche im System 200 von Fig. 6 aufgrund der Verbindung der Einlaßöffnung 204 mit der Öffnung 54 über die Leitung 56 beim Ladedruck gehalten wird. Das druckempfindliche Glied 224 und das untere Gehäuse 220 definieren dazwischen eine zweite Kammer 245, die aufgrund der offenen Öffnung 226 beim Druck der das Wastegate-Stellglied 202 umgebenden Atmosphäre gehalten wird.

Wenn die Spule 234 entregt ist (was vorzugsweise keinem Signal oder einem Signal mit niedrigem Pegel auf den elektrischen Sig nalleitungen 214₁ und 214₂ entspricht), betätigt das Wastega te-Stellglied 202 in identischer Weise wie das Wastegate-Stellglied 42, das in Fig. 1 dargestellt und diesbezüglich be schrieben wurde. Gemäß der vorliegenden Erfindung erregt jedoch ein durch den EEC 208 an elektrische Signalleitungen 214₁ und 214₂ geliefertes Spulensteuersignal die Spule 234, was im Ver hältnis zur Stärke des Spulensteuersignals eine weitere Bewe gung des Kolbens 206 entweder zum Halteglied 230 hin oder von ihm weg zur Folge hat.

In Fig. 8 ist nun ein Beispiel der Funktion des Wastegate-Stellglieds 202 im System 200 von Fig. 6 graphisch veranschau licht. Der effektive Wastegate-Druck gegen die Spulensteuer spannung 250 ist für Spulensteuerspannungen zwischen -12 Volt und 12 Volt dargestellt. Wie durch den Datenpunkt 252 gezeigt ist, beträgt der effektive Wastegate-Druck bei einer Spulensteuerspannung von Null annähernd 127 cm-Hg (50 In-Hg). Es versteht sich, daß ohne Spulensteuerspannung der "effektive" Wastegate-Druck 252 von 127 cm-Hg (50 In-Hg) dem tatsächlichen Ladedruck innerhalb der ersten Kammer 225 entspricht.

Wenn an die Spule 234 zunehmend negative Spulensteuerspannungen angelegt werden, veranlassen die zwischen der Spule 234 und der Verlängerung 240 des Kolbens 206 entwickelten entsprechenden magnetischen Kräfte den Kolben 206, sich in eine Richtung vom Halteglied 230 weg zu bewegen. Der vorerwähnte Einfluß der er regten Spule 234 auf die Verlängerung 240 des Kolbens 206 wirkt dahingehend, die Vorspannkraft des elastischen Glieds 228 und dadurch den "effektiven" Druck des Ladedrucks innerhalb der er sten Kammer 225 zu ändern. Für eine Spulensteuerspannung von - 12 Volt wird somit der Kolben 206 durch die magnetische Wirkung in eine Stellung entsprechend einem Ladedruck innerhalb der er sten Kammer 225 von annähernd 88,9 cm-Hg (35 In-Hg) gezwungen, selbst wenn der tatsächliche Ladedruck innerhalb der ersten Kammer 225 etwa 127 cm-Hg (50 In-Hg) beträgt.

Wenn zunehmend positive Spulensteuerspannungen an die Spule 234 angelegt werden, veranlassen ähnlich die entsprechenden, zwi schen der Spule 234 und der Verlängerung 240 des Kolbens 206 entwickelten magnetischen Kräfte den Kolben 206, sich in eine Richtung zum Halteglied 230 hin zu bewegen. Der vorerwähnte Einfluß der erregten Spule 234 auf die Verlängerung 240 des Kolbens 206 wirkt, um die Vorspannkraft des elastischen Glieds 228 und dadurch den "effektiven" Druck des Ladedrucks innerhalb der ersten Kammer 225 so zu ändern, daß für eine Spulensteuer spannung von 12 Volt der Kolben 206 durch die magnetische Wir kung in eine einem Ladedruck innerhalb der ersten Kammer 225 von annähernd 165,1 cm-Hg (65 In-Hg) entsprechende Stellung ge zwungen wird, selbst wenn der tatsächliche Ladedruck innerhalb der ersten Kammer 225 annährend 127 cm-Hg (50 In-Hg) beträgt.

Mit der vorliegenden Erfindung wird die Wahlmöglichkeit unter mehreren Einstellungen des Wastegate-Luftdrucks für eine zu sätzliche Kontrolle über das bekannte Turboladesystem 10 von Fig. 1 geschaffen. Falls der EEC 114 mit Daten in bezug auf die Abgastemperatur im Abgaseinlaß 14 und die Drehgeschwindigkeit des Turboladers 12 versorgt wird oder diese berechnen oder an derweitig schätzen kann, kann speziell die Einstellung des Wastegate-Luftdrucks demgemäß modifiziert werden, um die Motor leistung und den Fahrzeugbetrieb zu verbessern. Insbesondere können die Effizienz und die Emissionswerte des Motors sowie die Motorbremsleistung verbessert werden, während Wärmeemissio nen, das Motorbremsgeräusch und die Turboladerbeanspruchung verringert werden. Weil eine Regelung der verschiedenen Waste gate-Druckeinstellungen durch den EEC 114 ausgeführt wird, muß der Fahrzeugbetreiber den Fahrstil oder seine Fahrgewohnheiten nicht ändern, um die erwähnten Vorteile zu verwirklichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Regeln des Ladedrucks eines Verbrennungsmo tors mit einem Turbolader (12), der einen Auslaß (26) für An saugluft, einem Abgaseinlaß (14) und einem Abgasauslaß (18) aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist:

- eine Abgas-Bypassleitung (38), die den Abgaseinlaß (14) mit dem Abgasauslaß (18) verbindet;
- ein Stromregelglied (40), das innerhalb der Abgas-Bypassleitung (38) angeordnet ist, zum Regeln des Abgasluft stroms dort hindurch;
- ein Stromregelstellglied (42), das auf den Bypass-Luftdruck anspricht, um das Stromregelglied (40) zu betätigen; und
- eine Luftdruckregeleinrichtung (102) mit einer Einlaßöffnung (104) in Strömungsverbindung mit dem Auslaß (26) für Ansaugluft und einer Auslaßöffnung (108), die den Bypass-Luftdruck an das Stromregelstellglied (42) liefert, wobei die Einrichtung (102) mehrere Luftstromwege zwischen der Einlaßöffnung (104) und der Auslaßöffnung (108) definiert, wobei zumindest einer der Luft stromwege für einen konstanten Luftstrom dort hindurch sorgt und zumindest ein anderer der Luftstromwege steuerbar ist, um einen Luftstrom dort hindurch zu sperren bzw. zu unterbinden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Verbrennungsmotor einen Teil eines Motorfahrzeugs bildet, ferner einen Fahrzeug-Steuercomputer (114) enthaltend, der auf mehrere Fahrzeugbe triebszustände anspricht, um ein Stromregelsignal zu liefern; und bei der die Luftdruckregeleinrichtung (102) ferner einen ersten Luftstromschalter (132) enthält, der innerhalb des zu mindest anderen der Luftstromwege zwischen der Einlaßöffnung (104) und der Auslaßöffnung (108) angeordnet ist, wobei der er ste Luftstromschalter (132) auf einen ersten Pegel des Stromre gelsignals anspricht, um einen Luftstrom dort hindurch zu gestatten, und einen zweiten Pegel des Stromregelsignals, um einen Luftstrom dort hindurch zu sperren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Luftdruckregelein richtung (102) ferner eine Entlüftungsöffnung (112) in Strö mungsverbindung mit der Außenatmosphäre enthält, wobei die Einrichtung (102) mehrere Luftstromwege zwischen der Entlüf tungsöffnung (112) und der Auslaßöffnung (108) definiert, wobei zumindest einer der Luftstromwege zwischen der Entlüftungsöff nung (112) und der Auslaßöffnung (108) für einen kontinuierli chen Luftstrom dort hindurch sorgt und zumindest ein anderer der Luftstromwege zwischen der Entlüftungsöffnung (112) und der Auslaßöffnung (108) steuerbar ist, um einen Luftstrom dort hin durch zu sperren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Verbrennungsmotor einen Teil eines Motorfahrzeugs bildet, ferner einen Fahrzeug-Steuercomputer (114) enthaltend, der auf mehrere Fahrzeugbe triebszustände anspricht, um ein Stromregelsignal und ein Ent lüftungsregelsignal zu liefern; und bei der die Luftdruckregeleinrichtung (102) ferner einen ersten Luftstrom schalter (132) enthält, der zwischen dem zumindest anderen der Luftstromwege zwischen der Einlaßöffnung (104) und der Auslaß öffnung (108) angeordnet ist, und einen zweiten Luftstromschal ter (134), der innerhalb des zumindest anderen der Luftstromwege zwischen der Entlüftungsöffnung (112) und der Auslaßöffnung (108) angeordnet ist, wobei der erste Luftstrom schalter (132) auf einen ersten Pegel des Stromregelsignals an spricht, um einen Luftstrom dort hindurch zu gestatten, und auf einen zweiten Pegel des Stromregelsignals, um den Luftstrom dort hindurch zu sperren, wobei der zweite Luftstromschalter (134) auf einen ersten Pegel des Entlüftungsregelsignals an spricht, um einen Luftstrom dort hindurch zu gestatten, und auf einen zweiten Pegel des Entlüftungsregelsignals, um einen Luft strom dort hindurch zu sperren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der jeder der mehreren Luftstromwege zwischen der Einlaßöffnung (104) und der Auslaß öffnung (108) und zwischen der Entlüftungsöffnung (112) und der Auslaßöffnung (108) ein Luftstrom-Drosselglied (138, 142) ent hält, das betreibbar ist, um einen Luftstrom dort hindurch zu drosseln.

6. Vorrichtung zum Regeln des Turboladedrucks eines Verbren nungsmotors in einem Fahrzeug mit einem Turbolader (12) mit ei nem Auslaß (26) für Ansaugluft, einem Abgaseinlaß (14) und einem Abgasauslaß (18), wobei die Vorrichtung aufweist:

- eine Abgas-Bypassleitung (38), die den Abgaseinlaß (14) mit dem Abgasauslaß (18) verbindet;
- ein Stromregelglied (40), das innerhalb der Abgas-Bypassleitung (38) angeordnet ist, zum Regeln des Abgasluft stroms dort hindurch;
- ein Stromregelstellglied (42), das auf den Bypass-Luftdruck anspricht, um das Stromregelglied (40) zu betätigen;
- einen Fahrzeug-Steuercomputer (114), der auf mehrere Fahr zeugbetriebszustände anspricht, um ein Bypass-Luftdrucksignal bereitzustellen; und
- ein Mittel (102), das auf das Bypass-Luftdrucksignal an spricht, um einen von mehreren diskreten Bypass-Luftdruckpegeln entsprechend einem vordefinierten Teil des Luftdrucks innerhalb des Auslasses (26) für Ansaugluft an das Stromregelstellglied (42) zu liefern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Stromregelglied (40) ein Wastegate-Ventil (40) eines Turboladers (12) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Stromregelstell glied (42) ein Wastegate-Ventil-Stellglied (42) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das auf das Bypass-Luftdrucksignal ansprechende Mittel (102) bei Abwesenheit des Bypass-Luftstromsignals einen Standardteil des Luftdrucks in nerhalb des Auslasses (26) für Ansaugluft an das Stromregel stellglied (42) liefert.

10. Luftstromsteuereinrichtung zur Verwendung bei einem Ver brennungsmotor mit einem Turboladesystem (100) mit einem Auslaß (26) für Ansaugluft und mit einem Wastegate-Stellglied (40), das auf einen Luftdruck anspricht, um ein Wastegate-Luftstromregelglied (40) zu regeln, wobei die Einrichtung (102) aufweist:

- eine erste Kammer (136) in Strömungsverbindung mit dem Auslaß (26) für Ansaugluft;
- eine zweite Kammer (140) in Strömungsverbindung mit dem Wastegate-Stellglied (42);
- einen ersten Luftstromweg, der für eine kontinuierliche Strö mungsverbindung zwischen der ersten (136) und zweiten (140) Kammer sorgt;
- eine dritte Kammer (148), die einen zweiten Stromweg von dort zur zweiten Kammer (140) definiert; und
- ein Mittel (144, 132), das die dritte Kammer (148) von der ersten Kammer (136) steuerbar trennt, um dadurch den Luftdruck in der zweiten Kammer (140) regelbar zu ändern.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, bei der der erste Luftstrom weg ein Stromdrosselglied (138) enthält, das betreibbar ist, um einen Luftstrom dort hindurch zu drosseln.

12. Einrichtung nach Anspruch 10, bei der das Mittel zum steu erbaren Trennen der dritten Kammer (148) von der ersten Kammer (136) einen ersten Luftstromregelschalter (132) enthält, der auf einen ersten Pegel eines Regelsignals anspricht, um eine Strömungsverbindung zwischen der ersten (136) und dritten (148) Kammer zu gestatten, und auf einen zweiten Pegel eines Regelsig nals, um die dritte Kammer (148) von der ersten Kammer (136) zu trennen.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, bei der der erste und zweite Luftstromweg jeweils ein Stromdrosselglied (138, 142) enthält, das betreibbar ist, um einen Luftstrom dort hindurch zu dros seln.

14. Einrichtung nach Anspruch 10, ferner enthaltend:

- einen Entlüftungsauslaß (112); und
- einen dritten Luftstromweg, der für eine kontinuierliche Strömungsverbindung zwischen der zweiten Kammer (140) und dem Entlüftungsauslaß (112) sorgt.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, bei der der dritte Luftstrom weg ein Stromdrosselglied (150) enthält, das betreibbar ist, um einen Luftstrom dort hindurch zu drosseln.

16. Einrichtung nach Anspruch 14, ferner enthaltend:

- eine vierte Kammer (156), die einen vierten Stromweg von dort zum Entlüftungsauslaß (112) definiert; und
- ein Mittel (152, 134), um die vierte Kammer (156) von der zweiten Kammer (140) steuerbar zu trennen, um dadurch den Luft druck in der zweiten Kammer (140) weiter regelbar zu ändern.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, bei der das Mittel (152, 134) zum steuerbaren Trennen der vierten Kammer (156) vom Entlüf tungsauslaß (112) einen zweiten Luftstromregelschalter (134) enthält, der auf einen ersten Pegel eines Regelsignals an spricht, um eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten (140) und vierten (156) Kammer zu gestatten, und auf einen zweiten Pegel eines Regelsignals, um die zweite Kammer (140) von der vierten Kammer (156) zu trennen.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, bei der der dritte und vierte Luftstromweg jeweils ein Stromdrosselglied (150, 158) enthält, das betreibbar ist, um einen Luftstrom dort hindurch zu dros seln.

19. Einrichtung nach Anspruch 17, bei der der erste (132) und zweite (134) Luftstromregelschalter elektronisch geregelte Ven tile sind.

20. Verfahren, in einem Turboladesystem eines Verbrennungsmo tors, zum Regeln eines Wastegate-Luftdrucks, der an ein Waste gate-Stellglied (42) geliefert wird, von einem Ladedruck entsprechend einem Luftdruck innerhalb eines Auslasses (26) für Ansaugluft des Turboladers (12), wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

- Bereitstellen eines Teils des Ladedrucks als einen ersten Luftdruck;
- Entlüften eines Teils des ersten Luftdrucks in die Atmosphä re, um einen resultierenden Wastegate-Luftdruck zu definieren;
- kontinuierliches Zuführen des Wastegate-Luftdrucks zum Waste gate-Stellglied (42); und
- Regulieren des vom Ladedruck gelieferten Teils des ersten Luftdrucks und des in die Atmosphäre entlüfteten Teils des er sten Luftdrucks gemäß Motorbetriebszuständen, um den Wastegate-Luftdruck entsprechend zu regulieren.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Bereitstellschritt ein Durchleiten des Ladedrucks durch ein stromreduzierendes Glied einschließt, um den ersten Luftdruck zu bereitzustellen.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Entlüftungsschritt ein Durchleiten eines Teils des ersten Luftdrucks durch ein stromreduzierendes Glied einschließt.

23. Kraftfahrzeug-Turboladesystem (200) für ein Motorfahrzeug mit einem Turbolader (12) mit einem Auslaß (26) für Ansaugluft, einem Abgaseinlaß (14) und einem Abgasauslaß (18), einer Abgas-Bypassleitung (38), die den Abgaseinlaß (14) mit dem Abgasaus laß (18) verbindet, einem innerhalb der Abgas-Bypassleitung (38) angeordneten Stromregelglied (40) zum Regeln eines Abgas luftstroms dort hindurch, und einem Fahrzeug-Steuercomputer (208), der auf mehrere Fahrzeugbetriebszustände anspricht, um ein Bypass-Luftdrucksignal zu liefern; und

- einem Stromregelstellglied (204) um Regeln des Stromregel glieds (40), wobei das Stromregelstellglied (204) aufweist:
- eine erste Kammer in Strömungsverbindung mit dem Auslaß (26) für Ansaugluft des Turboladers (12);
- eine zweite Kammer bei Atmosphärendruck;
- ein druckempfindliches Glied (224), das zwischen der ersten (225) und zweiten (245) Kammer angeordnet ist;
- einen Kolben (206), der am druckempfindlichen Glied (224) an gebracht ist und sich durch die zweite Kammer (245) in eine funktionsmäßige Verbindung mit dem Stromregelglied (40) er streckt;
- ein elastisches Glied (228), das innerhalb der zweiten Kammer (245) angeordnet ist und das druckempfindliche Glied (224) und den Kolben (206) zur ersten Kammer (225) hin vorspannt; und
- ein Mittel (234), das auf das Bypass-Luftdrucksignal an spricht, zum Ändern der Vorspannkraft des elastischen Glieds (228), um dadurch den Kolben (206) zu veranlassen, die funkti onsmäßige Stellung des Stromregelglieds (40) entsprechend zu ändern.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der der Kolben (206) einen Teil (240) enthält, der sich in die erste Kammer (225) er streckt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, bei der der Teil (240) des Kolbens (206), der sich in die erste Kammer (225) erstreckt, aus magnetisiertem Material gebildet ist; und bei der das auf das Bypass-Luftdrucksignal ansprechende Mittel (234) zum Ändern der Vorspannkraft des elastischen Glieds (228) eine elektrische Spule (234) umfaßt, die zumindest teilweise um den magnetischen Teil (240) des Kolbens (206) angeordnet ist, wobei die Spule (234) auf die Stärke einer Polarität des Bypass-Luftdrucksignals anspricht, um den Kolben (206) gegen die Vor spannkraft des elastischen Glieds (228) proportional zu zwin gen, und auf die Stärke einer entgegengesetzten Polarität des Bypass-Luftdrucksignals, um den Kolben (206) von der Vorspann kraft des elastischen Glieds (228) weg proportional vorzuspan nen.