DE69528013T2

DE69528013T2 - Verwaltungssystem zur Turboladerregelung

Info

Publication number: DE69528013T2
Application number: DE69528013T
Authority: DE
Inventors: James A. Davis; Richard J. Kakoczki; Jerrold A. Pratt; Edward O. Reinbold; Michael T. Zimmer
Original assignee: Dresser LLC
Current assignee: Dresser LLC
Priority date: 1994-05-02
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2015-04-29
Also published as: ES2182855T3; FI114236B; NO951667L; US5605044A; NO20033335D0; NO315818B1; EP1213455A1; NO335922B1; DE69528013D1; NO20033335L; CA2148164A1; FI20040677A7; EP0685638B1; FI20040677L; US5551236A; EP0685638A2; JP3787706B2; FI952091A0; JPH07301120A; DK0685638T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Turbolader-Steuerungs- und Managementsystem zur Maximierung der Effizienz eines Turboladers und eines Verbrennungsmotors.
Ein Turbolader weist einen Kompressor und eine Turbine auf. Die Turbine treibt den Kompressor mittels Abgasenergie an, die von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird. Die Motorabgase treiben ein Turbinenrad in der Turbine des Turboladers an und werden durch ein Auspuffsystem abgeführt. Das Turbinenrad treibt eine Welle an, die mit einem Kompressorrad in dem Kompressor verbunden ist, der die zuvor Atmosphärendruck aufweisende Ansaugluft mit Druck beaufschlagt und diese veranlaßt, typischerweise durch einen Zwischenkühler sowie über ein Drosselventil und in einen Motoransaugkrümmer zu strömen.
Die Steuerung des Ausgangs des Turboladers zum Erzielen eines gewünschten Motorbetriebs stellt ein schon lange bestehendes Problem dar. Zu viel Ausgangsleistung kann einen ungleichmäßigen Motorbetrieb und eine dauerharte Schädigung von Motorkomponenten verursachen. Zu wenig Ausgangsleistung führt zu Stocken des Motors, Leistungsverlust und ineffizientem Betrieb.
Außerdem haben Änderungen beim Atmosphärendruck, bei der Umgebungstemperatur und der Motordrehzahl einen Einfluß auf den Wirkungsgrad des Turboladers insgesamt, was wiederum einen direkten Einfluß auf das Leistungsvermögen, die Ausgangsleistung und den sparsamen Kraftstoffverbrauch des Motors hat.
Vor der vorliegenden Erfindung haben einige Turboladersysteme ein mit dem Ausgang des Kompressors verbundenes Bypass-Ventil verwendet, um übermäßigen Druck abzulassen. Typischerweise hat das Bypass-Ventil dieser Systeme des Standes der Technik den Differenzdruck zwischen dem Kompressorauslaß- und - einlaßkanal, d. h. die Druckdifferenz über dem Drosselventil, erfaßt und das Bypass-Ventil geöffnet, um Druck bei einem gegebenen Schwellenwert abzulassen, wobei das Ventil solange offen blieb, bis der Druck unter den Schwellwertpegel abfiel.
Andere Systeme verwendeten ein Abgas-Bypassventil zwischen dem Abgassammferausgang und dem Auspuffsystem, um den Turbolader durch Umlenken der Motorabgasenergie von der Turbine weg zu regulieren. Das Abgas-Bypassventil dieses früheren Systems wurde durch ein Ventil des Typs betätigt, das den Kompressorauslaßdruck erfaßt hat.
Da diese Systeme unabhängig arbeiteten und in Abhängigkeit von dem Kompressoraustrittsdruck beide entweder geöffnet oder geschlossen waren, hatte der Turbolader einen sehr begrenzten effizienten Betriebsbereich. Der Bereich war so begrenzt, daß es erforderlich war, unterschiedliche Turbolader-Hardware, d. h. Turbinen- und Kompressorräder, für variierende Höhenwerte im Betrieb und Motorkonfigurationen zu verwenden.
Da die Kompressor- und Turbinenräder des Turboladers nicht nur im Hinblick auf die Höhe dimensioniert werden, sondern auch zur Erzielung einer Nenn-Pferdestärkenleistung bei einer gewünschten Geschwindigkeit für jeden speziellen Motor, würden die Leistung und das Ausgangsdrehmoment eines Motors dramatisch abfallen, wenn die Motor bei einer niedrigeren Drehzahl als der Nenn-Drehzahl oder auf einen anderen Höhe betrieben wird, da die Druckerfassungsventile nur von dem Kompressorauslaßdruck abhängig waren und unabhängig von der Motordrehzahl betätigt würden.
Zum Beispiel hätte ein Motor mit einer Nennleistung von 190 psi BMEP (Braking Mean Effective Pressure bzw. effektiver mittlerer Arbeitsdruck) bei 1.000 min&supmin;¹ Mühe, einen Druck von 1,3 · 10&sup6; Pa (190 psi) BMEP bei 700 min&supmin;¹ zu erzeugen, und zwar durch die verminderte Ausgangsleistung des Turboladers aufgrund der sinkenden Drehzahl und aufgrund der früher verwendeten mechanischen Druckerfassungs- und -freisetzventile.
Typischerweise arbeiten große industrielle Verbrennungsmotoren über lange Perioden und sind in der Lage, Tausende von PS zu erzeugen. Diese Motoren sind dafür ausgelegt, in intermittierender Weise bei 10% über der Nennlast zu arbeiten und werden dazu verwendet, elektrische Energie zu erzeugen, Erdgas und Öl zu pumpen, große Schiffe anzutreiben und vor der Küste gelegene Bohranlagen zu betreiben, usw. Bei solchen Anwendungen ist es wünschenswert, eine maximale Leistung zu erzeugen und/oder ein maximales Drehmoment bei reduzierten Motordrehzahlen aufrechtzuerhalten.
Da frühere Turbolader-Steuerungssysteme jedoch einfach eine Funktion abhängig von dem Kompressorauslaßdrucks besaßen, haben die mechanischen Ventile den Druck unabhängig von der Drehzahl des Motors und somit unabhängig von den Bedürfnissen des Motors freigesetzt. Wenn unter solchen Bedingungen die Motordrehzahl reduziert wird, jedoch die Last aufrecht erhalten wird, benötigt der Motor einen nahezu konstanten Ansaugkrümmerdruck, um das Ausgangsdrehmoment aufrecht zu erhalten.
Unter diesen Bedingungen wäre es wünschenswert, das Bypass-Ventil zum Verändern des gesamten Massenluftstroms einzustellen sowie das Abgas-Bypassventil einzustellen, um mehr Motorabgase zu dem Turbolader zu führen, um dadurch einen nahezu konstanten Ansaugkrümmerdruck zu erzeugen, so daß der Kompressor bei diesen Drehzahl- und Lastbedingungen effizienter arbeitet.
Ein elektronisches Turbolader-Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen stationären Motor, das einen Turbolader mit einer Turbine und einem Kompressor, ein Bypass-Ventil, das zwischen den Kompressor und die Turbine geschaltet ist, um den Luftstrom durch den Kompressor zu ändern, ein Abgas-Bypassventil, das zwischen den Motor und die Turbine geschaltet ist, um Motorabgase von der Turbine weg umzuleiten, einen Motorkenngrößen-Monitor sowie eine elektronische Steuerung mit einem Prozessor aufweist, ist aus der DE-A-31 29 686 bekannt.
Die vorliegende Erfindung bietet ein einfaches und effektives Verfahren und System zum Aufrechterhalten eines Ausgangsdrehmoments des Motors bei niedrigeren Drehzahlen als bei Nenn-Drehzahlen sowie bei variierenden Umgebungstemperaturen und barometrischen Druckwerten durch Stabilisieren der Turbolader-Ausgangsleistung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs eines effizienten Betriebs.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines elektronischen Turbolader-Steuerungssystems, das ein Abgas-Bypassventil und ein Bypass-Ventil aufweist, bei dem die Notwendigkeit zur Anpassung von einzelnen Kompressor- und Turbinenrädern eines Turboladers für jede spezielle Motorkonfiguration und -anwendung eliminiert ist.
Dieser spezielle Aspekt der Erfindung gestattet einem Hersteller die Verwendung eines einzigen Satzes von Turbolader-Hardware für verschiedene Motoranwendungen. Zum Beispiel waren vor der vorliegenden Erfindung bis zu 13 verschiedene Turbolader-Räder erforderlich, um einen Höhenbereich von 0 bis 7000 Fuß über Meereshöhe in angemessener Weise abzudecken. Mit der vorliegenden Erfindung kann ein einziger Satz von Turbolader-Hardware in allen Höhen in diesem gewünschten Bereich verwendet werden.
Weitere wirtschaftliche Vorteile erhält man nicht nur durch die geringen Kosten der elektronischen Steuerung gegenüber den hohen Kosten für die Kompressor- und Turbinenräder, sondern auch durch die Eliminierung einer Lagerhaltung und der Notwendigkeit von speziell angefertigten Rädern für Spezialanwendungen. Die Zufriedenheit der Kunden läßt sich auch durch Eliminierung von langen Beschaffungs-Vorlaufzeiten für Austauschkomponenten stark verbessern.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines konstanten Drehmoments bei sich ändernden Motordrehzahlen, die einer Bedienungsperson die Erzielung von zusätzlicher Last bei reduzierten Motordrehzahlen ermöglicht, so daß sich die Brennstoffersparnis steigern läßt.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung besteht in der Schaffung von maximaler Leistung über einen Bereich von Motordrehzahlen, während der Turbolader weiterhin in seinem effizientesten Betriebsbereich gehalten wird.
Noch ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung besteht in der Schaffung eines Steuerungssystems, das den Turbolader-Wirkungsgrand innerhalb eines gewünschten Bereichs des Druckverhältnisses gegenüber den Massenluftströmungsraten hält.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems;
Fig. 3 eine typische graphische Darstellung eines Verhältnisses des Kompressorauslaßdrucks über dem barometrischen Druck gegenüber dem Massenluftstrom eines Turbolader-Kompressors;
Fig. 4 eine typische graphische Darstellung der Bypass-Ventilposition gegenüber dem Ansaugkrümmerdruck;
Fig. 5 eine typische graphische Darstellung der Abgas-Bypassventilposition gegenüber dem Ansaugkrümmerdruck;
Fig. 6 eine typische graphische Darstellung der Drosselwinkelposition gegenüber dem effektiven mittleren Arbeitsdruck.

Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Wie in Fig. 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, weist ein Motor 10 einen Ansaugkrümmer 12 und einen Abgassammler 14 auf, die funktionsmäßig mit einem Turbolader 16 verbunden sind. Der Turbolader 16 besitzt einen Kompressor 18 und eine Turbine 20. Der Eingang des Kompressors 18 ist mit einer Luftreinigungseinrichtung (nicht gezeigt) mit einen Luftansaugkanal 28 verbunden. Die Luftreinigungseinrichtung filtert Ansaugluft auf atmosphärischem/barometrischem Druck, die unter einem teilweisen Unterdruck, der durch ein Kompressorrad 30 in dem Kompressor 18 erzeugt wird, durch den Luftansaugkanal 28 in den Kompressor 18 angesaugt wird.
Das Kompressorrad 30 wird von einer Welle 32 angetrieben, die von einem Turbinenrad 34 in der Turbine 20 angetrieben wird. Das Turbinenrad 34 wird von Motorabgasen angetrieben, die der Turbine 20 durch einen Motorabgaskanal 36 zugeführt werden, der mit dem Abgassammler 14 des Motors 10 verbunden ist.
Der Ausgang des Kompressors 18 ist mit einem Zwischenkühler 22 durch einen Kompressor-Austrittskanal 24 verbunden. Das Kompressorrad 30 komprimiert die Ansaugluft und veranlaßt diese, durch den Kompressor-Austrittskanal 24 zu dem Zwischenkühler 22 zu strömen, der als Wärmetauscher wirkt, der überschüssige Wärme aus der Turboladungs-Ansaugluft entfernt, wie dies allgemein bekannt ist.
Die Turboladungs-Ansaugluft wird dann zu einer Drossel 38, dem Ansaugkrümmer 12 und zu dem Motor 10 geführt. Die Drossel 38 erzeugt in Abhängigkeit von ihrer Stellung ein Druckdifferential, so daß der in die Drossel hinein geführte Luftdruck den Kompressorauslaßdruck aufweist und der aus der Drossel heraus geführte Luftdruck den Ansaugkrümmerdruck aufweist.
Ein Bypass-Ventil 40 in einem Bypass-Kanal 42 verbindet den Kompressor-Austrittskanal 24 und den Motorabgaskanal 36, um funktionsmäßig Druck in dem Kompressor-Austrittskanal 24 freizusetzen und den Luftstrom durch den Kompressor 18 zu erhöhen, indem der Luftstrom durch den Bypass-Kanal 42 reguliert wird.
Ein Abgas-Bypassventil 44 in einem Austrittskanal 45 verbindet den Motorabgaskanal 36 und einen Abgasaustrittskanal 46, um Motorabgase funktionsmäßig in den Abgaskanal 36 umzuleiten, um dadurch den Abgas-Massenluftstrom zu der Turbine 20 zu vermindern, so daß der von dem Kompressor 18 erzeugte Kompressorauslaßdruck vermindert wird, indem die Menge der Motorabgase durch den Austrittskanal 45 reguliert wird.
Ein Turbolader-Steuerungsmodul 48, Fig. 2, besitzt einen Prozessor 50 und einen Speicher 52. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Speicher 52 um einen elektrisch löschbaren und programmierbaren Festspeicher (EEPROM), in dem die darin programmierten Parameter vor Ort verändert und eingestellt werden können. Der Turbolader-Steuerungsmodul 48 weist eine Vielzahl von Motorkenngrößensignaleingängen auf, nämlich ein Ansaugkrümmerdrucksignal 54, ein Motordrehzahlsignal 56 und ein Umgebungstemperatursignal 58.
Die Signale werden von einer Vielzahl von Motorkenngrößen-Monitoren erzeugt, nämlich einem Ansaugkrümmerdruck-Monitor 60 zum Erfassen der Motorlast, einem Motordrehzahl-Monitor 62 zum Erfassen der Motordrehzahl und einem Umgebungstemperatur-Monitor 64 zum Erfassen der externen Temperatur. Die Signale 54, 56 und 58 werden in den Modul 48 in analoger Form eingespeist und durch einen Analog-Digital-(A/D-)Wandler 51 in digitale Form umgewandelt.
Der Prozessor 50 des Turbolader-Steuerungsmoduls 48 verarbeitet die Kenngrößensignale durch Auswählen von vorbestimmten Werten aus dem Speicher 52 für das Bypass-Steuersignal 66 und das Abgas-Bypassventil-Steuersignal 68 auf der Basis der Werte der Kenngrößensignale und eines zuvor programmierten barometrischen Drucks. Ein Digital-Analog-(D/A-)Wandler 53 wandelt das von dem Prozessor 50 erzeugte digitale Signal in analoge Signale 66 und 68 in dem Modul 48 um.
Das Bypass-Steuerungsbetätigungsorgan 70 erfaßt das Bypass-Steuersignal 66 und spricht durch Drehen der Welle 72 darauf an, so daß die winkelmäßige Position des Bypass-Ventils 40 verändert wird. In ähnlicher Weise erfaßt das Abgas- Bypassventil-Steuerungsbetätigungsorgan 74 das Abgas-Bypassventil-Steuersignal 68 und dreht die Welle 76, um die winkelmäßige Position des Abgas- Bypassventils 44 zu ändern.
Das Bypass-Steuerungsbetätigungsorgan 70 und das Abgas-Bypassventil-Steuerungsbetätigungsorgan 74 sind elektromechanische Steuerungen, die einen Gleichstrom-Motor und einen Antriebsgetriebezug (nicht gezeigt) aufweisen, die allgemein bekannt sind. Die Betätigungsorgane 70 und 74 weisen jeweils ein Potentiometer (nicht gezeigt) auf, um die Position der Wellen 72 und 76 zu erfassen sowie ein Bypass-Positionsrückkopplungssignal 78 bzw. ein Abgas-Bypassventil-Positionsrückkopplungssignal 80 zu erzeugen.
Der Turbolader-Steuerungsmodul 48 erfaßt die Positionsrückkopplungssignale 78 und 80, wandelt die Signale in dem A/D-Wandler 51 in digitale Signale um, vergleicht die digitalen Signale mit den zuvor bestimmten Sollpositionen des Bypass- Ventils 40 und des Abgas-Bypassventils 44, erzeugt überarbeitete Steuersignale, wandelt die digitalen Signale in dem D/A-Wandler 53 in analoge Signale um und spricht mit einem geeigneten Bypass-Steuersignal 66 und Abgas-Bypassventil- Steuersignal 68 an, um das Bypass-Ventil 40 und das Abgas-Bypassventil 44 auf die gewünschten Positionen einzustellen.
Der Speicher 52 des Turbolader-Steuerungsmoduls 48 ist mit Sätzen von vorbestimmten Parametern vorher programmiert, die gewünschte Einstellungen für das Bypass-Ventil 40 und das Abgas-Bypassventil 44 wiedergeben. Jeder Satz von Parametern basiert auf Motorkenngrößensignalen 54, 56, 58 und einem barometrischen Druck des Betriebssystems, der für eine gegebene Höhe bestimmt ist.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel verwendet drei Sätze von Parametern, die auf der Höhe basieren, und zwar einen für 0-900 m (0-3.000 Fuß), einen für 900 bis 1.500 m (3.000-5.000 Fuß) und einen für 1.500-2.100 m (5.000- 7.000 Fuß); jedoch liegt es im Rahmen der Erfindung, die Anzahl von Sätzen sowie auch die Bereiche innerhalb jedes Satzes zu variieren.
Eine RS-232-Schnittstelle 82 schafft eine Service-Schnittstelle zum Verbinden eines Computers mit dem Turbolader-Steuerungsmodul 48, wie dies allgemein bekannt ist, um eine anfängliche Programmierung und eine Neuprogrammierung auszuführen und um Fehler in dem Modul zu diagnostizieren.
Das Turbolader-Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung wird bei großen, industriellen Verbrennungsmotoren verwendet, die typischerweise an stationären, unbeweglichen Montageorten installiert sind. Während der anfänglichen Einrichtung einer Fabrik wird somit der barometrische Druck auf einer absoluten Basis kalibriert, und wenn später die Höhe des Montageorts bestimmt ist, wird der Turbolader-Steuerungsmodul über die RS-232-Schnittstelle 82 von einem Monitor 100 für barometrischen Druck programmiert, um den Prozessor 50 für das Auswählen des korrekten Satzes von vorprogrammierten Parametern aus dem Speicher 52 entsprechend dem barometrischen Druck der Arbeitsumgebung des Motors zu programmieren.
Auf diese Weise kann der Turbolader 16, Fig. 1, derart gesteuert werden, daß er innerhalb der bevorzugten Betriebsbereiche arbeitet, die in Fig. 3 als nierenförmige Kurven 102, 104, 106 und 108 dargestellt sind, die auch als Wirkungsgradinseln bekannt sind.
Fig. 3 zeigt das Verhältnis des Kompressorauslaßdrucks über dem barometrischen Druck gegenüber dem Massenlurtstrom durch den Turbolader-Kompressor. Eine optimale Ausgangsleistung des Turbolader-Kompressors wird erzielt, wenn der Massenluftstrom und das Druckverhältnis innerhalb der Wirkungsgradinseln 102, 104, 106 und 108 zentriert bzw. enthalten sind.
Beim Testen bei verschiedenen Motordrehzahlen und -lasten hat sich herausgestellt, daß durch Öffnen des Abgas-Bypassventils 44, Fig. 1, das Druckverhältnis der vertikalen Achse vermindert wird, wie dies durch Abgas-Bypasslinien 110 in Fig. 3 gezeigt ist, während ein Öffnen des Bypass-Ventils 40, Fig. 1, den Mas senluftstrom der horizontalen Achse erhöht, wobei dies jedoch auch das Druckverhältnis der vertikalen Achse verändern kann, wie dies in Fig. 3 durch Bypass- Kurven 112 gezeigt ist.
Durch Testen des Systems bei verschiedenen Motordrehzahlen und -lasten können eine optimale winkelmäßige Position des Abgas-Bypassventils 44, Fig. 1, und eine optimale winkelmäßige Position des Bypass-Ventils 40 bestimmt werden, um den Kompressorauslaßdruck und den Massenluftstrom innerhalb der Wirkungsgradinseln 102, 104, 106 und 108, Fig. 3, zu steuern.
Der Prozessor 50, Fig. 2, des Turbolader-Steuerungsmoduls 48 verarbeitet die digitale Form des Ansaugkrümmerdrucksignals 54, des Motordrehzahlsignals 56 und des ümgebungstemperatursignals 58, und da er für den barometrischen Druck der Umgebung des Betriebssystems vorprogrammiert ist, greift er auf eine Nachschlagtabelle in dem Speicher 52 zu und erzeugt ein Bypass-Steuersignal 66 und ein Abgas-Bypassventil-Steuersignal 68, wie dies vorstehend erläutert wurde, die das Bypass-Ventil 40 und das Abgas-Bypassventil 44 in voneinander unabhängiger Weise auf die gewünschten Positionen steuern, um den Betrieb innerhalb der Wirkungsgradinseln 102, 104, 106 und 108 gemäß Fig. 3 aufrecht zu erhalten.
Das in Fig. 1 dargestellte Bypass-Ventil 40 erfüllt zwei Funktionen. Da während der Motoranfahrphase der Motorabgasdruck in dem Motorabgaskanal 36 höher ist als der Kompressorauslaußdruck in dem Kanal 24, wird zum einen das Bypass- Ventil 40 geschlossen, um eine Passage der Motorabgase in den Kompressor- Austrittskanal 24 zu verhindern. Zweitens reguliert das Bypass-Ventil 40 den Kompressorauslaßdruck und den Massenluftstrom, sobald der Motor bei einer Mindest-Leerlaufdrehzahl läuft, die typischerweise 650 bis 750 min&supmin;¹ beträgt.
Sobald die Mindest-Leerlaufdrehzahl des Motors erreicht ist, wird das Bypass- Ventil 40 über einen Bereich von effektiven Bypass-Ventilwinkeln geregelt. Obwohl das Testen in Fig. 3 in einem Bereich von 0º bis 80º durchgeführt wurde, zeigt Fig. 4, daß die effektiven Winkel zwischen 0º und 40º liegen. Fig. 4 zeigt einen typischen Graphen des Bypass-Ventilwinkels gegenüber dem Ansaugkrümmerdruck für verschiedene Motordrehzahlen.
Wie gezeigt, wird das Bypass-Ventil 40 der Fig. 1 geschlossen gehalten, bis ein minimaler Ansaugkrümmerdruck erreicht ist. Sobald der minimale Ansaugkrümmerdruck erreicht ist, der im vorliegenden Fall 10&sup5; Pa (30 Inch Quecksilbersäule) beträgt, wird das Bypass-Ventil 40 in Abhängigkeit von den Motorkenngrößensignalen auf einen vorbestimmten Winkel gesetzt.
Ähnlich dem Bypass-Ventil 40 wurde auch das Abgas-Bypassventil 44 in dem Bereich von 0º bis 80º in Fig. 3 getestet; Fig. 5 zeigt jedoch, daß die effektiven Winkel zwischen 0º und 35º liegen. Fig. 5 zeigt eine typische graphische Darstellung des Abgas-Bypassventilwinkels gegenüber dem Ansaugkrümmerdruck für verschiedene Motordrehzahlen. In seinem geschlossenen Zustand veranlaßt das Abgas-Bypassventil 44 der Fig. 1, daß nahezu die gesamten Motorabgase in die Turbine 20 hinein strömen und aus der Abgasaustrittsleitung 46 heraus strömen.
Das Abgas-Baypassventil 44 ist zum Beispiel während des anfänglichen Anfahrens des Motors geschlossen, um die gesamten Motorabgase durch die Turbine 20 zu führen, um das Turbinenrad 34 anzutreiben, das die Welle 32 und das Kompressorrad 30 antreibt, bis der Ansaugkrümmerdruck ein Mindestniveau erreicht, wie dies in Fig. 3 mit einem Druckverhältnis zwischen 1,25 und 1,4 angegeben ist. Typische effektive Winkeleinstellungen für das Abgas-Bypassventil sind in Fig. 5 für Motordrehzahlen im Bereich von 750 bis 1100 min&supmin;¹ bei einer beispielhaften Höhe von 650 Fuß über Meereshöhe und einer Umgebungstemperatur von 37ºC (90ºF) gezeigt.
Fig. 5 veranschaulicht, wie die Erfindung den gewünschten konstanten Ansaugkrümmerdruck erreicht, wenn die Motordrehzahl aufgrund von Änderungen des Abgas-Bypassventilwinkels abfällt, wobei dies zu einem nahezu konstanten Ansaugkrümmerdruck führt, wie dies beispielsweise bei den Datenpunkten 122, 124, 126, 128, 130 und 132 dargestellt ist. Durch Aufrechterhalten eines im wesentlichen konstanten Ansaugkrümmerdrucks, wie dargestellt, wird ein im wesentlichen konstantes Ausgangsdrehmoment erzielt.
Funktionsmäßig bewirkt das Abgas-Bypassventil 44 gemäß Fig. 1 ein Umleiten von zunehmenden Teilen bzw. Mengen der Motorabgase zu dem Abgasaustrittskanal 46 sowie ein Leiten derselben bei steigendem Winkel des Abgas-Bypassventils weg von der Turbine 20, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, so daß die Drehzahl des Turbinenrads 34, der Welle 32 und des Kompressorrads 30 gemäß Fig. 1 begrenzt wird, um den Kompressorauslaßdruck zu steuern, wie dies durch die Abgas-Bypassventillinien 110 in Fig. 3 dargestellt ist.
Die in Fig. 4 gezeigten Winkel des Bypass-Ventils 40 und die in Fig. 5 gezeigten Winkel des Abgas-Bypassventils 44 dienen lediglich der Erläuterung und können in Abhängigkeit von der Systemkonfiguration variieren. Zum Beispiel ermöglicht eine in dem Bypass-Kanals 42 und/oder dem Abgas-Bypassventil-Kanal 45 plazierte Öffnung 41, 43 gemäß Fig. 1 einen vollständigeren Bereich der effektiven Winkel des Abgas-Bypassventils und/oder des Bypass-Ventils und somit eine Verminderung von jeglichen Fehlern, die aus mechanischen Verbindungsglied- Toleranzen resultieren.
Ferner wird durch die Verwendung von unterschiedlichen Öffnungsgrößen die Verwendung des gleichen Abgas-Bypassventils und/oder Bypass-Ventils bei unterschiedlichen Motoren und Anwendungen ermöglicht, so daß die Lagerhaltung weiter reduziert wird und lange Beschaffungsvorlaufzeiten für Austauschvorgänge eliminiert werden.
Durch Öffnen des Bypass-Ventils 40 der Fig. 1 wird der Massenluftstrom durch den Kompressor 18 des Turboladers 16 erhöht, wie dies durch die Bypass-Kurven 112 der Fig. 3 dargestellt wird, indem ein zusätzlicher Weg für den Kompressor- Luftstrom vorhanden ist, um den Luftstrom in den Motorabgaskanal 36 der Fig. 1 zu leiten. Durch Öffnen des Abgas-Bypassventils 44 wird der Kompressorauslaßdruck vermindert, indem die Motorabgase von der Turbine 20 weg geführt werden und direkt zu dem Abgasaustrittskanal 46 geführt werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist und vorstehend beschrieben worden ist, kann durch gleichzeitiges Einstellen der winkelmäßigen Position des Bypass-Ventils 40 der Fig. 1 sowie des Abgas-Bypassventils 44 der Turbolader 16 derart gesteuert werden, daß er innerhalb der nierenförmigen Wirkungsgradinseln 102, 104, 106 und 108 gemäß Fig. 3 arbeitet.
Die Wirkungsgradinseln 102, 104, 106 und 108 sind übliche Kenngrößenmerkmale von Zentrifugal-Kompressoren - wobei es sich um den bei Turboladern verwendeten Typ handelt-, wobei ein Betrieb im Zentrum der Inseln den maximalen Kompressor-Wirkungsgrad ergibt. Es ist auch bekannt, daß ein Betrieb in der Nähe der Spitzenwertlinie 84 der Fig. 3 Druckwellen wischen dem Turbolader 16 der Fig. 1 und dem Motor 10 hervorrufen kann, was zu einem instabilen Betrieb führt, der Motorschäden verursachen kann.
Aus diesem Grund wird ein leichter Sicherheitsfaktor in den vorbestimmten Parameter eingebaut, so daß der Betrieb geringfügig rechts vom Zentrum der Inseln 102, 104, 106 und 108 der Fig. 3 stattfindet.
Bei Doppelreihen-Motorenkonfigurationen (d. h. V-6, V-8, V-10, V-12, V-16, ...) können zwei Turbolader 16 gemäß Fig. 1 verwendet werden, um turbogeladene Luft durch den Zwischenkühler 22 zu dem Motor 10 zu führen. Bei einer solchen Anordnung können ein größeres Bypass-Ventil 40 und ein größeres Abgas- Bypassventil 44 verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung sind jedoch zwei Bypass-Ventile 40 und zwei Abgas-Bypassventile 44 jeweils in der in Fig. 1 gezeigten Weise angeordnet und an dem Zwischenkühler 22 zusammengeführt. Ein einziger Steuerungsmodul 48 gemäß Fig. 2 arbeitet in der vorstehend beschriebenen Weise bei der Steuerung von beiden Bypass-Ventilen 40 mit einem einzigen Bypass-Steuerungsbetätigungsorgan 70 und von beiden Abgas-Bypassventilen 44 mit einem einzigen Abgas-Bypassventil-Steuerungsbetätigungsorgan 74.
Das Mehrfach-Turboladersystem arbeitet identisch mit dem Einfach-Turboladersystem, mit der Ausnahme, daß die mechanischen Toleranzen zwischen den beiden Kompressorrädern und den beiden Turbinenrädern berücksichtigt werden müssen.
Zum Kompensieren von solchen zusätzlichen Toleranzen ist es bevorzugt, die Turbolader weiter rechts von dem Zentrum der Wirkungsgradinseln 102, 104, 106 und 108 gemäß Fig. 3 zu betreiben, um ein Berühren der Spitzenwertlinie 84 zu vermeiden, jedoch zu allen Zeit innerhalb einer Insel zu bleiben.
Eine Verlagerung nach rechts von den Wirkungsgradinseln 102, 104, 106 und 108 gemäß Fig. 3 wird erzielt durch Erhöhen des Massenluftstroms durch den Kompressor 18 der Fig. 1 durch geringfügiges Erhöhen des Winkelbetrags, um den das Bypass-Ventil 40 geöffnet wird, wie dies durch die Bypass-Kurven 112 der Fig. 3 dargestellt ist.
Die leichte Erhöhung in dem Massenluftstrom durch die beiden Turbolader kompensiert jegliche Toleranzen, die durch eine Fehlanpassung zwischen den Kompressorrädern und/oder den Turbinenrädern der beiden Turbolader bedingt sind, indem eine sichere Distanz von der Spitzenwertlinie 84 eingehalten wird, jedoch der Betrieb innerhalb der Wirkungsgradinseln gehalten wird. Unter bestimmten Bedingungen führt die Steigerung in dem Luftstrom zu einem Verlust bei dem Kompressorauslaßdruck, wie dies durch die Bypass-Kurven 112 in Fig. 3 veranschaulicht ist.
Dieser Druckverlust wird kompensiert durch Reduzieren des Winkelbetrags, über den das Abgas-Bypassventil 44 gemäß Fig. 1 geöffnet wird. Mit anderen Worten, es führt eine Verminderung der Abgasströmung durch das Abgas-Bypassventil 44 zu einer Erhöhung des Kompressorauslaßdrucks, um dadurch den Druckverlust in Verbindung mit einer weiteren Öffnung des Bypass-Ventils 40 zu kompensieren.
Ein wichtiges Erfordernis bei Verbrennungsmotoren, die Vergaser aufweisen, besteht in der Aufrechterhaltung einer Druckreserve über der Drossel 38 der Fig. 1. Die Druckreserve läßt sich bestimmen durch Erfassen des Drucks auf beiden Seiten der Drossel 38 sowie Subtrahieren der beiden erfaßten Druckwerte voneinander, um ein P zu bestimmen, das als Druckreserve betrachtet wird. Die Druckreserve P ermöglicht es dem Motor 10, größere Lasten bei konstanter Drehzahl aufzunehmen oder bei konstanter Last beim Öffnen der Drossel 38 ohne Stocken zu beschleunigen, da kein Ansaugkrümmerdruck vorhanden ist.
Zur Erzielung eines optimalen Motor-Wirkungsgrads ist es jedoch erwünscht, die Drossel 38 in einer offenen Stellung zu halten, um ein Blockieren von Energie in Form eines Luftstroms in den Motor hinein zu vermeiden. Der Betrag der Druckreserve P über der Drossel 38 kann reguliert werden durch Steuern des Betrags des Kompressorauslaßdrucks von dem Kompressor 18. Dies wird bewerkstelligt durch Einstellen des Abgas-Bypassventils 44 zum Regulieren der Menge der Motorabgase durch die Turbine 20, die die Ausgangsleistung des Kompressors 18 steuert.
Durch Steuern der Massenluftstromsrate durch den Kompressor 30 kann die Drossel 38 auf einen größeren Winkel geöffnet werden, um dadurch einen höheren Motorwirkungsgrad zu erzielen, indem der in Verbindung mit dem höheren Kompressorauslaßdruck vorhandene Abgas-Gegendruck reduziert wird, jedoch eine ausreichende Druckreserve P aufrechterhalten wird, um zusätzliche Miotorbelastungen ohne Stocken aufzunehmen oder zu beschleunigen. Diese Steigerung des Drosselwinkels reduziert auch Energieverluste über die Drossel, so daß der Motorwirkungsgrad erhöht wird.
Ein weiteres allgemeines Problem bei Motoren mit Turboladung, das mit der vorliegenden Erfindung überwunden wird, besteht darin, daß die typische nichtlineare Drosselwinkelprofilkurve 114 gemäß Fig. 6, die in kalten Klimazonen am ausgeprägtesten ist, nunmehr linearer ist, wie dies in Form der Kurve 116 dargestellt ist, was zu einer verbesserten Drosselsteuerung führt. Fig. 6 veranschaulicht eine graphische Darstellung des Drosselwinkels gegenüber dem effektiven mittleren Arbeitsdruck BMEP für eine beispielhafte Motordrehzahi von 1.000 min&supmin;¹.
Vor der vorliegenden Erfindung mußte bei Beaufschlagung des Motors mit einer zunehmenden Last von beispielsweise 0 bis 1,45 · 10&sup6; Pa (210 psi) BMEP in der in Fig. 6 gezeigten Weise der Drosselwinkel rasch größer werden, um Turbolader- Verzögerungen zu kompensieren, wobei es sich um eine inhärente Eigenschaft von Motoren mit Turboladung handelt, doch sobald der Turbolader einen ausreichenden Kompressorauslaßdruck erzeugt, muß der Drosselwinkel rasch reduziert werden, so daß ein Umkehrpunkt 118 entsteht, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
Die raschen Änderungen in dem Drosselwinkel waren erforderlich, um eine konstante Motordrehzahl bei dem steigenden Kompressorauslaßdruck aufrechtzuerhalten. Sobald die Kompressor-Ausgangsleistung ein Plateau erreicht, muß der Drosselwinkel reduziert werden, um den gesteigerten Kompressorauslaßdruck zu kompensieren, bis der Lastanstieg den Anstieg in der Turbolader-Ausgangsleistung übersteigt, wobei an diesem Punkt der Drosselwinkel wieder vergrößert werden muß, um die Motordrehzahl aufrechtzuerhalten.
Diese erratische, nichtlineare Drosselwinkelkurve 114 ließ sich jedoch extrem schwierig mit Genauigkeit impiementieren. Der Drosselwinkel wird durch eine Überwachungseinrichtung (nicht gezeigt) gesteuert, und in der Praxis führt eine Kompensation der Turbolader-Ausgangsleistung über den Drosselwinkel zur erratischen Motordrehzahlen und zu Drehzahlspitzen, die ineffizient und unerwünscht sind.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung bestand in der Erzielung eines stabilen Betriebs durch Erzeugen einer lineareren Kurve des Drosselwinkels gegenüber der Last durch gleichzeitiges Steuern der Funktion des Bypass-Ventils 40, Fig. 1, und des Abgas-Bypassventils 44. Die Drosselwinkelkurve 116 gemäß Fig. 6 ist nun durch Einstellen des Bypass-Ventils 40 der Fig. 1 linearer.
Beispielhafte Bypass-(BP-)Ventilwinkel sind an Testpunkten 120 gemäß Fig. 6 dargestellt - zum Beispiel zum Erzielen einer Drosselwinkelkurve 116 und Ziehen einer Last (BMEP) von 0,87 · 10³ Pa (125 psi), führt ein Bypass-Ventilwinkel von 40º (40º BP) zu einem Drosselwinkel von etwa 42º und bei einer Last von 1,2 · 10³ Pa (175 psi) führt ein Bypass-Ventilwinkel von 30º (30º BP) zu einem Drosselwinkel von etwa 46º. Ein Nebenprodukt der Einstellung des Bypass-Ventils 40 besteht jedoch in einer entsprechenden Änderung in der Druckreserve P über die Drossel 38 der Fig. 1.
Ein Einstellen des Abgas-Bypassventils 44 in der vorstehend geschilderten Weise führt zu einer angemessenen Druckreserve P, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. An jedem Testpunkt 120 ist der Betrag der Druckreserve P in Inch Quecksilbersäule dargestellt. Bei niedrigeren Motorlastbedingungen sind größere Beträge an Druckreserve 10 erforderlich, um eine zusätzliche Lastaufnahme ohne Stocken zu ermöglichen.
Ein Öffnen des Abgas-Bypassventils 44 führt zu einer Reduzierung der Druckreserve P. An dem oberen Lastende der Fig. 6 ist eine abnehmende Reserve P bevorzugt, da in diesem Fall der Motor an oder in der Nähe seiner Nennbelastungskapazität ist und wenig zusätzliche Last zulässig wäre und somit eine geringere Druckreserve erforderlich ist, um eine korrekte Motorsteuerung aufrecht zu erhalten, und da eine niedrigere Reserve P einen effizienteren Betrieb schafft, wie dies vorstehend beschrieben worden ist.
Zum Beispiel ist ein Motor mit einer Nennleistung von 190 psi BMEP, wie dies in Fig. 6 der Fall ist, und einer Druckreserve P von ca. 4 bis 4,7 · 10&sup4; Pa (12 bis 14 Inch Quecksilbersäule) bei 0,87 · 10³ Pa (125 psi) BMEP erforderlich, während 1,7 bis 2,3 · 10&sup4; Pa (5 bis 7 Inch Quecksilbersäule) bei 1,45 · 10&sup6; Pa (210 psi) BMEP ausreichend ist. Ähnliche Resultate lassen sich bei verschiedenen Motordrehzahlen, Umgebungstemperaturen und barometrischen Druckwerten erzielen.
Wie in Fig. 5 gezeigt, wird bei Reduzierung der Motordrehzahl bei konstanter Last (d. h. konstantem Ansaugkrümmerdruck) der Abgas-Bypassventilwinkel vermindert, so daß die Drosselreserve P erhöht wird und mehr Drehmoment von dem Motor bei geringerer Drehzahl als bei früheren, für die Drehzahl unsensiblen Systemen geliefert wird, bei denen es bei niedrigeren Drehzahlen zu einem Verlust an Ansaugkrümmerdruck kam, was zu einer verminderten Drehmoment-Ausgangsleistung führte. Fig. 5 offenbart effiziente Abgas-Bypassventilwinkel für jede spezielle Motordrehzahl, um einen gewünschten Ansaugkrümmerdruck und eine gewünschte Druckreserve P zu erzielen.
Es ist zu erkennen, daß im Umfang der beigefügten Ansprüche verschiedene Äquivalente, Alternativen sowie Modifikationen möglich sind.

Claims

1. Elektronisches Turbolader-Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen stationären Motor, das folgendes aufweist;

- mindestens einen Turbolader (16), der mit dem Motor (10) verbunden ist und eine Turbine (20) und einen Kompressor (18) besitzt;

- mindestens einen Motorkenngrößen-Monitor (60, 62, 64);

- ein Motorkenngrößensignal (54, 56, 58), das von dem Monitor (60, 62, 64) erzeugt wird;

- eine elektronische Steuerung (48) zum Verarbeiten des Kenngrößensignals;

- ein Steuersignal (66, 68), das von dem Prozessor (48, 50) in Abhängigkeit von dem Kenngrößensignal (54, 56, 58) erzeugt wird;

- ein Bypass-Ventil (40), das zwischen den Kompressor (18) und die Turbine (20) geschaltet ist, um die Luftströmung durch den Kompressor (18) in Abhängigkeit von dem Steuersignal (66, 68) zu ändern, und

- ein Abgas-Bypassventil (44), das zwischen den Motor (10) und die Turbine (20) geschaltet ist, um Motorabgase (46) in Abhängigkeit von dem Steuersignal (66, 68) von der Turbine (20) weg umzuleiten,

wobei der Betrieb des Turboladers (16) in einem Diagramm des Kompressorauslaßdrucks über dem barometrischen Druck gegenüber der Turboladerluftströmung graphisch dargestellt ist, wobei das Diagramm Wirkungsgradinseln (102, 104, 106, 108) aufweist und die elektronische Steuerung (48) den Turboladerbetrieb innerhalb der Wirkungsgradinseln (102, 104, 106, 108) aufrechterhält, indem sie das Bypass-Ventil (40) und das Abgas- Bypassventil (44) steuert.

2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, das ferner ein Bypass-Steuerung-Betätigungsorgan (70) aufweist, um ein Ansprechsignal (78) zu erzeugen, das eine Position des Bypass-Ventils (40) bezeichnet, wobei die elektronische Steuerung (48) das Ansprechsignal (78) empfängt und die Position des Bypass-Ventils (40) überwacht.

3. Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, das eine Vielzahl von Motorkenngrößen-Monitoren (60, 62, 64) aufweist, um zumindest die Motordrehzahl (62) und den Ansaugkrümmerdruck (60) zu erfassen, und wobei jeder Motorkenngrößen-Monitor (60, 62, 64) in Abhängigkeit von der Erfassung ein Motorkenngrößensignal (54, 56, 58) erzeugt.

4. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elektronische Steuerung (48) einen Speicher (52) aufweist, der mit vorbestimmten Parametern programmiert ist, wobei die elektronische Steuerung (48) einen vorbestimmten Parameter aus dem Speicher (52) auswählt und das Steuersignal (66, 68) auf der Basis der Motorkenngrößensignale (54, 56, 58) erzeugt.

5. Steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei der Speicher (52) Sätze von vorbestimmten Parametern aufweist, wobei jeder Satz auf dem barometrischen Druck basiert, und wobei die elektronische Steuerung (48) vorher so programmiert ist, daß sie den richtigen Satz von vorbestimroten Parametern bei einem gegebenen barometrischen Druck auswählt.

6. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abgas-Bypassventil (44) zumindest einen Teil der Motorabgase (36) in die Turbine (20) leitet.

7. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die elektronische Steuerung (48) den Motorabgasstrom so steuert, daß er das Führen eines Teils der Motorabgase (36) in die Turbine (20) und das Führen eines Teils der Motorabgase (46) von der Turbine (20) weg umfaßt.

8. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das ferner ein Abgas-Bypassventil-Steuerungsbetätigungsorgan (74) aufweist, um ein Ansprechsignal (80) zu erzeugen, das eine Position des Abgas-Bypassventils (44) bezeichnet, wobei die elektronische Steuerung (48) das Ansprechsignal (80) empfängt und die Position des Abgas-Bypassventils (44) überwacht.

9. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der oder ein Motorkenngrößen-Monitor (62) die Motordrehzahl erfaßt.

10. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der oder ein Motorkenngrößen-Monitor (60) die Motorlast bestimmt.

11. Steuerungssystem nach Anspruch 10, wobei der oder ein Motorkenngrößen-Monitor (60) den Druck im Ansaugkrümmer erfaßt, um die Motorlast zu bestimmen.

12. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der oder ein Motorkenngrößen-Monitor (64) die Umgebungstemperatur erfaßt.

13. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das ferner einen Drucksensor (100) für den barometrischen Druck aufweist und wobei die elektronische Steuerung (48) auf einen Motordrehzahlsensor (62), einen Motoransaugkrümmer-Drucksensor (60) und den Drucksensor (100) für den barometrischen Druck anspricht, um das Bypass-Ventil (40) und das Abgas-Bypassventil (44) zu steuern.

14. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das ferner eine Motoransaugdrossel (38) aufweist, die zwischen dem Kompressor (18) und dem Motor (10) angeordnet ist und einen Drosselwinkel hat, um die Motoransaugluft variabel zu steuern, wobei der Drosselwinkel gegenüber der Motorlast graphisch dargestellt werden kann, und wobei die elektronische Steuerung (48) mit sich ändernder Motorlast einen im wesentlichen linearen Graphen der Drosselwinkeländerung ermöglicht, indem sie das Bypass-Ventil (40) und das Abgas-Bypassventil (44) steuert.

15. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die elektronische Steuerung (48) einen Prozessor (50) und einen Speicher (52) aufweist, wobei der Speicher (52) mit vorbestimmten Para metern programmiert ist, und wobei der Prozessor (50) einen vorbestimmten Parameter aus dem Speicher (52) auswählt, um das Bypass-Ventil (40) und das Abgas-Bypassventil (44) in Kombination zu steuern.

16. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Turbolader (16) einen bevorzugten Betriebsbereich hat, der auf der Motordrehzahl (56), dem barometrischen Druck und dem Ansaugkrümmerdruck (54) basiert.

17. Steuerungssystem nach Anspruch 16, wobei die elektronische Steuerung (48) den Betrieb des Turboladers (16) innerhalb des bevorzugten Betriebsbereichs aufrechterhält, indem sie das Bypass-Ventil (40) und das Abgas-Bypassventil (44) variabel einstellt.

18. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, das ferner folgendes aufweist: einen Bypass-Kanal (42), in dem sich das Bypass-Ventil (40) und eine Öffnung (43) befinden, und einen Abgas- Bypassventilkanal (45), in dem sich das Abgas-Bypassventil (44) und eine Öffnung (41) befinden.

19. Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Turboladers (16) an einem Verbrennungsmotor (10), insbesondere einem stationären Motor, welches das System gemäß Anspruch 1 verwendet, das die folgenden Schritte aufweist:

- Erhalten des barometrischen Drucks (82, 100)

- Erhalten des Ansaugkrümmerdrucks (54, 60);

- Erhalten der Motordrehzahl (56, 62);

- Bestimmen einer bevorzugten Ausgangsleistung des Turboladers (16) auf der Basis des Ansaugkrümmerdrucks (54, 60), der Motordrehzahl (54, 60) und des barometrischen Drucks (82, 100);

- Regulieren der Ausgangsleistung des Turboladers (16) in Abhängigkeit von der bevorzugten Turbolader-Ausgangsleistung und

- Regulieren der Motorabgase (36) zu dem Turbolader (16) in Abhängigkeit von der bevorzugten Turbolader-Ausgangsieistung,

wobei der Betrieb des Turboladers (16) in einem Diagramm des Kompressorauslaßdrucks über dem barometrischen Druck gegenüber der Turboladerl Liftströmung graphisch dargestellt ist, wobei das Diagramm Wirkungsgradinsein (102, 104, 106, 108) aufweist, und die elektronische Steuerung (48) den Turboladerbetrieb innerhalb der Wirkungsgradinseln (102, 104, 106, 108) aufrechterhält, indem sie das Bypass-Ventil (40) und das Abgas- Bypassventil (44) steuert.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Regulierens der Ausgangsleistung des Turboladers (16) ferner so vorgegeben ist, daß er das Ableiten der Ausgangsleistung des Turboladers (16) von dem Motor (10) weg in Abhängigkeit von der bevorzugten Turbolader-Ausgangsleistung umfaßt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Regulierens der Motorabgase (36) ferner so vorgegeben ist, daß er das Ableiten der Motorabgase (46) von der Turbine (20) des Turboladers (16) weg in Abhängigkeit von der bevorzugten Ausgangsleistung des Turboladers (16) aufweist.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, das ferner den Schritt des Erhaltens der Umgebungstemperatur (58, 64) aufweist und wobei der Schritt des Bestimmens einer bevorzugten Ausgangsleistung des Turboladers (16) auch auf der Umgebungstemperatur (58, 64) basiert.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, das ferner folgendes aufweist: den Schritt des Anpassens eines bestimmten Turboladers (16) derart, daß er innerhalb eines bevorzugten Betriebsbereichs für eine Vielzahl von Motoranwendungen auf der Basis des Ansaugkrümmerdrucks (54, 60), der Motordrehzahl (56, 62) und des barometrischen Drucks (82, 100) arbeitet.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, das ferner folgendes aufweist: den Schritt des Anpassens eines bestimmten Abgas-Bypassventils (44) und Bypass-Ventils (40) an einen Motor (10) und einen Turbolader (16) auf der Basis der Größe einer Öffnung (41, 43) in einem Kanal (42, 45), der mit dem Abgas-Bypassventil (44) und dem Bypass-Ventil (40) verbunden ist.

25. Stationärer Verbrennungsmotor, der ein Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18 aufweist.