DE69701663T2 - Elektrisch gesteuertes Ventil mit stetigem Öffnen während des Betriebes für Kanisterwiederaufbereitung - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch gesteuertes Ventil mit stetigem Öffnen während des Betriebs für einen Kreis zum Regenerieren eines Kanisters, der einem Verbrennungsmotor zugeordnet ist, welcher durch mindestens eine Ansaugleitung, in der der Durchsatz durch ein bewegliches Drosselorgan beispielsweise von dem gemeinhin als Drosselklappe bezeichneten drehenden Typ gesteuert ist, mit Luft bzw. kraftstoffhaltiger Luft versorgt wird.
• Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Ventil, dessen Kanisterspüldurchsatz kontinuierlich ist und durch ein elektrisches Signal moduliert wird, zum Regenerieren eines Kanisters, der einem Verbrennungsmotor zugeordnet ist, dessen Kraftstoffzufuhrsystem entweder einen Vergaser aufweisen kann, dessen drehendes Drosselorgan bzw. Drosselklappe den Durchsatz an Luft/Kraftstoff-Mischung steuert, oder vom "Einspritzer"- Typ sein und einen Drosselklappenkörper aufweisen kann, dessen drehendes Drosselorgan den Durchsatz an Ansaugluft zum Motor steuert.
• Der Kanister ist ein Behälter zum Aufnehmen der Kraftstoffdämpfe, die von verschiedenen, Kraftstoff enthaltenden oder von Kraftstoff durchströmten Organen in dem Kreislauf stammen, den der Kraftstoff im Fahrzeug und dessen Motor verfolgt, und die insbesondere vom Kraftstofftank sowie vom Motor und den Einspritzröhren und von der bzw. den Einspritzdüsen, oder gegebenenfalls vom Vergaser stammen.
• Der Kanister, in dem diese Kraftstoffdämpfe gesammelt werden, um zu vermeiden, daß sie in die Umgebungsluft abgegeben werden, ist mit einer mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Entlüftung versehen, so daß der Kraftstofftank über den Kanister mit der Umgebungsluft in Verbindung steht. Um zu vermeiden, daß Kraftstoff über die Entlüftung des Kanisters an die Umgebungsluft abgegeben wird, sobald der Kanister gesättigt ist, wird dieser durch einen Regenerationskreis mit einem Ventil, das stromabwärts vom Drosselorgan an einer den Kanister mit der Ansaugleitung verbindenden Rohrleitung angebracht ist, zyklisch regeneriert. Bei geöffnetem Ventil bewirkt der Unterdruck in der Ansaugleitung stromabwärts vom Drosselorgan eine Ansaugung von Umgebungsluft über die Entlüftung des Kanister in die Rohrleitung und in den Kanister. Diese angesaugte Umgebungsluft spült aus dem Kanister den darin enthaltenen Kraftstoff aus und vermischt sich mit diesem Kraftstoff, um gemeinsam damit in die Ansaugleitung eingesaugt zu werden. Die Ankunft dieser kraftstoffhaltigen Luft im Motor verändert das Mischungsverhältnis der Luft/Kraftstoff-Mischung, die je nach Fall vom Vergaser oder dem Einspritzventil bzw. den Einspritzventilen hergestellt wird, welche ausgehend von Signalen erstellte Steuerbefehle empfangen, wobei diese Signale von verschiedenen Sensoren für Betriebsparameter des Motors stammen und insbesondere von einer Sonde, die den Sauerstoffanteil in den Abgasen vom Motor mißt.
• Um eine solche Störung des Mischungsverhältnisses zu verhindern, ist es bekannt, als Regenerationsventil ein elektrisch gesteuertes Ventil zu verwenden, das eine Modulation des Spüldurchsatzes des Kanisters durchführt, wobei es schwierig ist, diesen Durchsatz zu kennen, da die in den Kanistern aufgenommene Kraftstoffmenge nicht genau bekannt ist und von zahlreichen Parametern wie etwa der Umgebungstemperatur, der Temperatur und dem Füll zustand des Kraftstofftanks abhängt, und bestimmte dieser Parameter davon beeinflußt sein können, ob der Motor läuft oder nicht.
• Die zu diesem Zweck üblicherweise eingesetzten, elektrisch gesteuerten Ventile sind Elektroventile mit einer Kalibriereinrichtung mit konstantem Durchgangsquerschnitt und einem Ventilkörper zum Steuern des Durchsatzes, der als Einheit mit einem Kern eines Solenoids beweglich ist, dessen Spule mit einem elektrischen Strom mit Auftastimpulsen bzw. Rechteckimpulsen versorgt wird, mit variablem Öffnungsverhältnis, d. h. daß die Öffnungszeit bei einer konstanten Periode einem variablen Bruchteil dieser Periode entspricht, welcher der Länge des Rechteckimpulses des verwendeten Stroms entspricht.
• Die Durchsatzänderung wird somit erzielt, indem der wirksame Kalibrierungsquerschnitt moduliert wird, der dem Unterdruck vom Motor ausgesetzt ist, wobei diese Modulation vom Ventilkörper des Elektroventils bewerkstelligt wird.
• In Anbetracht der zwischen 5 und 20 Hz liegenden Frequenzen, mit denen diese Elektroventile angeregt werden, ergibt sich eine unausgeglichene Versorgung der verschiedenen Zylinder des Motors mit aus der Spülung des Kanisters stammenden Kraftstoffdämpfen aufgrund der Öffnungsfrequenz des Elektroventils für die Spülung, die ganz und gar asynchron in bezug auf den Motor ist.
• Um diesen Nachteil abzustellen, wurde bereits in der FR 2 699 603 ein elektrisch gesteuertes Ventil vorgeschlagen, das es ermöglicht, den Regenerationsdurchsatz so aufzuteilen, daß alle Zylinder des Motors im wesentlichen den gleichen Bruchteil des aus den Kanistern ausgespülten Kraftstoffs erhalten, wobei dieses Ventil einen kontinuierlichen, jedoch modulierten Durchsatz bewirkt, der von einem elektrischen Einstellwertsignal geregelt ist, so daß ein Ventil mit einem Durchsatz erhalten wird, der proportional zu diesem Einstellwert ist. Diese Modulation des Spüldurchsatzes des Kanisters wird bewirkt, indem der Durchsatz durch eine Kalibriereinrichtung mit einem konstanten Strömungsquerschnitt hindurch geleitet wird, die aber einem modulierten Unterdruck ausgesetzt ist, und zwar im Gegensatz zu den vormals verwendeten Elektroventilen, bei denen der wirksame Querschnitt der Kalibrierung moduliert wird, an welcher der Motorunterdruck anliegt.
• Gemäß der FR 2 699 603 ist das elektrisch gesteuerte Ventil für einen Kreis zum Regenerieren eines Kanisters vom obenstehend erwähnten Typ mit einer Rohrleitung, welche den Kanister stromabwärts vom Drosselorgan mit der Ansaugleitung verbindet, an der das Ventil angebracht ist, das eine Kalibriereinrichtung mit konstantem Durchgangsquerschnitt aufweist, einem Ventilkörper zum Steuern des Durchsatzes in der Rohrleitung, der als Einheit mit einem Kern eines Solenoids beweglich ist, dessen Spule zum Steuern der auf den Ventilkörper aufgebrachten Kraft mit einem elektrischen Strom versorgt wird, solcherart, daß der Ventilkörper als Einheit mit einer nachgiebigen Membran beweglich ist, die in einem Gehäuse zwei Kammern begrenzt, von denen eine erste auf einem Druck gehalten ist, der gleich oder nahe dem Atmosphärendruck ist, und von denen die zweite Kammer an einem modulierten Unterdruck liegt, den Ventilkörper umschließt und durch eine Einlaßöffnung über die Kalibriereinrichtung mit dem Kanister sowie über eine Auslaßöffnung mit der Ansaugleitung in Verbindung steht, wobei die Membran, die solcherart einem Unterdruck ausgesetzt ist, der in der Nähe oder gleich demjenigen ist, der auf die Kalibriereinrichtung einwirkt, des weiteren den entgegengesetzten Kräften von elastischen Einrichtungen, die dazu tendieren, den Ventilkörper auf der Auslaßöffnung zu schließen, und vom Solenoid ausgesetzt ist, dessen Spule eine Kraft entwickelt, die bewirkt, daß der Ventilkörper von der Auslaßöffnung entfernt wird, um diese zu öffnen, wenn sie von einem Strom mit variablem Mittelwert durchflossen wird, welcher ein elektrisches Einstellwertsignal darstellt, das die Kraft auf den Ventilkörper festlegt.
• Im Betrieb ist die Membran im Gleichgewicht unter den kombinierten Einwirkungen der elastischen Einrichtungen, die dazu tendieren, den Ventilkörper in die Schließstellung zurückzustellen, der Magnetkraft aufgrund des Solenoids und somit des Stroms, der durch die Spule fließt, und schließlich des Unterdrucks, der den Durchsatz bestimmt, wobei dieser Unterdruck der Differentialdruck zwischen dem Atmosphärendruck oder einem in dessen Nähe liegenden Druck, der in der ersten Kammer vorherrscht, und dem Steuerdruck in der zweiten Kammer ist. Es wird somit eine Beziehung zwischen diesem Unterdruck und somit dem Durchsatz einerseits, und andererseits dem mittleren elektrischen Strom in der Spule des Solenoids hergestellt. Dieses Ventil ermöglicht es somit, den Regenerationsdurchsatz mit Hilfe eines variablen Unterdrucks, der mit Hilfe eines mittleren Steuerstroms bestimmt wird, kontinuierlich zu modulieren.
• Jedoch weist dieses Ventil den Nachteil auf, daß bei voller Öffnung aufgrund des hohen Unterdrucks, dem diese Membran somit ausgesetzt ist (und der bis zu 60 kPa betragen kann, wenn der Motor im Leerlauf arbeitet), sehr starke Kräfte auf die Membran einwirken. Das Solenoid dieses Ventils muß somit in der Lage sein, sehr hohe Magnetkräfte zu entwickeln, nämlich um den Preis eines hohen Stromverbrauchs.
• Durch die vorliegende Erfindung wird vorgeschlagen, diesen Nachteil mittels eines Ventils mit stetigem Öffnen während des Betriebs abzustellen, das es ermöglicht, eine ungleichmäßige Versorgung der Zylinder des Motors mit aus den Kanistern ausgespültem Kraftstoff durch einen in Abhängigkeit von einem elektrischen Steuersignal modulierten Regenerationsdurchsatz zu vermeiden, das des weiteren einen einfacheren Aufbau besitzt und bei Montage wie auch Verwendung wirtschaftlicher ist als das aus der FR 2 699 603 bekannte Ventil, und insbesondere mit einem Solenoid auskommt, dessen Abmessungen, Leistung und elektrischer Verbrauch gering sind.
• Hierzu ist das erfindungsgemäße Ventil von einem aus der FR 2 699 603 bekannten Typ mit einer Kalibriereinrichtung mit konstantem Durchgangsquerschnitt und einem Gehäuse, das eine Kammer begrenzt, die über einen Einlaß mit dem Kanister und über ein Auslaß mit der Ansaugleitung in Verbindung steht, und in der ein Ventilkörper zum Steuern des Spüldurchsatzes des Kanisters in Bezug auf einen durch den Ventilkörper verschließbaren Sitz beweglich gelagert ist, wobei der Ventilkörper als Einheit mit einem Kern eines Solenoids beweglich ist, dessen Spule zum Steuern der auf den Ventilkörper aufgebrachten Kraft und dessen Abstandes vom Sitz in der geöffneten Stellung des Ventils mit einem elektrischen Strom mit variablem Mittelwert versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß der Kammer über die Kalibriereinrichtung derart mit der Ansaugleitung verbunden ist, daß der Druck stromabwärts von der Kalibriereinrichtung der Druck in der Leitung stromabwärts vom Drosselorgan ist, während der Einlaß der Kammer über die Rohrleitung direkt mit dem Kanister verbunden ist, so daß stromaufwärts von dem Sitz Atmosphärendruck oder ein nahe bei diesem liegender Druck anliegt, und der Spüldurchsatz durch Modulation des auf Höhe des Ventilkörper vorhande nen Druckunterschiedes, der aus der Modulation der auf den Ventilkörper aufgebrachten Kraft infolge der Modulation des Stromes mit variablem Mittelwert in der Spule resultiert, kontinuierlich moduliert wird.
• Da ein solches Ventil keine Membran aufweist und der Querschnitt seines Ventilkörpers klein sein kann, ist ersichtlich, daß ein Solenoid mit geringen Abmessungen, geringer Leistung und geringem Verbrauch zum Steuern des Ventilkörper des Ventils ausreichen kann, dessen Aufbau daher einfacher und wirtschaftlicher sein kann.
• Vorteilhaft, um das Schließen des Ventils bei stehendem Motor sicherzustellen und jegliches Selbstentzündungsphänomen zu vermeiden, kann das Ventil des weiteren elastische Rückstelleinrichtungen aufweisen, die auf den Ventilkörper in Richtung auf dessen Schließstellung gegen den Sitz hin einwirken, wobei die elektrische Versorgung der Spule des Solenoids eine Magnetkraft entwickelt, die auf den Ventilkörper entgegen den elastischen Einrichtungen auf eine Stellung hin einwirkt, in der der Sitz geöffnet ist.
• Es ist jedoch auch möglich, daß das Ventil keine elastischen Rückstelleinrichtungen aufweist, in welchem Fall die Spule des Solenoids bei stehendem Motor derart mit einem elektrischen Strom versorgt wird, daß auf den Ventilkörper eine Magnetkraft wirkt, die ihn in die Schließstellung des Ventils in Anlage an seinem Sitz bringt.
• Ein solches Ventil wird vorteilhaft mit einem Strom mit variablem Mittelwert versorgt, der erhalten wird, indem die Spule des Solenoids mit Rechteckstromimpulsen mit variablem Taktverhältnis versorgt wird. Das weiteren kann der Strom mit variablem Mittelwert von einem Steuerorgan vorgesteuert sein, das auf mindestens ein von min destens einem Sensor eines Betriebsparameters des Motors wie einem Sensor für das Mischungsverhältnis Luft/Kraftstoff und/oder einem Drucksensor in der Ansaugleitung stromabwärts vom Drosselorgan stammendes Signal anspricht.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehend, nicht einschränkend gegebenen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben ist, in der:
• Fig. 1 schematisch einen Kreis zum Regenerieren eines Kanisters darstellt, der mit einem erfindungsgemäßen Ventil versehen ist, das zwischen einen Kanister und eine Ansaugleitung eines Vergasers oder einen Drosselklappenkörper eines Verbrennungsmotors geschaltet ist, und
• - Fig. 2 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Ventils im Längsschnitt ist.
• In Fig. 1 umschließt der Kanister 1 ein absorbierendes bzw. adsorbierendes Material 2, z. B. Aktivkohle, das die Kraftstoffdämpfe aufnimmt, die insbesondere aus dem Kraftstofftank R stammen und dem Kanister 1 über die Rückführungsrohrleitung 3 zugeführt werden. Der Kanister 1, der hierbei beispielsweise 100 g Kraftstoff enthalten kann, ist mit einer Entlüftung 4 versehen, durch die er mit der Atmosphäre verbunden ist, und des weiteren mit der Ansaugleitung 5 eines Vergaserkörpers oder eines Drosselklappenkörpers eines Verbrennungsmotors M verbunden. Ein Drosselorgan bzw. eine Drosselklappe 6 ist drehbar in der Rohrleitung 5 gelagert, und die Winkelstellung der Drosselklappe 6 in der Rohrleitung 5 wird so gesteuert, daß der Durchsatz an Ansaugluft im Fall eines Drosselklappenkörpers bzw. an kraftstoffhaltiger Luft im Fall eines Vergasers reguliert wird.
• Der Anschluß des Kanisters 1 an die Ansaugleitung 5 stromabwärts von der Drosselklappe 6 erfolgt über einen Regenerationskreis des Kanisters 1. Dieser Kreis 7 weist ein Regenerationsleitung 8 auf, die an ihrem Einlaß in den Kanister 1 und an ihrem Auslaß in die Ansaugleitung 5 mündet, sowie ein elektrisch gesteuertes Ventil 9, das zwischen den stromaufwärtigen Zweig 8a und den stromabwärtigen Zweig 8b der Rohrleitung 8 geschaltet ist.
• Das Ventil 9, von dem ein Ausführungsbeispiel in Fig. 2 dargestellt ist, ist ein Ventil mit einem Ventilkörper, dessen Stellung durch ein Solenoid gesteuert wird, das einen elektrischen Steuerstrom von einer schematisch unter 10 dargestellten Steuervorrichtung erhält, bei der es sich um eine elektronische Steuereinheit für die Motorregelung handelt, mit einem Rechner, der mindestens einen Mikroprozessor oder Mikrokontroller beinhaltet, und insbesondere im Fall eines Motors mit Einspritzung die Kontrolle und Steuerung von Zündung und Einspritzung ausgehend von Informationen durchführt, die von mehreren Sensoren von Betriebsparametern des Motors erhalten werden.
• Bei geöffnetem Ventil 9 bewirkt der in der Ansaugleitung 5 stromabwärts von der Drosselklappe 6 vorherrschende Unterdruck über die Rohrleitung 8 und den Kanister 1 eine Ansaugung von Umgebungsluft über die Entlüftung 4, und diese Ansaugluft nimmt beim Durchtritt durch das Material 2 den vorausgehend darin zurückgehaltenen Kraftstoff mit, um ihn in die Ansaugleitung 5 zu einzuführen.
• Im Beispiel der Fig. 2 weist das Ventil 9 einen Körper bzw. ein Gehäuse 11 mit im wesentlichen zylindrischer Form auf, das eine innere Kammer 12 begrenzt, die eine mit dem stromaufwärtigen Abschnitt 8a der Rohrleitung 8 zum Regenerieren des Kanisters 1 verbundene Einlaßöffnung 13 aufweist, sowie eine Auslaßöffnung 14, die an den stromabwärtigen Abschnitt 8b der Rohrleitung 8 durch einen Rohransatz 15 angeschlossen ist, der eine Kalibriereinrichtung 16 oder Einschnürung mit konstantem Strömungsquerschnitt einschließt. Der Umfang der Einlaßöffnung 13 stellt einen Sitz 17 für einen Ventilkörper 18 dar. Dieser Ventilkörper 18 ist mittels einer Stange 19 einstückig mit dem im wesentlichen zylindrischen Kern 20 eines Solenoids ausgebildet, das eine in der Kammer 12 des Körpers 11 festgelegte Anregungsspule 21 aufweist, und in welche der Kern 20 und die Stange 19 axial eingefügt sind.
• Um jegliches Selbstentzündungsphänomen infolge des unbeabsichtigten Eintreffens von Kraftstoff aus dem Kanister 1 in den noch heißen Motor M zu verhindern, nachdem dieser abgestellt wurde, wird das Ventil 9 beim Abstellen des Motors M normalerweise geschlossen. Das Schließen wird in dem vorliegenden Beispiel durch eine Rückstellschraubenfeder 22 durchgeführt, die sich am Ventilkörper 18 und auf einem Widerlager der Spule 21 abstützt und den zwischen der Spule 21 und dem Ventilkörper 18 befindlichen Abschnitt der Stange 19 umgibt, und den Ventilkörper 18 auf seinen Sitz 17 hin drückt, so daß er die Öffnung des Einlasses 13 verschließt, wenn der Spule 21 kein Strom zugeführt wird. Die einen Block bildende Einheit aus Ventilkörper 18 - Stange 19 - Kern 20, die Spule 21, die Einlaßöffnung 13 und der Sitz 17 wie gegebenenfalls auch die Auslaßöffnung 14 sind, um ein besseres mechanisches Verhalten der Einheit aus Ventilkörper 18 - Kern 20 zu bewirken, vorzugsweise koaxial mit der Längsachse des Gehäuses 11 und seiner Kammer.
• Im Betrieb wird die Spule 21 von einem elektrischen Steuerstrom mit einem Mittelwert durchflossen, der aus der Versorgung mit Rechteckimpulsen eines Stroms mit variablem Taktverhältnis resultiert. Die Einheit aus Ventilkörper 18 - Kern 20 unterliegt somit einer elektromagnetischen Kraft Fm, die den Ventilkörper 18 gegen die eine Rückstellkraft Fr ausübende Feder 22 von seinem Sitz 17 und der Öffnung des Einlasses 13 wegbewegt. Die Kammer 12 steht somit durch den Einlaß 13 mit der stromaufwärtigen Rohrleitung 8a und dem Kanister 1 und durch den Auslaß 14 über die Kalibriereinrichtung 16 mit der Ansaugleitung 5 in Verbindung. Der Druck in der Kammer 12 ist ein Kontroll- bzw. Steuerdruck Pc, der somit zwischen dem Kanisterdruck Pcan stromaufwärts vom Einlaß 13, der wiederum nahe dem Atmosphärendruck Pa liegt, und dem Druck stromabwärts von der Kalibriereinrichtung 16 liegt, bei dem es sich um den Druck im Ansaugkrümmer des Motors M handelt, d. h. denjenigen Druck, der in der Ansaugleitung 5 stromabwärts von der Drosselklappe 6 vorherrscht.
• Der Regenerationsdurchsatz Q durch die Kalibriereinrichtung 16 hängt ab von Sc, ρ, Pc und Pcol gemäß einer Formel F1 (Sc, ρ, Pc, Pcol), die in der Steuereinheit 10 tabelliert ist, und wobei Sc der konstante Strömungsquerschnitt der Kalibriereinrichtung 16, ρ die volumenbezogene Masse der aus dem Kanister 1 stammenden Luft/Kraftstoff-Mischung ist, und Pcol und Pc der Ansaugdruck in der Rohrleitung 5 stromabwärts von der Drosselklappe 6 bzw. der Steuerdruck in der Kammer 12 sind, wobei der Ansaugdruck durch die Anlage bekannt ist, da er durch einen Drucksensor 23, der den Druck in der Ansaugleitung S stromabwärts von der Drosselklappe 6 erfaßt, an die Steuereinheit 10 übertragen wird.
• Der Steuerdruck Pc ist gleich dem Druck, der im stromaufwärtigen Abschnitt 8a der Rohrleitung 8 vor herrscht, d. h. der Druck Pcan des Kanisters 1 oder der Druck Pr des Tanks R, vermindert um die Druckdifferenz bzw. den Druckverlust auf Höhe des Ventilkörpers 18, was ausgedrückt werden kann durch die Formel (2):
• (2) Pc = Pcan - Δp,
• in der Δp den Druckverlust infolge des Ventilkörpers 18 ausdrückt.
• Da nun bekannt ist, daß der Druck Pcan im Kanister 1 gleich dem Atmosphärendruck Pa oder wenig davon verschieden ist, kann Pcan somit in der Formel (2) durch Pa ersetzt werden.
• Des weiteren ist bekannt, daß der Druckverlust Δp auf Höhe des Ventilkörpers 18 gleich der auf den Ventilkörper 18 aufgebrachten Kraft geteilt durch den Querschnitt s des Ventilkörpers 18 ist. Da die auf den Ventilkörper 18 einwirkende Kraft die Differenz zwischen der infolge der Zuführung eines Stroms zur Spule 21 des Solenoids auf den Kern 20 ausgeübten Magnetkraft Fm und der durch die Feder 22 auf den Ventilkörper 18 ausgeübten Rückstellkraft Fr ist, zeigt sich, daß der Druckverlust Δp durch die nachstehende Formel (3) gegeben ist als:
• in der s der Querschnitt des Ventilkörpers 18 ist, der gering sein kann.
• Des weiteren hängt die Magnetkraft Fm direkt von dem mittleren Strom ab, der durch die Spule 21 des Solenoids fließt. Diese Magnetkraft ist somit als Funktion dieses Stroms I gemäß der Formel (4) ausgedrückt als:
• (4) Fm = f(I)
• Ersetzt man Fm in der Formel (3) durch f(I), daraufhin Δp in der Formel (2) in Abhängigkeit von der Formel (3), und schließlich Pc in der Formel (F1) in Abhängigkeit von seinem durch die Formel (2) gegebenen Wert, so zeigt sich, daß der Spüldurchsatz ausgedrückt ist durch die Formel (5):
• in der Sc und s Konstanten sind, ρ an eine Konstante angeglichen ist, Fr durch den Aufbau der Feder 22 bekannt ist, Pcol infolge der durch den Drucksensor 23 gelieferten Messung bekannt ist, und der Atmosphärendruck Pa ebenfalls bekannt ist und als der Druck in der Ansaugleitung 5 bei stehendem Motor M und somit mit Hilfe des Drucksensor 23 vor dem Anlassen des Motors gemessen werden kann.
• Es zeigt sich, daß der Durchsatz Q eine Funktion des mittleren Stroms I ist, der durch die Spule 21 des Solenoids fließt, wobei die Beziehung der Formel (4) ein bekanntes Merkmal des Solenoids 20-21 ist.
• Hieraus ergibt sich, daß die Beziehung zwischen dem Spüldurchsatz Q und dem in der Spule 21 fließenden mittleren Strom I in der Steuereinheit 10 berechnet oder als Tabelle im Speicher abgelegt werden kann.
• Der an die Spule 21 gelegte mittlere Strom I wird durch eine Steuerung mit variablem Taktverhältnis mit einer ausreichenden hohen Frequenz von beispielsweise ca. 100 Hz erhalten. Hierdurch läßt sich ein kontinuierlicher Spüldurchsatz Q durch Einwirken auf das Taktverhältnis der elektrischen Versorgung des Solenoids des Ventils 9 einregeln.
• Das Arbeitsprinzip basiert somit auf der Regulierung der Druckverlustes oder der Druckdifferenz auf Höhe des Ventilkörpers 18 und nicht eines variablen Querschnitts, um den Spüldurchsatz in Abhängigkeit von den Anforderungen zu modulieren, und indem insbesondere der Druck Pcol im Saugrohr des Motors M in Betracht gezogen wird.
• Der Spüldurchsatz Q des Kanisters 1, der durch das Ventil 9 geliefert wird, ist kontinuierlich und wird durch die Modulation der elektromagnetischen Kraft Fm moduliert, die wiederum vom mittleren Steuerstrom I der Spule 21 abhängt. Das Ventil 9 weist daher einen kontinuierlichen Durchsatz auf und wird durch den elektrischen Steuerstrom moduliert. Damit dieses Ventil 9 relativ unempfindlich gegen Vibrationen des Motors M ist, wird eine Feder 22 mit einem zwar geringen, jedoch für diesen Zweck ausreichenden Kraftschwellwert gewählt.
• Als Variante kann das Ventil 9 ohne Feder 22 sein, in welchem Fall die Spule 21 nach dem Abstellen des Motors während einer ausreichenden Zeit und in einer geeigneten Richtung weiter versorgt wird, um sicherzustellen, daß der Ventilkörper 18 durch die Magnetkraft gegen den Sitz 17 in der Position zum Verschließen des Einlasses 13 des Körpers 11 gehalten wird. Ebenfalls als Variante kann der Ventilkörper 18 mit einem Sitz 17 zusammenwirken, der um die Auslaßöffnung 14 der Kammer 12 herum vorgesehen ist, wobei in diesem Fall der in Betracht zu ziehende Steuerdruck Pc derjenige Druck ist, der im Rohransatz 15 zwischen der Kalibriereinrichtung 16 und dem Auslaß 14 vorherrscht.
• Es ist auch möglich, daß der Ventilkörper 18 nicht unmittelbar als Einheit mit dem Kern 20 beweglich ist, wie durch die einstückige Ausführung des Ventilkörpers 18 mit dem Kern 20 mittels der Stange 19 verwirklicht ist, und der Ventilkörper 18 kann durch Einrichtungen zum Herabsetzen der Verschiebungsamplitude des Ventilkörpers 18 in Bezug auf die Verschiebungsamplitude des Kerns 20 bewegungsmäßig mit dem Kern 20 gekoppelt sein.
• Bei all diesen Ausführungsformen wird ein Ventil erhalten, das mittels der Modulation des Druckverlustes auf Höhe des Ventilkörpers eine Modulation des Regenerationsdurchsatzes auf kontinuierliche Weise gestattet, wobei diese Modulation durch die Modulation des Abstands zwischen dem Ventilkörper 18 und dem Sitz 17 bestimmt ist, und wobei dieser Abstand wiederum durch die Modulation des an die Spule 21 angelegten mittleren elektrischen Stroms moduliert wird. Da des weiteren der Querschnitt des Ventilkörpers 18 gering sein kann, kann das Solenoid kleine Abmessungen, eine geringe Leistung und einen geringen Stromverbrauch aufweisen und somit kostengünstig sein, in einem Ventil mit einfachem und wirtschaftlichem Aufbau.
• Dieser elektrische Strom wird beispielsweise von einem Rechner zum Vorsteuern eines Vergasers oder einem Rechner eines Motorsteuersystems geliefert, der in die Steuereinheit 10 eingegliedert ist, und dieser Strom kann gemäß der obenstehenden Erläuterung ausgehend von Informationen ermittelt werden, die insbesondere von einer Sonde für das Mischungsverhältnis 24 vom Typ einer Lambda-Sonde, welche den Sauerstoffgehalt in den den Auspuffsammler 25 durchlaufenden Abgasen erfaßt, sowie von den Drucksensoren 23 stammen.

Claims (10)

1. Elektrisch gesteuertes Ventil mit stetigem Öffnen während des Betriebs zum Regenerieren eines Kanisters (1), der einem Verbrennungsmotor (M) zugeordnet ist, welcher durch mindestens eine Ansaugleitung (5), in der der Durchsatz durch ein bewegliches Drosselorgan (6) gesteuert ist, mit Luft oder kraftstoffhaltiger Luft versorgt wird, wobei der Kanister (1)-r in dem die Kraftstoffdämpfe gesammelt werden, einerseits mit einer mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Entlüftung (4) versehen ist und andererseits stromabwärts vom Drosselorgan (6) an die Ansaugleitung (5) über eine Rohrleitung (8) angeschlossen ist, an der das Ventil (9) angebracht ist, das eine Kalibriereinrichtung (16) mit konstantem Durchgangsquerschnitt sowie ein Gehäuse (11) aufweist, das eine Kammer (12) begrenzt, die über einen Einlaß (13) mit dem Kanister (I) und über einen Auslaß (14) mit der Ansaugleitung (5) in Verbindung steht und in der ein Ventilkörper (18) zum Steuern des Spüldurchsatzes des Kanisters (1) in Bezug auf einen durch den Ventilkörper (18) verschließbaren Sitz (17) beweglich gelagert ist, wobei der Ventilkörper als Einheit mit einem Kern (20) eines Solenoids beweglich ist, dessen Spule (21) zum Steuern der auf den Ventilkörper (18) aufgebrachten Kraft und dessen Abstandes vom Sitz (17) in der geöffneten Stellung des Ventils (9) mit einem elektrischen Strom (I) mit variablem Mittelwert versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (14) der Kammer (12) über die Kalibriereinrichtung (16) derart mit der Ansaugleitung (5) verbunden ist, daß der Druck stromabwärts von der Kalibriereinrichtung (16) der Druck in der Leitung (5) stromabwärts vom Drosselorgan (6) ist, während der Einlaß (13) der Kammer (12) über die Rohrleitung (8) direkt mit dem Kanister (1) verbunden ist, so daß stromaufwärts von dem Sitz (17) Atmosphärendruck oder ein nahe bei diesem liegender Druck anliegt, und der Spüldurchsatz durch die Kalibriereinrichtung (16) durch Modulation des auf Höhe des Ventilkörpers (18) vorhandenen Druckunterschiedes, der aus der Modulation der auf den Ventilkörper (18) aufgebrachten Kraft infolge der Modulation des Stromes (I) mit variablem Mittelwert in der Spule (21) resultiert, kontinuierlich moduliert wird.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren elastische Rückstelleinrichtungen (22) aufweist, die auf den Ventilkörper (18) in Richtung auf dessen Schließstellung gegen den Sitz (17) hin einwirken, sowie dadurch, daß die elektrische Versorgung der Spule (21) des Solenoids eine Magnetkraft (Fm) entwickelt, die auf den Ventilkörper (18) entgegen den elastischen Einrichtungen (22) auf eine Stellung hin einwirkt, in der der Sitz (17) geöffnet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei stehendem Motor (M) die Spule (21) des Solenoids derart mit einem elektrischen Strom versorgt wird, daß auf den Ventilkörper (18) eine Magnetkraft wirkt, die ihn in die Schließstellung des Ventils (9) in Anlage an seinem Sitz (17) bringt.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom (I) mit variablem Mittelwert erhalten wird, indem die Spule (21) des Solenoids mit Rechteckstromimpulsen mit variablem Taktverhältnis versorgt wird.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom (I) mit variablem Mittelwert von einem Steuerorgan (10) vorgesteuert ist, das auf mindestens ein von mindestens einem Sensor eines Betriebsparameters des Motors (M) wie einem Sensor (24) für das Mischungsverhältnis Luft/Kraftstoff und/oder einem Drucksensor (23) in der Ansaugleitung (5) stromabwärts vom Drosselorgan (6) stammendes Signal anspricht.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (17) um den Einlaß (13) der Kammer (12) herum angeordnet ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (18) unmittelbar als Einheit mit dem Kern (20) beweglich ist, der mit der Spule (21) des Solenoids in der Kammer (12) des Ventils (9) angeordnet ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (12) in einem Gehäuse (11) mit im wesentlichen zylindrischer Form begrenzt ist, und der Ventilkörper (18), der Sitz (17), der Einlaß (13) der Kammer (12), der Kern (20) und die Spule (21) des Solenoids, sowie gegebenenfalls der Austritt (14) aus der Kammer (12) im wesentlichen koaxial zu der Längsachse des Gehäuses (11) sind.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (18) mittels einer Stange (19), die zumindest zum Teil in axialem Eingriff mit dem Kern (20) in der Spule (21) des Solenoids steht, einstückig mit dem Kern (20) ausgebildet ist.

10. Ventil nach Anspruch 9 mit Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Rückstelleinrichtungen mindestens eine Schraubenfeder (22) aufweisen, die in der Kammer (12) zwischen dem Ventilkörper (18) und einem Träger der Spule (21) in der Kammer (12) des Ventils (9) angeordnet ist.