KR20080113208A - 통합된 차지 에어 및 ｅｇｒ 밸브 - Google Patents

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Abstract

엔진 어셈블리(10)는 엔진, 복수의 냉각기들, 복수의 바이패스들, 및 적어도 하나의 액추에이터(32)를 포함한다. 상기 엔진은 배기매니폴드와 흡기 매니폴드를 가진다. 상기 배기 매니폴드를 나온 가스성 유체는 상기 흡기 매니폴드로 재순환된다. 상기 배기 가스는 공기 냉각기나 바이패스를 통과한다. 적어도 하나의 액추에이터는 복수의 바이패스들에 작동 가능하게 연결된다. 상기 바이패스들은 상기 바이패스와 냉각기로 상기 바이패스를 통과하는 가스성 유체의 유동을 제어하기 위해 작동되는 밸브(28,30)를 가진다. 그러므로, 단일 액추에이터가 두 바이패스들에서 상기 밸브들을 제어하기 위해 사용될 때에 상기 바이패스들에 있는 상기 밸브들은 입구들과 동일한 관계를 가지므로 단일 액추에이터 운동이 동일한 방식으로 밸브들을 제어할 것이다.

Description

통합된 차지 에어 및 ＥＧＲ 밸브{INTEGRATED CHARGE AIR AND EGR VALVE}
본 출원은 2006년 3월 22일에 출원된 미국 가출원 제60/784,569호의 이익을 청구한다.
본 발명은 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리에 관한 것이며, 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리에서 하나의 액추에이터가 다수의 밸브들과 다수의 바이패스들을 제어하기 위해 사용된다.
연방과 주의 규제들때문에, 오늘날 자동차들이 작동 중에 배출할 수 있는 배출물들의 양이 제한된다. 자동차에 의해 배출되는 배출물들의 양을 감소하는 하나의 방법은 자동차의 배기 시스템에 배기 가스 재순환(exhaust gas recirculation; EGR) 밸브를 포함하는 것이다. 상기 EGR 밸브는 엔진의 배기 가스 매니폴드로부터 나오는 배기 가스의 적어도 일부를 다시 유도함으로써, 상기 배기 가스가 신선한 공기와 함께 상기 엔진의 흡기 매니폴드로 재순환된다. 게다가, EGR 밸브 어셈블리는 다수의 EGR 밸브들을 가질 수 있으며 첫째 밸브는 고압 EGR 밸브이며 두 번째 밸브는 저압 EGR 밸브이다. 상기 배기 가스가 상기 고압 EGR 밸브를 통과하든지 또는 상기 저압 EGR 밸브를 통과하든지, 상기 배기 가스는 상기 엔진의 상기 흡기 매니폴드로 들어가기 전에 공기 냉각기로 향하게 된다. 상기 배기 가스 매니폴드를 나와서 상기 EGR 밸브 어셈블리를 통해서 재순환되는 상기 배기 가스의 고온으로 인한, 상기 흡기 매니폴드로 들어가는 공기의 온도를 제어하기 위해 상기 공기 냉각기는 사용된다.
그러나, 어떤 조건들 하에서 상기 흡기 매니폴드로 들어가는 공기의 높은 온도를 유지하기 위해서 상기 공기 냉각기를 바이패스하는 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 배기 가스가 각 공기 냉각기 주위로 재유도될 수 있도록 바이패스가 필요하게 된다. 개별 바이패스들을 통과하는 공기의 양을 제어하기 위해, 자동차 운전 조건들에 따라 상기 바이패스를 열거나 닫기 위해 각 바이패스에 밸브가 필요하게 된다. 상기 바이패스들을 통과하는 공기유동의 양을 제어하기 위해 사용되는 상기 밸브들은 상기 밸브들 자체와 상기 밸브들을 제어하기 위한 제어 메커니즘들에 기인하는 추가 어셈블리와 부품들을 필요로 한다.
그러므로, 두 바이패스들에 있는 상기 밸브들이 단일 액추에이터에 의해 제어되는 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리를 개발하는 것이 바람직하다. 단일 액추에이터가 상기 바이패스 밸브와 상기 EGR 밸브를 제어하는 것도 바람직하다. 개별 밸브 각각에 대해 개별 액추에이터들을 요구하는 어셈블리와 비교할 때, 단일 액추에이터로 두 밸브들을 제어함으로써, 부품들의 수와 제조시간이 단축될 수 있다.
본 발명은 엔진, 복수의 냉각기들, 복수의 바이패스들, 및 적어도 하나의 액추에이터를 포함하는 엔진 어셈블리에 관한 것이다. 상기 엔진은 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드를 가진다. 상기 배기 가스 매니폴드로부터 나오는 상기 가스성 유체는 상기 흡기 매니폴드로 재순환된다. 상기 배기 가스는 공기 냉각기 또는 바이패스를 통과한다. 적어도 하나의 액추에이터가 상기 복수의 바이패스들에 작동 가능하게 연결되므로, 상기 액추에이터는 제1 바이패스와 제2 바이패스를 통과하는 배기 가스의 유동을 제어한다. 상기 바이패스들은 상기 바이패스와 상기 냉각기로서 상기 바이패스를 통과하는 상기 가스성 유체를 제어하기 위해 작동되는 밸브를 가진다. 그러므로, 단일 액추에이터가 두 바이패스들에 있는 상기 밸브들을 제어하기 위해 사용될 때에, 상기 바이패스들에 있는 상기 밸브들은 입구들과 동일한 관계를 가지므로 단일 액추에이터 운동이 두 밸브들을 동일한 방식으로 제어 할 것이다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 영역들은 다음에 제공된 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하지만, 상세한 설명과 구체적인 예들은 오직 설명의 목적만을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다라고 이해되어야 한다.
본 발명은 상세한 설명과 첨부된 도면들로부터 더 완전하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 밸브들이 두 입구들에 대해 중간 위치에 있는 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리의 개략적 평면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 밸브들이 두 입구들 중의 어느 하나를 폐쇄하는 위치에 있는 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리의 개략적 평 면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기 가스 재순환 어셈블리의 개략적 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 밸브가 냉각기와 바이패스의 접합부에 위치해 있는 어셈블리의 개략적 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 다수의 밸브들에 작동 가능하게 연결된 단일 하우징 내의 다수의 액추에이터들의 개략적 평면도.
도 6 은 다수의 입구들과 단일 출구를 가진 액추에이터 하우징을 가지는 엔진 어셈블리의 개략적 평면도.
도 7 은 별개의 바이패스들에 있는 밸브들에 작동 가능하게 연결된 액추에이터의 개략적 평면도.
도 8 은 세개의 바이패스 밸브들에 작동 가능하게 연결된 액추에이터의 개략적 평면도.
바람직한 실시예(들)의 다음의 설명은 원래 오직 예시적인 것이며 본 발명, 그의 응용들, 또는 용도들을 제한하려는 의도는 없다.
도면들을 참조하면, 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리는10으로 도시된다. 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리(10)는 제1 채널 어셈블리(12)와 제2 채널 어셈블리(14)를 가진다. 상기 제1 채널 어셈블리(12)는 제1 입구(16)와 제2 입구(18)를 가지며, 이들은 출구(20)에 연결된다. 마찬가지로, 상기 제2 채널 어셈 블리(14)는 제1 입구(22)와 제2 입구(24)를 가지며, 이들은 출구(26)에 연결된다.
상기 제1 채널 어셈블리(12)는 상기 제1 입구(16), 제2 입구(18), 및 출구(20)의 교차점에 위치한 제1 밸브(28)를 가진다. 마찬가지로, 상기 제2 채널 어셈블리(14)는 상기 제1 입구(22), 제2 입구(24), 및 출구(26)의 교차점에 위치한 제2 밸브(30)를 가진다. 상기 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30)는 각각의 제1 입구(16,22) 및 제2 입구(18,24)로부터 각각의 출구(20,26)로 들어가는 유동의 양을 제어하기 위해 사용된다. 적어도 하나의 액추에이터(32)가 상기 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30)를 제어하기 위해 사용된다. 바람직한 실시예에 있어서, 단일 액추에이터(32)는 상기 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30)를 제어하기 위해 사용된다. 각 밸브에 대해 별개의 액추에이터를 요구하는 바이패스 밸브 어셈블리와 비교할 때에, 단일 액추에이터(32)를 사용함으로써, 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리(10)에 필요한 부품들의 수가 감소된다. 그러므로, 조립하는데 필요한 부품들의 감소로 인해 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리(10)의 제조는 효율적이고 경제적이다.
도 1을 참조하면, 상기 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30)가 상기 제1 입구들(16, 22)과 제2 입구들(18,24)로부터 상기 각각의 출구(20,26)로 들어가는 유동이 있는 중간 위치에 있는 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리 (10)가 도시된다. 도 2를 참조하면, 상기 액추에이터(32)는 상기 각각의 제2 입구(18,24)를 거의 완전히 폐쇄하고 상기 각각의 제1 입구(16,22)를 완전히 개방하기 위해 상기 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30)를 위치시킨다. 그러므로, 상기 액추에이터(32)는 역시 상기 제1 입구들(16,22)이 거의 완전히 폐쇄되고 상기 제2 입구들(18,24)이 완전히 개방되도록 상기 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30)를 위치시킬 수 있는 능력을 가진다. 상기 밸브들(28,30)이 상기 제1 입구들(16,22) 또는 상기 제2 입구들(18,24)을 완전히 폐쇄하는 것도 역시 본 발명의 범위 내에 있다. 상기 제1 채널 어셈블리(12)와 제2 채널 어셈블리(14)를 각각 통과하는 유동을 변경시키기 위해 상기 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30) 모두가 동일한 방식으로 움직이므로, 상기 단일 액추에이터(32)는 상기 제1 입구들(16,22) 및 상기 제2 입구들(18,24)에 대해 상기 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30) 모두를 제어하기 위해 사용된다.
상기의 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 바람직하게는 상기 액추에이터(32)는 제어 유닛(도시되지 않음)에 연결되며, 엔진 제어 유닛 (ECU)와 같은 제어 유닛에 연결되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 상기 ECU는 상기 액추에이터(32)의 현재 위치를 결정하고, 자동차(도시되지 않음)의 작동 조건들에 근거하여 상기 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30)를 움직이기 위해 상기 액추에이터(32)에게 위치들을 변경하도록 명령하는 신호를 보낸다. 그러나, 상기 제어 유닛은 상기 액추에이터(32)가 그의 위치를 결정하도록 상기 액추에이터(32) 상에 있을 수 있으며 상기 액추에이터(32)는 상기 밸브들(28,30)을 움직이기 위해 어떻게 위치들을 변경시킬 것인가를 결정한다.
도 3으로 돌아가면, 작동 중에 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리(10)는 엔진 어셈블리에 사용된다. 상기 엔진 어셈블리는 배기 매니폴드(38)와 흡기 매니폴드(40)를 포함하는 엔진(36)을 가진다. 터빈(42), 및 제1 EGR 밸브 또는 고압 EGR 밸브(44)가 상기 배기 매니폴드(38)에 작동 가능하게 연결되어 있으므로, 상기 가스성 유체 또는 배기 가스가 상기 터빈(42)을 통과해 흐르거나 상기 고압 EGR 밸브(44)로 흘러서 상기 제1 EGR 통로(46)를 통과하게 된다. 상기 터빈(42)을 통과하는 상기 배기 가스는 상기 터빈(42)을 회전시키고 그 다음에 디젤 미립자 필터(48)를 통과한다. 그 후에 상기 배기 가스는 배기 파이프(50) 또는 제2 EGR 통로(52)를 통과한다. 상기 제2 EGR 통로(52)는 저압 EGR 통로로 알려저 있다. 상기 배기 파이프(50)를 통과한 상기 배기 가스는 상기 엔진 어셈블리(34)로부터 나온다. 상기 제2 EGR 통로(52)를 통과한 상기 배기 가스는 EGR 밸브와 상기 배기 가스를 스로틀하기 위한 스로틀 밸브를 포함하는 저압 EGR 밸브 모듈(54)을 통과한다. 또는 상기 EGR 밸브 모듈(54)은 스로틀 밸브와 배기 가스 재순환 밸브 양상을 모두 가지는 단일 밸브일 수 있다. 상기 배기 가스를 상기 배기 파이프(50)나 상기 제2 EGR 통로(52)로 안내하기 위해 어떤 적절한 수단이 사용될 수 있으며, 상기 EGR 밸브 모듈(54)의 부분일 수 있는 저압 EGR 밸브와 배기 가스 스로틀 밸브의 조합 또는 배기 가스 스로틀 밸브와 같은 수단이 사용될 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 EGR 통로(52)를 통과한 상기 배기 가스는 상기 제1 EGR 통로(46)를 통과한 상기 배기 가스처럼 두 방향으로 안내될 수 있다. 도 8은 이 특별한 실시예를 개략적으로 설명한다. 상기 가스는 EGR 냉각기(56)를 통과하여 입구(58)로부터 들어오는 신선한 공기와 혼합될 수 있다. 또는 상기 가스는 제3 밸브(59) 또는 바이패스 밸브에 의해 제어되는 유동을 가지는 제3 바이패스 통로(57) 또는 저압 EGR 바이패스를 통해서 상기 EGR 냉각기(56)를 바이패스할 수 있다. 상기 제3 밸브(59)는 그 자체의 액추에이터에 의해 제어될 수 있거나 3 바이패스 밸브들을 동조화하기 위해 상기 밸브들(28, 30)을 제어하는 상기 액추에이터(32)에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 배기 가스와 신선한 공기의 조합은 상기 터빈(42)에 작동 가능하게 연결된 압축기(60)를 통과한다. 그러므로, 상기 배기 가스가 상기 터빈(42)을 통과하여 회전시킬 때에, 상기 압축기(60)는 회전하고 상기 배기 가스와 신선한 공기의 혼합물을 압축한다.
그러나, 상기 고압 EGR 밸브(44)를 통과한 상기 배기 가스는 상기 제1 EGR 통로(46)를 거쳐 제1 냉각기(62)나 제1 바이패스(64)로 계속된다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 냉각기(62)는 EGR 냉각기이다. 상기 배기 가스가 상기 제1 냉각기(62)나 제1 바이패스 (64)를 통과한 후에, 상기 배기 가스는 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어간다. 마찬가지로, 상기 압축기(60)를 나온 상기 배기 가스와 신선한 공기는 그 후에 제2 냉각기(66)나 제2 바이패스(68)를 통과한다. 바람직한 실시예에서, 상기 제2 냉각기(66)는 차지 에어 냉각기이다. 상기 제2 냉각기(66)나 상기 제2 바이패스(68)를 통과한 상기 배기 가스와 신선한 공기는 제1 EGR 통로(46)로부터의 상기 배기 가스와 혼합되고 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어간다. 바람직한 실시예에 있어서, 스로틀 밸브(70)는 상기 제1 EGR 통로(46)와 상기 제2 EGR 통로(52)로부터 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어가는 유동의 양을 제어하기 위해 사용된다. 미리 정해진 수의 냉각기들(62, 66)이 EGR 냉각기들과 차지 에어 냉각기들의 미리 정해진 조합에 사용될 수 있다고 평가되어야 한다.
도 1-3으로 돌아가면, 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리(10)는 상기 제1 냉각기(62), 제1 바이패스(64), 상기 제2 냉각기(66), 및 상기 제2 바이패스(68)를 포함한다. 그러므로, 상기 제1 냉각기(62)를 통과하는 배기 가스는 제1 입구(16)를 통과하고, 상기 제1 바이패스(64)를 통과하는 배기 가스는 상기 제2 입구(18)를 통과하여 상기 배기 가스는 출구(20)를 나와서 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어간다. 마찬가지로, 상기 제2 냉각기(66)를 통과하는 배기 가스와 신선한 공기의 혼합물은 제1 입구(22)를 통과하고, 상기 제2 바이패스(68)를 통과하는 상기 배기 가스와 신선한 공기의 혼합물은 상기 제2 입구(24)를 통과하고 상기 배기 가스와 신선한 공기의 혼합물은 출구(26)를 나와서 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어간다. 상기 액추에이터(32)는 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30)를 제어함으로써 제1 밸브(28)가 제1 입구(16)나 제1 냉각기(62)통로를 차단할 때에, 상기 제2 밸브(30)는 제1 입구(22)나 제2 냉각기(66)통로를 차단한다. 마찬가지로, 제1 밸브(28)가 상기 제2 입구(18)나 제1 바이패스(64)통로를 차단할 때에, 상기 제2 밸브(30)도 역시 상기 제2 입구(24)나 상기 제2 바이패스(68)통로를 차단한다. 그러므로, 단일 액추에이터(32)는 상기 밸브들(28,30)이 상기 액추에이터(32)에 작동 가능하게 연결될 때에 제1 밸브(20)와 제2 밸브(30)를 제어하기 위해 사용됨으로써 상기 밸브들 (28,30)이 상기 냉각기(62,66)통로와 상기 바이패스(64,68)통로들에 관련하여 동일한 방식으로 위치된다. 그러므로, 제1 밸브(28)와 제2 밸브(30) 모두는 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어가는 상기 흡기 공기의 온도에 동일한 방법으로 영향을 미친다.
도 4를 참조하면, 상기 바이패스 밸브 어셈블리(10)는 단일 액추에이터(32)가 단일 하우징(72) 내에 있는 두 밸브들(28,30)을 제어하는 바람직한 실시예에서 묘사된다. 상기 입구들(16,18,22,24)은 상기 하우징(72)으로 들어가고 여기에서 상기 밸브들(28,30)은 상기 배기 가스 공기가 상기 하우징(72)을 나오는 상기 출구들(20,26)로 흐르도록 제어한다. 그러므로, 상기 바이패스 채널들(18, 24), 상기 출구들(20,26), 상기 밸브들(28,30), 및 상기 액추에이터(32)는 모두 상기 하우징(72) 내에 있다.
대안적인 실시예에 있어서, 상기 바이패스 밸브 어셈블리(10)의 실시예가 도 5에 도시되며 상기 하우징(72)내에서 제1 액추에이터(132a)는 제1 밸브(28)를 제어하고 제2 액추에이터(132b)는 상기 제2 밸브(30)를 제어한다. 다수의 액추에이터들(132a,132b)을 가짐으로써, 상기 밸브들(28,30)은 오직 단일 액추에이터(32)만 사용되었을 때 그들이 하는 것과 같이 서로에 대해 동일한 방법으로 작동될 필요는 없다. 그러므로, 상기 제2 밸브(30)가 상기 제2 바이패스(24)를 폐쇄하는 동안에 제1 밸브(28)는 제1 바이패스(18)를 개방할 수 있으며, 또는 이들의 어떠한 조합이 가능하다. 그러므로, 상기 동일한 하우징(72) 내에서, 제1 입구(16) 와 제2 입구(18)로부터 흐르는 배기 가스는 제1 밸브(28)와 제1 액추에이터(132a)에 의해 제어되며, 제1 입구 (22)와 제2 입구(24)로부터의 배기 가스는 제2 밸브(30)와 상기 제2 액추에이터(132b)에 의해 제어된다.
도 6을 참조하면, 상기 바이패스 밸브 어셈블리(10)의 대안적인 실시예가 도시되며 제1 출구(20)와 제2 출구(26)는 상기 하우징(72) 내에서 단일 출구(74)를 형성하기 위해 결합된다. 그러므로, 배기 가스는 제1 입구들(16,24)과 상기 제2 입구들(18,22)을 통해 상기 하우징 (72)으로 들어가고 상기 밸브들(28,30)을 통과하여 상기 출구들(20,26)로 들어가며 여기에서 상기 배기 가스는 상기 주출구(74)로 들어가고 상기 하우징(72)을 나온다. 모든 상기 배기 가스는 상기 주출구(74)를 통해서 상기 하우징(72)을 나온다. 도 6에 도시된 바와 같이, 단일 액추에이터(32)는 상기 밸브들(28,30)을 제어하기 위해 사용된다. 그러나, 다수의 액추에이터들(132a, 132b)을 사용하는 도5에 설명된 상기 실시예는 상기 하우징(72)을 나오기 위해 상기 주출구(74)를 형성하는 상기 출구들 (20,26)을 가진 상기 단일 하우징(72)을 가지는 도 6에 도시된 실시예에 결합되어 사용될 수 있다고 인정되어야 한다.
상기 바이패스 밸브 어셈블리(10)의 대안적인 실시예가 도 7에 도시되며, 제1 밸브(128)는 제1 바이패스(18)에 위치하고, 제2 밸브(130)는 상기 제2 바이패스(24)에 위치한다. 그러므로, 상기 밸브들 (128,130)은 상기 제2 입구들(18,24)을 통과하는 배기 가스의 유동만을 제어한다. 그러므로, 배기 가스는 제1 입구(16,22)와 상기 냉각기(62, 66)를 통과해 상기 출구들(20,26)로 항상 흐른다. 일반적으로 상기 밸브들(128,130)은 온/오프 밸브들이므로 상기 제2 입구들(18,22)은 완전히 온되고 상기 배기 가스는 상기 제2 입구들(18,22)을 통해 흐르거나, 완전히 오프되어 배기 가스가 상기 제2 입구들(18,22)을 통해 흐르지 않는다. 그러나, 상기 밸브들(128,130)은 상기 액추에이터(32)에 의해 선형 방식(linear fashion)으로 제어되는 밸브들일 수 있으므로 상기 밸브들(128,130)은 완전히 열리 거나 폐쇄된 위치에 놓이는 것에 추가해서 적어도 일부의 배기 가스가 상기 제2 입구들(18, 24)을 통해 흐르는 중간 위치에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 단일 하우징(72) 내에서 다수의 액추에이터들(32)이 사용되는 상기 실시예는 상기 밸브들(128,130)을 제어하기 위해 사용될 수 있다고 인정되어야 한다.
도 7을 계속해서 참조하면, 다른 대안적인 실시예가 점선으로 도시되며, 상기 EGR 밸브(44)는 입구들(22,24)이 연결된 다음의 출구(26) 상에 위치한다. 상기 EGR 밸브(44)는 상기 액추에이터(32)에 작동 가능하게 연결되므로 상기 단일 액추에이터(32)는 밸브들(128,130)과 상기 EGR 밸브(44)를 제어한다.
상기 자동차의 동작 중에 때때로 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어가는 공기의 온도를 제어하는 것이 바람직하다. 하나의 예는 상기 DPF 필터(48)가 재생될 때이다. 이 동작 조건 하에서 상기 흡기 매니폴드(40) 내의 공기 온도를 가능한 한 가장 높게 형성하거나 제어하는 것이 바람직하다. 위치 액추에이터들(32)을 가진 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리(10)는 대체로 제1 입구들(16, 22)로부터의 유동을 차단하거나 상기 배기 가스가 제1 냉각기(62)나 상기 제2 냉각기(66)를 통과한다. 그러므로, 바이패스들(64,68)을 통과하는 상기 배기 가스들은 상기 제2 입구 (18,24)를 통과함으로써 상기 배기 가스의 온도는 상기 흡기 매니폴드(40)에 들어가기 전에 상기 냉각기들(62 66)에 의해 낮추어 지지 않는다.
상기 흡기 매니폴드로 들어가는 공기의 온도를 제어하는 것이 이상적인 조건의 다른 예는 상기 자동차가 낮은 주위 온도에서 낮은 엔진 속도나 부하로 작동할 때나 차거운 엔진 냉각제나 냉온 시동 조건들일 때이다. 엔진 소음을 줄이고, 탄화 수소 배출물들을 줄이고, 상기 엔진(36)의 착화 오류를 줄이기 위해 제1 입구들(16,22)을 통과하는 공기나 상기 냉각기들(62,66)을 통과하는 공기를 차단함으로써 이와 같은 작동 조건들 하에서 흡기 매니폴드(40)로 들어가는 공기의 온도를 높이는 것이 이상적이다. 다른 예는 장시간의 엔진 오버런 중에, 상기 냉각기 (62,66)로부터의 공기에 의한 연소실의 냉각을 방지하는 것이 바람직하다는 것이다. 그러므로, 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어오는 공기는 상기 바이패스 채널들(64,68)을 통과함으로써, 상기 밸브들(28,30)는 상기 냉각기(62,66)를 통과하는 공기를 충분히 차단한다. 또 다른 예는 상기 자동차가 상기 엔진(36)을 최고의 EGR 율로 가동할 때이다, 낮은 압축 온도에 기인하는 상기 엔진(36)의 착화 오류를 방지하는 것이 바람직하다. 그러므로, 제1 입구들(16,22)을 상기 냉각기(62,66)로부터 폐쇄하여 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어가는 온도를 더 높게 유지하는 것이 바람직하다. 상기의 설명들은 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리(10)를 사용하는 예들이며, 상기 흡기 매니폴드(40)로 들어가는 공기의 온도를 제어하는 것이 바람직한 다른 조건들을 포함하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
상기 액추에이터(32), 상기 밸브들(28,30,128,130)과 상기 EGR 밸브들(44,54) 사이의 작동 가능한 연결은 기계적 연결, 공압적 연결, 유압적 연결이나 전기적 연결일 수 있다. 상기 기계적 연결의 예는 상기 액추에이터(32)가 상기 EGR 밸브들(44,54) 및/또는 상기 바이패스 밸브들(28,30,128,130)에 작동 가능하게 연결된 보우덴 케이블(Bowden cable)에 연결되는 것이지만 이에 한정되지 않는다. 이런 형태의 연결들은 2006년 3월 22일에 출원된, 동일한 발명자인 볼커 조어 글(Volker Joergl)에 의한 2 요소 저압 EGR 모듈이라는 특허 출원에 더 상세히 기술되어 있으며 이는 본 발명에 참고자료로서 포함된다.
상기 바이패스 밸브 어셈블리(10)의 대안적인 실시예가 도 8에 도시되며, 상기 단일 액추에이터(32)는 상기 제2 EGR 통로(52)에서 상기 EGR 냉각기(56) 주위를 배기 가스가 바이패스하도록 제1과 제2 밸브들(128,130), 및 상기 바이패스 통로(57)에 배치된 상기 바이패스 밸브(59)를 제어하기 위해 사용된다.
본 발명의 설명은 본질상 오직 예시적인 것이며, 그러므로, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 변형들은 본 발명의 범위 내에 있다. 이와 같은 변형들은 본 발명의 정신과 범위를 벗어난 것으로 간주되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리에 관한 것이며, 상기 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리에서 하나의 액추에이터가 다수의 밸브들과 다수의 바이패스들을 제어하기 위해 사용되는, 콤비네이션 바이패스 밸브 어셈블리 등에 이용된다.

Claims (20)

  1. 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드를 포함하는 엔진을 위한 제어 밸브 어셈블리에 있어서, 가스성 유체는 상기 흡기 매니폴드로 향하고 가스성 유체는 상기 배기 매니폴드를 통해 나오며, 상기 제어 밸브 어셈블리는;
    적어도 하나의 제1 유체 냉각기와 적어도 하나의 제2 유체 냉각기;
    가스성 유체를 상기 적어도 하나의 제1 유체 냉각기 주위로 바이패스하기 위한 제1 바이패스;
    가스성 유체를 상기 적어도 하나의 제2 유체 냉각기 주위로 바이패스하기 위한 제2 바이패스; 및
    상기 제1 바이패스와 작동 가능하게 관련된 적어도 하나의 제1 밸브 와 상기 제2 바이패스와 작동 가능하게 관련된 적어도 하나의 제2 밸브; 를 포함하며, 상기 제1 밸브는 상기 제1 바이패스와 상기 적어도 하나의 제1 유체 냉각기 사이의 가스성 유체의 유동을 제어하고 상기 제2 밸브는 상기 제2 바이패스와 상기 적어도 하나의 제2 유체 냉각기 사이의 가스성 유체의 유동을 제어하며;
    가스성 유체의 유동을 제어하기 위해 상기 제1과 제2 밸브들에
    작동 가능하게 연결된 액추에이터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 유체 냉각기와 상기 적어도 하나의 제2 유체 냉각기는 차지 에어 냉각기, 배기 가스 재순환 냉각기, 단일 가스성 유체 냉각기, 단일 차지 에어 냉각기, 복수의 가스성 유체 냉각기들, 복수의 차지 에어 냉각기들이나 이들의 미리 결정된 조합을 포함하는 군으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브는 상기 적어도 하나의 제1 유체 냉각기와 상기 제1 바이패스의 접합부에 있고, 상기 제2 밸브는 상기 적어도 하나의 제2 유체 냉각기와 상기 제2 바이패스의 접합부에 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    액추에이터 하우징을 더 포함하며, 상기 액추에이터는 상기 액추에이터 하우징 내부에 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 액추에이터 하우징 내에 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 액추에이터 하우징 내에 있는 제1 액추에이터와 제2 액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 바이패스와 상기 적어도 하나의 제1 유체 냉각기는 상기 액추에이터 하우징으로부터 제1 출구를 형성하기 위해 연결되고, 상기 제2 바이패스와 상기 적어도 하나의 제2 유체 냉각기는 상기 액추에이터 하우징으로부터 제2 출구를 형성하기 위해 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 출구와 상기 제2 출구는 상기 액추에이터 하우징 내에서 결합되어 상기 액추에이터 하우징으로부터 주출구를 형성하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 하나로서 작용하도록 작동 가능하게 연결된 복수의 액추에이터들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 기계적 액추에이터, 공압 액추에이터, 유압 액추에이터와 전기 액추에이터 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  11. 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드를 포함하는 엔진을 위한 제어 밸브 어셈블리에 있어서, 가스성 유체는 상기 흡기 매니폴드를 통해 들어가고 가스성 유체는 상기 배기 매니폴드를 나오며, 상기 제어 밸브 어셈블리는:
    제1 유체 냉각기와 제2 유체 냉각기; 및
    가스성 유체를 상기 제1 유체 냉각기 주위로 바이패스하기 위한 제1 바이패스와 가스성 유체를 상기 제2 유체 냉각기 주위로 바이패스하기 위한 제2 바이패스; 를 포함하며, 상기 제1과 제2 유체 냉각기 중의 적어도 하나는 차지 에어 냉각기이고 다른 것은 배기 가스 재순환 냉각기이며;
    적어도 상기 제1 바이패스와 작동 가능하게 관련된 하나의 제1 밸브와 상기 제2 바이패스와 작동 가능하게 관련된 제2 밸브; 를 포함하며, 상기 제1 밸브는 상기 제1 바이패스와 상기 제1 가스성 유체 냉각기 사이의 가스성 유체의 유동을 제어하며, 상기 제2 밸브는 상기 제2 바이패스와 상기 제2 가스성 유체 냉각기 사이의 가스성 유체의 유동을 제어하며;
    가스성 유체의 유동을 제어하기 위해 적어도 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브에 작동 가능하게 연결된 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    제1 액추에이터와 제2 액추에이터는 액추에이터 하우징 내부에 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 액추에이터 하우징 내부에 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 바이패스 중의 하나와 상기 배기 가스 재순환 냉각기에 작동 가능하게 연결된 적어도 하나의 배기 가스 재순환 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  15. 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드를 포함하는 엔진을 위한 제어 밸브 장치에 있어서, 가스성 유체는 상기 흡기 매니폴드로 향하고 가스성 유체는 상기 배기 매니폴드를 통해 나오며; 상기 제어 밸브 장치는:
    제1 유체 냉각기, 제2 유체 냉각기와 제3 유체 냉각기;
    가스성 유체를 상기 제1 유체 냉각기 주위로 바이패스하기 위한 제1 바이패스;
    가스성 유체를 상기 제2 유체 냉각기 주위로 바이패스하기 위한 제2 바이패스;
    가스성 유체를 상기 제3 유체 냉각기 주위로 바이패스하기 위한 제3 바이패스;
    상기 제1 바이패스와 작동 가능하게 관련된 하나의 제1 밸브, 상기 제2 바이패스와 작동 가능하게 관련된 제2 밸브, 및 상기 제3 바이패스와 작동 가능하게 관련된 제3 밸브; 및
    상기 제1 바이패스, 상기 제2 바이패스, 및 상기 제3 바이패스를 통과하는 가스성 유체를 제어하기 위한 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 및 상기 제3 밸브에 작동 가능하게 연결된 액추에이터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 액추에이터, 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 포함하는 단일 하우징을 더 포함하며, 상기 제3 밸브는 상기 하우징의 외부의 별개의 위치에 있으나 상기 액추에이터에 작동 가능하게 연결되고 이에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 유체 냉각기, 상기 제2 유체 냉각기와 상기 제3 유체 냉각기는 각각 차지 에어 냉각기, 배기 가스 재순환 냉각기, 단일 가스성 유체 냉각기, 단일 차지 에어 냉각기, 복수의 가스성 유체 냉각기들, 복수의 차지 에어 냉각기들이나 이들의 미리 졀정된 조합들을 포함하는 군으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 바이패스와 상기 제1 유체 냉각기는 상기 단일 하우징으로부터 제1 출구를 형성하기 위해 연결되고, 상기 제2 바이패스 와 상기 제2 유체 냉각기는 상기 단일 하우징으로부터 제2 출구를 형성하기 위해 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 출구와 상기 제2 출구는 상기 액추에이터 하우징 내에서 결합하여 상기 액추에이터 하우징로부터 주출구를 형성하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브 어셈블리.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1 바이패스는 고압 냉각기 바이패스이고, 상기 제2 바이패스는 차지 에어 냉각기 바이패스이며 상기 제3 바이패스는 저압 냉각기 바이패스인 것을 특징으로 하는 제어 밸브 장치.
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