WO2015014660A1 - Einrichtung zur steuerung eines in einem ansaugkanal einer brennkraftmaschine angeordneten ladeluftkühlers und verfahren zum betrieb einer solchen einrichtung - Google Patents

Einrichtung zur steuerung eines in einem ansaugkanal einer brennkraftmaschine angeordneten ladeluftkühlers und verfahren zum betrieb einer solchen einrichtung Download PDF

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Stefan Klöckner
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Continental Automotive Gmbh
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling a arranged in an intake passage of an internal combustion engine La ⁇ deluftkühlers with a flow through the intercooler controlling radiator control valve and a flow in a past the intercooler passing bypass line controlled by-pass valve, the radiator control valve and the bypass valve a common having an electric actuator, wherein a downstream of the electric actuator transmission in response to a drive position of the actuator has a plurality of operating areas. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a device for controlling an arranged in an intake passage of an internal combustion engine intercooler.
  • Such a device is known from practice.
  • the advantage of such devices with a common electric actuator for two valves is in a low energy requirement and Ener ⁇ a particularly low installation costs.
  • the freedom of control of the two valves is very limited.
  • the drive range of the actuator is divided into two operating ranges. In the one operating range, the one valve and in the other operating range, both valves are driven. This sets a very strong dependence of the controls of the valves. This has in the controls of the flows through the intercooler and the bypass channel the disadvantage that the control of the temperature at a constant negative pressure in the intake of the engine or the regulation of the negative pressure at a constant temperature made very difficult.
  • the invention is based on the problem of designing a device of the type described above such that it avoids strong From ⁇ dependencies to controlling the valves with a single actuator. Furthermore, a method for operating the device is to be provided, which allows an intended vacuum control at a substantially constant intake temperature.
  • the transmission has two positive guides driven by the actuator, and that with the valves coupled actuating means are each driven by the positive guides.
  • the device according to the invention has different operating ranges as a function of the drive position of the electric actuator, in which either one or the other of the valves or both are actuated in a common coupling of their movements.
  • one valve can be opened twice as fast as the other, and in another operating range, the valves open and close in opposite directions.
  • this makes it possible either to control the intake temperature at a virtually constant negative pressure or to regulate the negative pressure at a virtually constant intake temperature.
  • According to the invention can be at the start of
  • an internal combustion engine equipped with the device reaches an intended operating temperature at an early stage when the coolant control valve remains in a closed position when the bypass valve starts to open.
  • the early achievement of the intended operating temperature allows a special low wear and low fuel consumption during a cold start; in a diesel engine also low exhaust ⁇ emissions.
  • An almost arbitrary control cam at a constant actuator can be produced according to another advantageous embodiment of the invention, when the transmission has at least one arranged on a disc guide groove and penetrating into the guide groove actuating means.
  • the positive guides are structurally particularly simple if the gear has at least one cam disk driven by the actuator and a setting wheel coupled to one of the valves rests on the cam disk.
  • the device according to another advantageous development of the invention allows a particularly fast selection of the intended operating range, when the guide groove or a trailing cam of the cam disc are designed to be continuous over a complete circular arc, so that after a fully ⁇ permanent Rotation of the disc or the cam disc and the control of the last operating range of the first operating range is controlled and that the disc or the cam disc can be driven in both directions of rotation.
  • the operating ranges 2 to 6 must be traversed when it is attempted to move from the seventh operating range to the first operating range.
  • the transmission has at least one backlash within which a drive of one of the valves during operation of the actuator is omitted.
  • the one valve can be adjusted while the another of the valves remains in its position.
  • This can be a stage control of the valves generate at constant drive of the electric actuator.
  • a plurality of backlashes may accordingly be arranged in the transmission.
  • the backlash can be generated by cylindrical portions on the cam or in the guide groove.
  • the second-mentioned problem namely the creation of a method for operating the device for controlling a arranged in an intake passage of an internal combustion engine charge air ⁇ cooler which allows an intended negative pressure controller at a substantially constant intake temperature
  • the invention is solved in that in an operating position of the actuator a valve is closed, while on the position of the other valve, a negative pressure in the intake passage of the internal combustion engine is controlled and that in another operating position, the movements of the valves are coupled.
  • the gas flows are regulated independently of one another by the intercooler and by the bypass line routed past the intercooler.
  • the negative pressure in the intake passage can be kept substantially constant and the temperature regulated or the temperature kept substantially constant and the negative pressure can be controlled.
  • the operating range of the actuator in which the valves are opened or closed, can be subdivided according to another advantageous embodiment of the invention in sub-areas, depending on the drive position of the actuator one of the valves is gradually opened or closed, while the other of the valves continuously closed or opened or remains in a position.
  • the inventive method allows a variety of control options of the temperature and the pressure in the intake passage of the internal combustion engine.
  • the flows in the bypass line and in the charge air cooler can be controlled particularly easily independently of each other if the one of the valves is driven in one operating region of the actuator and the other of the valves in another operating region, the non-driven one Valve remains in its position. As a result, it is determined via the drive position of the actuator which of the valves is actuated.
  • Fig. 1 shows an internal combustion engine with a turbocharger and a
  • Fig. 2b shows a further embodiment of the transmission of
  • Fig. 5 further control curves in the operation of the device with three operating areas.
  • the device 1 shows schematically an internal combustion engine 1 with an exhaust gas turbocharger 2, with a charge air cooler 3 and with a device 4 for controlling the intercooler 3.
  • the device 4 has a single electric actuator 5 for controlling one in front of the charge air cooler 3 in a radiator line
  • the bypass line 8 and the radiator line 6 open together into an intake passage 10 of the internal combustion engine 1.
  • an exhaust manifold 11 leads via the exhaust gas turbocharger 2 into an exhaust passage 12.
  • the exhaust gas turbocharger 2 compresses aspirated intake air from an intake manifold 13 and supplies it to the cooling line 6 and the bypass line 8.
  • the electric actuator 5 drives the radiator control valve 7 and the bypass valve 9 via a gear 14.
  • FIG. 2 a shows the device 4 with the radiator control valve 7 and the bypass valve 9 with a single electric actuator 5 and the transmission 14.
  • the transmission 14 has a plurality of operating ranges depending on a drive position of the actuator 5.
  • the gear 14 has a cam disk 15 against which a control wheel 16 connected to the bypass valve 9 abuts.
  • the contour of the cam disk 15 can produce different operating ranges.
  • the cam disk 15 has cylindrical sections 17, 18 with different diameters and an inclined section 19 as transition of the cylindrical sections 17, 18.
  • the connected to the wheel 16 By ⁇ pass valve 9 is adjusted only when the wheel 16 abuts the steep portion 19th
  • the radiator control valve 7 has a driver 20, and can therefore be linearly adjusted to a stop and then has a backlash 21, in which the radiator control valve 7 is not further adjusted upon further drive of the actuator 5. This allows the valves 7, 9 control independently of each other.
  • FIG. 2b shows a further embodiment of a transmission 114 for actuating the two valves 7, 9 with the single actuator 5. It can be seen here that each of the valves 7, 9 is connected to a setting wheel 116, 116 'and in each case via a cam disk 115 , 115 'is controlled.
  • a transmission 114 for actuating the two valves 7, 9 with the single actuator 5.
  • the transmission 14 may also have a different positive control of the valves 7, 9.
  • the valves 7, 9 may also have a different positive control of the valves 7, 9.
  • the transmission 14 may also have a different positive control of the valves 7, 9.
  • FIGS. 3 to 5 each show a control cam a7, a7 ', a7 ", a9, a9', a9" for actuating the device 4 from FIG. 1 with the opening angle of the radiator control valve 7 and of the bypass valve 9 over a setting range of the electric actuator 5.
  • the drive of the transmission 14 is shown as an example over an angular range of 0 ° to 180 °.
  • FIG. 3 shows control cams a7, a9 with three operating ranges B1, B2, B3.
  • first operating range Bl which corresponds to the setting range of 0 ° to 90 °
  • second operating range B2 which corresponds to the setting range between 90 ° and 135 ° of the actuator 5
  • third operating range B3 which corresponds to the setting range between 135 ° and 180 °
  • the valves 7, 9 can be controlled either jointly or independently of each other by an appropriate selection of the adjustment range of the actuator 5.
  • Figure 4 shows a further embodiment of control cams a7 ', a9' of the radiator control valve 7 and the bypass valve 9 over the adjustment range of the actuator 5.
  • the adjustment range of the electric actuator 5 of the device 4 in four Operating areas ⁇ ', B2a, B2b, B2c divided.
  • the first operating range Bl ' which corresponds to the setting range of the actuator 5 between 0 ° and 90 °
  • only one of the valves 7 is actuated, and the other valve 9 remains in its position.
  • three further operating areas B2a, B2b B2c in which the actuator is driven from 90 ° to 180 °, the other valve 9 is driven in stages, while the first valve 7 is moved back to its original position.
  • control cams a7 “, A9” for controlling the radiator control valve 7 and the bypass valve 9 over the control range of the actuator 5.
  • the cams a7 “, a9” have three operating ranges Bl “, B2", B3 " Operating range Bl "with a control range of 0 ° to 80 ° and in a third operating range B3" with a control range of 100 ° to 180 ° only one of the valves 7, 9 is controlled, while the other of the valves 9, 7 in its respective In a middle operating range B2 "with a setting range of 80 ° to 100 °, both valves 7, 9 are actuated very rapidly one after the other.

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Abstract

Eine Einrichtung (4) zur Steuerung eines in einem Ansaugkanal (10) einer Brennkraftmaschine (1) angeordneten Ladeluftkühlers (3) hat einen einzigen elektrischen Stellantrieb (5) zum Antrieb eines Kühlerregelventils (7) und eines Bypassventils (9). Ein dem Stellantrieb (5) nachgeschaltetes Getriebe (14) ermöglicht die Erzeugung vorgesehener unabhängiger Stellkurven des Kühlerregelventils (7) und des Bypassventils (9). Die Einrichtung (4) ist hierdurch besonders einfach aufgebaut.

Description

Beschreibung
Einrichtung zur Steuerung eines in einem Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine angeordneten Ladeluftkühlers und Verfahren zum Betrieb einer solchen Einrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung eines in einem Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine angeordneten La¬ deluftkühlers mit einem eine Strömung durch den Ladeluftkühler steuernden Kühlerregelventil und mit einem eine Strömung in einer an dem Ladeluftkühler vorbei geführten Bypassleitung steuernden Bypassventil , wobei das Kühlerregelventil und das Bypassventil einen gemeinsamen elektrischen Stellantrieb aufweisen, wobei ein dem elektrischen Stellantrieb nachgeschaltetes Getriebe in Abhängigkeit von einer Antriebsposition des Stellantriebs mehrere Betriebsbereiche aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Einrichtung zur Steuerung eines in einem Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine angeordneten Ladeluftkühlers.
Eine solche Einrichtung ist aus der Praxis bekannt. Der Vorteil von solchen Einrichtungen mit einem gemeinsamen elektrischen Stellantrieb für zwei Ventile liegt in einem geringen Ener¬ giebedarf und einem besonders geringen Anlageaufwand. Jedoch ist die Freiheit der Steuerung der beiden Ventile sehr eingeschränkt. Bei der aus der Praxis bekannten Einrichtung wird der Antriebsbereich des Stellantriebes in zwei Betriebsbereiche unterteilt. In dem einen Betriebsbereich wird das eine Ventil und in dem anderen Betriebsbereich werden beide Ventile angetrieben. Damit stellt sich eine sehr starke Abhängigkeit der Steuerungen der Ventile ein. Dies hat bei den Steuerungen der Strömungen durch den Ladeluftkühler und durch den Bypasskanal den Nachteil, dass sich die Regelung der Temperatur bei gleich bleibendem Unterdruck im Ansaugbereich der Brennkraftmaschine oder die Regelung des Unterdrucks bei gleich bleibender Temperatur sehr schwierig gestaltet . Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie starke Ab¬ hängigkeiten der Ansteuerung der Ventile mit einem einzigen Stellantrieb vermeidet . Weiterhin soll ein Verfahren zum Betrieb der Einrichtung geschaffen werden, welches eine vorgesehene Unterdruckregelung bei im Wesentlichen konstanter Ansaugtemperatur ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Getriebe zwei von dem Stellantrieb angetriebene Zwangsführungen hat, und dass mit den Ventilen gekoppelte Stellmittel jeweils von den Zwangsführungen angetrieben sind.
Durch diese Gestaltung weist die erfindungsgemäße Einrichtung in Abhängigkeit von der Antriebsposition des elektrischen Stellantriebes unterschiedliche Betriebsbereiche auf, in denen wahlweise das eine oder das andere der Ventile oder beide in einer gemeinsamen Koppelung ihrer Bewegungen angesteuert wird. Damit kann in zumindest einem Betriebsbereich das eine Ventil doppelt so schnell geöffnet werden wie das andere, und in einem anderen Betriebsbereich öffnen und schließen die Ventile gegensätzlich. Dies ermöglicht in zumindest einem Betriebsbereich wahlweise die Regelung der Ansaugtemperatur bei nahezu konstantem Unterdruck oder die Regelung des Unterdrucks bei nahezu konstanter An- saugtemperatur. Erfindungsgemäß lässt sich beim Start der
Brennkraftmaschine die Warmlaufphase verkürzen, weil in diesem Betriebszustand der Ladeluftkühler durch Schließen des Kühlerregelventils umgangen wird. Daher gelangt in diesem Be¬ triebszustand über die Bypassleitung ungekühlte Luft von einem Turbolader in den Ansaugkanal der Brennkraftmaschine.
Eine mit der Einrichtung ausgestattete Brennkraftmaschine erreicht gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung frühzeitig eine vorgesehene Betriebstemperatur, wenn das Küh- lerregelventil bei beginnendem Öffnen des Bypassventils in einer geschlossenen Stellung verbleibt. Das frühzeitige Erreichen der vorgesehenen Betriebstemperatur ermöglicht einen besonders geringen Verschleiß und einen geringen Treibstoffverbrauch bei einem Kaltstart; bei einem Dieselmotor zudem geringe Abgas¬ emissionen . Eine nahezu beliebige Steuerkurve bei konstantem Stellantrieb lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erzeugen, wenn das Getriebe zumindest eine auf einer Scheibe angeordnete Führungsnut und ein in die Führungsnut eindringendes Stellmittel hat.
Die Zwangsführungen gestalten sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn das Getriebe zumindest eine von dem Stellantrieb angetriebene Nockenscheibe aufweist und dass ein mit einem der Ventile gekoppeltes Stellrad auf der Nockenscheibe anliegt.
Bei einer großen Anzahl von Betriebsbereichen ermöglicht die Einrichtung gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders schnelle Auswahl des vorgesehenen Betriebsbereichs, wenn die Führungsnut oder eine das Stellrad führende Umlaufbahn der Nockenscheibe über einen vollständigen Kreisbogen stetig gestaltet sind, so dass nach einer voll¬ ständigen Drehung der Scheibe oder der Nockenscheibe und der Ansteuerung des letzten Betriebsbereiches der erste Betriebs- bereich ansteuerbar ist und dass die Scheibe oder die Nockenscheibe in beide Drehrichtungen antreibbar ist. Durch diese Gestaltung wird vermieden, dass beispielsweise die Betriebs¬ bereiche 2 bis 6 durchfahren werden müssen, wenn versucht wird von dem siebenten Betriebsbereich in den ersten Betriebsbereich zu gelangen.
Zur Vereinfachung des Aufbaus der Einrichtung trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn das Getriebe zumindest einen Totgang hat, innerhalb welchem ein Antrieb eines der Ventile beim Betrieb des Stellantriebes unterbleibt. Durch die Anordnung zumindest eines Totgangs in dem Getriebe kann das eine Ventil verstellt werden, während das andere der Ventile in seiner Lage verbleibt. Damit lässt sich eine stufige Ansteuerung der Ventile bei konstantem Antrieb des elektrischen Stellantriebs erzeugen. Für die Erzeugung mehrerer Stufen können entsprechend mehrere Totgänge in dem Getriebe angeordnet sein. Im einfachsten Fall lassen sich die Totgänge durch zylindrische Abschnitte auf der Nockenscheibe oder in der Führungsnut erzeugen.
Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Ver- fahrens zum Betrieb der Einrichtung zur Steuerung eines in einem Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine angeordneten Ladeluft¬ kühlers, welches eine vorgesehene Unterdruckregelung bei im Wesentlichen konstanter Ansaugtemperatur ermöglicht, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einer Betriebsstellung des Stellantriebs das eine Ventil geschlossen ist, während über die Stellung des anderen Ventils ein Unterdruck im Ansaugkanal der Brennkraftmaschine geregelt wird und dass in einer anderen Betriebsstellung die Bewegungen der Ventile gekoppelt sind. Durch diese Gestaltung werden die Gasströme durch den Ladeluftkühler und durch die an dem Ladeluftkühler vorbei geführten Bypassleitung unabhängig voneinander geregelt. Damit kann wahlweise der Unterdruck im Ansaugkanal weitgehend konstant gehalten werden und die Temperatur geregelt oder die Temperatur weitgehend konstant gehalten und der Unterdruck geregelt werden.
Der Betriebsbereich des Stellantriebs, in welchem die Ventile geöffnet oder geschlossen werden, lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in Unterbereiche unterteilen, wenn in Abhängigkeit von der Antriebsposition des Stellantriebs eines der Ventile stufig geöffnet oder geschlossen wird, während das andere der Ventile kontinuierlich geschlossen oder geöffnet wird oder in einer Stellung verharrt. Hierdurch ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Vielzahl von Steuermöglichkeiten der Temperatur und des Drucks in dem Ansaugkanal der Brennkraftmaschine. Die Strömungen in der Bypassleitung und in dem Ladeluftkühler lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach unabhängig voneinander steuern, wenn in einem Betriebsbereich des Stellantriebs das eine der Ventile und in einem anderem Betriebsbereich das andere der Ventile angetrieben wird, wobei das nicht angetriebene Ventil in seiner Stellung verharrt. Hierdurch wird über die Antriebsposition des Stellantriebs festgelegt, welches der Ventile angesteuert wird.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in:
Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einem Turbolader und einer
Einrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2a eine Ausführungsform eines Getriebes der Einrichtung aus Figur 1,
Fig. 2b eine weitere Ausführungsform des Getriebes der
Einrichtung aus Figur 1,
Fig. 3 Steuerkurven im Betrieb der Einrichtung aus Figur 1 mit drei Betriebsbereichen,
Fig. 4 weitere Steuerkurven im Betrieb der Einrichtung mit vier Betriebsbereichen,
Fig. 5 weitere Steuerkurven im Betrieb der Einrichtung mit drei Betriebsbereichen.
Figur 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasturbolader 2, mit einem Ladeluftkühler 3 und mit einer Einrichtung 4 zur Steuerung des Ladeluftkühlers 3. Die Einrichtung 4 hat einen einzigen elektrischen Stellantrieb 5 zur Steuerung eines vor dem Ladeluftkühler 3 in einer Kühlerleitung 6 angeordneten Kühlerregelventils 7 und eines in einer By- passleitung 8 angeordneten Bypassventils 9. Die Bypassleitung 8 und die Kühlerleitung 6 münden gemeinsam in einen Ansaugkanal 10 der Brennkraftmaschine 1. Von der Brennkraftmaschine 1 führt ein Abgaskrümmer 11 über den Abgasturbolader 2 in einen Abgaskanal 12. Der Abgasturbolader 2 verdichtet von einem Ansaugstutzen 13 angesaugte Ansaugluft und führt diese der Kühlleitung 6 und der Bypassleitung 8 zu. Der elektrische Stellantrieb 5 treibt über ein Getriebe 14 das Kühlerregelventil 7 und das Bypassventil 9 an .
Figur 2a zeigt die Einrichtung 4 mit dem Kühlerregelventil 7 und dem Bypassventil 9 mit einem einzigen elektrischen Stellantrieb 5 und dem Getriebe 14. Das Getriebe 14 weist in Abhängigkeit von einer Antriebsposition des Stellantriebs 5 mehrere Betriebs¬ bereiche auf. Hierfür hat das Getriebe 14 eine Nockenscheibe 15, an der ein mit dem Bypassventil 9 verbundenes Stellrad 16 anliegt . Durch die Kontur der Nockenscheibe 15 lassen sich verschiedene Betriebsbereiche erzeugen. Die Nockenscheibe 15 weist zylin- drische Abschnitte 17, 18 mit unterschiedlichen Durchmessern und einen geneigten Abschnitt 19 als Übergang der zylindrischen Abschnitte 17, 18 auf. Das mit dem Stellrad 16 verbundene By¬ passventil 9 wird nur verstellt, wenn das Stellrad 16 an dem steilen Abschnitt 19 anliegt. Das Kühlerregelventil 7 hat einen Mitnehmer 20, und kann daher linear bis zu einem Anschlag verstellt werden und hat anschließend einen Totgang 21, in dem das Kühlerregelventil 7 bei weiterem Antrieb des Stellantriebs 5 nicht weiter verstellt wird. Damit lassen sich die Ventile 7, 9 unabhängig voneinander ansteuern.
Figur 2b zeigt eine weitere Ausführungsform eines Getriebes 114 zur Ansteuerung der beiden Ventile 7, 9 mit dem einzigen Stellantrieb 5. Hierbei ist zu erkennen, dass jedes der Ventile 7, 9 mit einem Stellrad 116, 116' verbunden ist und jeweils über eine Nockenscheibe 115, 115' angesteuert wird. Umlaufende
Führungsbahnen 117, 117' der Nockenscheiben 115, 115', auf der die Stellräder 116, 116' abrollen, sind stetig über den Umfang gestaltet. Hierdurch lassen sich die Nockenscheiben 115, 115' über mehrere Umdrehungen drehen und dabei die vorgesehenen Stellungen der Ventile 7, 9 in Abhängigkeit von dem einzelnen Stellantrieb 5 der Reihe nach ansteuern.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann das Getriebe 14 auch eine andere Zwangssteuerung der Ventile 7, 9 aufweisen. Hierzu kann beispielsweise in einer von dem einzigen Stellantrieb 5 angetriebenen Scheibe eine Führungsnut angeordnet sein, in die ein mit zumindest einem der Ventile 7, 9 verbundenes Stellmittel eindringt.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen jeweils eine Steuerkurve a7, a7', a7", a9, a9', a9" zur Ansteuerung der Einrichtung 4 aus Figur 1 mit dem Öffnungswinkel des Kühlerregelventils 7 und des Bypass- ventils 9 über einen Stellbereich des elektrischen Stellantriebes 5. In dem Stellbereich ist beispielhaft der Antrieb des Getriebes 14 über einen Winkelbereich von 0° bis 180° dargestellt .
Figur 3 zeigt Steuerkurven a7, a9 mit drei Betriebsbereichen Bl, B2, B3. Im ersten Betriebsbereich Bl, welcher dem Stellbereich von 0° bis 90° entspricht, wird nur eines der Ventile 7 an¬ getrieben. Das andere Ventil 9 verbleibt in seiner Stellung. Im zweiten Betriebsbereich B2, welcher dem Stellbereich zwischen 90° und 135° des Stellantriebes 5 entspricht, werden beide Ventile 7, 9 angetrieben, während im dritten Betriebsbereich B3, welcher dem Stellbereich zwischen 135° und 180° entspricht, das andere der Ventile 9 ohne Mitnahme des ersten Ventils 7 an- getrieben wird. Damit können durch eine entsprechende Auswahl des Stellbereichs des Stellantriebes 5 die Ventile 7, 9 wahlweise gemeinsam oder unabhängig voneinander angesteuert werden.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform von Steuerkurven a7', a9' des Kühlerregelventils 7 und des Bypassventils 9 über den Stellbereich des Stellantriebes 5. Hierbei ist der Stellbereich des elektrischen Stellantriebes 5 der Einrichtung 4 in vier Betriebsbereiche ΒΙ', B2a, B2b, B2c unterteilt. Im ersten Betriebsbereich Bl ' , welcher dem Stellbereich des Stellantriebes 5 zwischen 0° und 90° entspricht, wird nur eines der Ventile 7 angesteuert, und das andere Ventil 9 verbleibt in seiner Lage. In drei weiteren Betriebsbereichen B2a, B2b B2c, in welchem der Stellantrieb von 90° bis 180° angetrieben wird, wird das andere Ventil 9 stufig angetrieben, während das erste Ventil 7 wieder in seine Ausgangslage zurück bewegt wird. Figur 5 zeigt weitere Ausführungsformen von Steuerkurven a7", A9" zur Ansteuerung des Kühlerregelventils 7 und des Bypassventils 9 über den Stellbereich des Stellantriebes 5. Die Steuerkurven a7", a9" haben drei Betriebsbereiche Bl", B2", B3". In einem ersten Betriebsbereich Bl" mit einem Stellbereich von 0° bis 80° und in einem dritten Betriebsbereich B3" mit einem Stellbereich von 100° bis 180° wird jeweils nur eines der Ventile 7, 9 angesteuert, während das andere der Ventile 9, 7 in seiner jeweiligen Stellung verbleibt. In einem mittleren Betriebsbereich B2" mit einem Stellbereich von 80° bis 100° werden beide Ventile 7, 9 nacheinander sehr schnell angesteuert.

Claims

Einrichtung (4) zur Steuerung eines in einem Ansaugkanal (10) einer Brennkraftmaschine (1) angeordneten Lade- luftkühlers (3) mit einem eine Strömung durch den Lade¬ luftkühler (3) steuernden Kühlerregelventil (7) und mit einem eine Strömung in einer an dem Ladeluftkühler
(3) vorbei geführten Bypassleitung (8) steuernden Bypassventil (9), wobei das Kühlerregelventil (7) und das Bypassventil (9) einen gemeinsamen elektrischen Stellantrieb (5) aufweisen, wobei ein dem elektrischen Stellantrieb (5) nachgeschaltetes Getriebe (14, 114) in Abhängigkeit von einer Antriebsposition des Stellantriebs (5) mehrere Betriebsbereiche aufweist, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das Getriebe (14, 114) zwei von dem Stellantrieb (5) angetriebene Zwangsführungen hat und dass mit den Ventilen (7, 9) gekoppelte Stellmittel jeweils von den Zwangsführungen angetrieben sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kühlerregelventil (7) bei beginnendem Öffnen des Bypassventils (9) in einer geschlossenen Stellung verbleibt.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Getriebe (14, 114) zumindest eine auf einer Scheibe angeordnete Führungsnut und ein in die Führungsnut eindringendes Stellmittel hat.
Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Getriebe (14, 114) zu¬ mindest eine von dem Stellantrieb
(4) angetriebene No¬ ckenscheibe (15, 115, 115') aufweist und dass ein mit einem der Ventile (7, 9) gekoppeltes Stellrad (16, 116, 116') an der Nockenscheibe (15, 115, 115') anliegt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Führungsnut oder eine das Stellrad (116, 116') führende Umlaufbahn der No¬ ckenscheibe (115, 115') über einen vollständigen Kreisbogen stetig gestaltet sind, so dass nach einer vollständigen Drehung der Scheibe oder der Nockenscheibe (115, 115') und der Ansteuerung des letzten Betriebsbereiches der erste Betriebsbereich ansteuerbar ist und dass die Scheibe oder die Nockenscheibe (115, 115') in beide Drehrichtungen antreibbar ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Getriebe (14, 114) zumindest einen Totgang (21) hat, innerhalb welchem ein Antrieb eines der Ventile (7, 9) beim Betrieb des Stel¬ lantriebes (5) unterbleibt.
7. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung (4) zur Steuerung eines in einem Ansaugkanal (10) einer Brennkraftmaschine (1) angeordneten Ladeluftkühlers (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in einer Betriebsstellung des Stellantriebs (5) das eine Ventil (7, 9) geschlossen ist, während über die Stellung des anderen Ventils (9, 7) ein Unterdruck im Ansaugkanal (10) der Brennkraftmaschine (1) geregelt wird und dass in einer anderen Betriebsstellung die Bewegungen der Ventile (7,9) gekoppelt sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in Abhängigkeit von der Antriebs¬ position des Stellantriebs (5) eines der Ventile (7, 9) stufig geöffnet oder geschlossen wird, während das andere der Ventile (9, 7) kontinuierlich geschlossen oder geöffnet wird oder in einer Stellung verharrt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in einem Betriebsbereich des Stellantriebs (5) das eine der Ventile (7, 9) und in einem anderem Betriebsbereich das andere der Ventile (9, 7) angetrieben wird, wobei das nicht angetriebene Ventil (7, 9) in seiner Stellung verharrt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700052388A1 (it) * 2017-05-15 2018-11-15 Dellorto S P A Valvola egr a tre vie con singolo dispositivo di comando

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202015003040U1 (de) * 2015-04-24 2016-07-26 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Ladeluftvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3901264A1 (de) * 1988-02-18 1989-08-31 Audi Ag Zweiflutiges drosselklappenteil
EP1362985A2 (de) * 2002-05-16 2003-11-19 Pierburg GmbH Ventilsystem
DE102009036284A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-24 Pierburg Gmbh Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
WO2013093290A1 (fr) * 2011-12-21 2013-06-27 Valeo Systemes De Controle Moteur Doseur deux voies avec un moteur unique agissant dans un seul sens

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2903602C2 (de) * 1979-01-31 1981-03-26 Pierburg GmbH & Co KG, 41460 Neuss Handstartvorrichtung für Vergaser von Brennkraftmaschinen
JPS597542Y2 (ja) * 1979-10-24 1984-03-08 日産自動車株式会社 過給機付内燃機関の吸気装置
EP2497921A1 (de) * 2011-03-08 2012-09-12 Delphi Automotive Systems Luxembourg SA Drosselventilanordnung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3901264A1 (de) * 1988-02-18 1989-08-31 Audi Ag Zweiflutiges drosselklappenteil
EP1362985A2 (de) * 2002-05-16 2003-11-19 Pierburg GmbH Ventilsystem
DE102009036284A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-24 Pierburg Gmbh Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
WO2013093290A1 (fr) * 2011-12-21 2013-06-27 Valeo Systemes De Controle Moteur Doseur deux voies avec un moteur unique agissant dans un seul sens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700052388A1 (it) * 2017-05-15 2018-11-15 Dellorto S P A Valvola egr a tre vie con singolo dispositivo di comando

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