DE4308354A1

DE4308354A1 - Air induction system for vehicle supercharged combustion engine - has by=pass line around intercooler opened and closed at precise pressures between precisely defined upper and lower limits

Info

Publication number: DE4308354A1
Application number: DE4308354A
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Goto
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1993-09-23
Also published as: KR930019985A; KR950003743B1; US5492103A

Description

Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für einen aufgela denen Motor, in welchem ein Auflader und ein Zwischenkühler in einer Luftansaugleitung angeordnet sind, und insbesonde re ein Ansaugsystem für einen aufgeladenen Motor, der mit einer Rückführleitung und einem Rückführregelventil zur Rückführung von Ladeluft, wenn der Motor unter niedrigen Motorlasten betrieben wird, versehen ist.

Es ist ein Luftansaugsystem bekannt, in welchem ein mecha nischer Auflader, der über die Motorausgangswelle angetrie ben wird, zusammen mit einem Rückführregelventil und einem Entlastungsdurchlaß in einer Luftansaugleitung vorhanden ist, so daß es möglich ist, Ladeluft unter Motorbetriebsbe dingungen bei niedriger Last zurückzuführen. Ein derartiges Regelsystem ist beispielsweise aus der ungeprüften japani schen Patentveröffentlichung Nr. 2-2 83 816 bekannt.

Die in dieser Veröffentlichung beschriebene Anordnung des Ansaugsystems verwendet einen mechanischen Auflader strom abwärts von einem Drosselventil einer Luftansaugleitung oder Durchlasses und einen Zwischenkühler stromabwärts vom Auflader zum Kühlen der Aufladeluft. Eine Rückführleitung oder ein Rückführdurchlaß, beispielsweise eine Ladeluft-By passleitung, ist zwischen dem Auflader und dem Zwischen kühler vorhanden, wobei in der Leitung ein Rückführregel ventil vorgesehen ist. Das Rückführregelventil, welches un mittelbar mit einem druckgeregelten Betätigungsorgan ver bunden ist und mit diesem betätigt wird, wobei in das Betätigungsorgan Druck stromabwärts vom Drosselventil ein geleitet wird, öffnet die Rückführleitung in einem niederen Motorlastbereich, in welchem der Druck stromabwärts vom Drosselventil geringer ist, und schließt sie, wenn der Druck stromabwärts vom Drosselventil mit einer Zunahme der Motor last ansteigt.

Bei dieser Art eines Ansaugsystems für einen aufgeladenen Motor wird ein Energieverlust im Auflader bei einer Zunahme des Verhältnisses zwischen stromaufwärtigen und stromab wärtigen Drücken vom Auflader größer. Um daher einen derar tigen Energieverlust zu verhindern, ist es wünschenswert, einen Teil der vom Auflader abgegebenen Luft zurückzufüh ren, während der Motor mit einer ausreichenden Luftmenge entsprechend den Motorbetriebsbedingungen in einem Bereich von bestimmten hohen Motorlasten während des Betriebs des Aufladers versorgt wird. Es besteht ferner der Wunsch, daß das Rückführregelventil bei einer Veränderung der Drossel öffnung in einem bestimmten Bereich seine Öffnung allmäh lich verkleinert, um eine lineare Beziehung zwischen der Drosselöffnung und dem Motorausgangsdrehmoment aufrecht zu erhalten. Aus diesem Grund ist das Rückführregelventil der vorstehend erwähnten Veröffentlichung so konstruiert und angepaßt, daß es bei einem Anwachsen des Ladedrucks strom abwärts vom Auflader allmählich schließt. Wenn jedoch das Rückführregelventil mit einem Anwachsen des Ladedrucks nur allmählich schließt, verursacht es ein Pendeln in der Nähe von Motorbetriebsbedingungen, bei welchen es aufgrund eines Druckabfalls vollständig schließt, welcher von einer Sper rung der Rückführung verursacht wird. Als Folge davon neigt das Rückführregelventil während des Betriebs zu einer In stabilität, und ein Bereich der Motorbetriebsbedingungen, in welchem das Rückführregelventil vollständig geschlossen ist, wird instabil gemacht. Um diese nachteiligen Wirkungen auszuschließen, hat man daran gedacht, das Rückführregel ventil schnell zu schließen, wenn das Rückführregelventil eine bestimmte Öffnung erreicht. Ein derartiges schnelles Schließen des Rückführregelventils verursacht jedoch einen Drehmomentstoß.

Ferner wird bei dieser Art von Ansaugsystemen, wenn das Rückführregelventil offen ist, während der Auflader in Be trieb ist, und nachdem die vom Auflader ausgestoßene Luft durch den Zwischenkühler strömt, eine notwendige Menge der gekühlten Luft in die Verbrennungskammern des Motors abge geben und ein Überschuß an gekühlter Luft wird in den Auf lader stromaufwärts zurückgeführt. Als Folge davon neigt die Luft in einem Bereich, in welchem eine kleine Menge von Luft genommen wird, dazu, überkühlt zu werden, und der Luftdruck zwischen dem Auflader und dem Zwischenkühler wird aufgrund des Widerstandes des Luftflusses im Zwischenkühler unzureichend verringert, was zu einem Energieverlust führt.

Um einen derartigen Energieverlust auszuschließen, kann zusätzlich zu einer vorgesehenen Rückführleitung, welche zum Auflader stromaufwärtige und stromabwärtige Bereiche der Luftansaugleitung miteinander verbindet, eine Bypass leitung stromabwärts vom Auflader hergestellt werden, so daß es möglich wird, abgegebene Luft direkt unter Umgehung des Zwischenkühlers an den Motor abzugeben, wenn der Motor bei niedrigen Lasten betrieben wird. Das Vorhandensein ei ner Bypassleitung macht jedoch die Regelung des Luftflusses durch die Rückführleitung entsprechend den Motorbetriebsbe dingungen erforderlich, um den Anforderungen an die Motor leistung und ökonomischen Kraftstoffverbrauch zu erfüllen. Zusätzlich muß in einem Bereich niederer Motorlasten, in welchem eine geringere Luftmenge benötigt wird, eine Überkühlung verhindert werden. Andererseits muß in einem Bereich, in welchem eine verhältnismäßig große Luftmenge erforderlich ist, während die Rückführleitung offen sein muß, ein von der Rückführung verursachter Temperaturanstieg unterdrückt oder durch eine Regelung klein gehalten werden. Diese Anforderungen können nicht durch einfaches Öffnen und Schließen der Bypassleitung in der gleichen Weise wie bei der Rückführungsleitung erfüllt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftansaugsystem für einen aufgeladenen Motor zu schaf fen, welcher mit einem Auflader und einem Zwischenkühler ausgestattet ist, in welchem die Rückführung von Luft in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbedingungen geregelt wird, so daß ein Energieverlust der vom Auflader abgegebenen Ladeluft verringert wird, und in welchem die Lufttemperatur geregelt werden kann.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Luft ansaugsystem für einen aufgeladenen Motor zu schaffen, wel cher mit einem Auflader ausgerüstet ist, in welchem die Menge der rückgeführten Luft reguliert werden kann, so daß die Motorleistung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbe dingungen geregelt wird, wobei auf diese Weise das Auftre ten eines Drehmomentstoßes vermieden und die Ansprech empfindlichkeit bei der Drehmomentzunahme des Motors er höht wird.

Diese erfindungsgemäßen Aufgaben werden dadurch gelöst, daß ein Ansaugsystem für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor vorgesehen ist, welches eine Rückführleitung zur Verbindung von bezüglich des Aufladers stromaufwärtigen und stromab wärtigen Bereichen der Ansaugleitung eine Rückführleitung hat, durch welche Ladeluft, welche vom Auflader abgegeben wird, in den Auflader zurückgeführt wird. Die Rückführlei tung wird mittels einer Rückführventilvorrichtung geöffnet und geschlossen, die in der Rückführleitung angeordnet ist. Sowie sich der Druck der Ladeluft unmittelbar stromabwärts vom Auflader zwischen einem niedrigen genau angegebenen Druck unterhalb des Umgebungsdrucks und einem oberen, ge nau angegebenen Druck oberhalb des Umgebungsdrucks ändert, wird die Rückführventilvorrichtung dazu gebracht, die Rück führleitung zunehmend zu öffnen oder abnehmend zu schlie ßen.

Das Luftansaugsystem hat ferner einen in der Ansaugleitung stromabwärts vom Auflader angeordneten Zwischenkühler sowie eine Bypassleitung zur Verbindung von Bereichen der Ansaugleitung, die stromaufwärts und stromabwärts vom Zwischenkühler angeordnet sind, so daß Luft den Zwischen kühler umgehen kann. Eine Bypassregelventilanordnung wird bei einem genau vorgegebenen Zwischendruck des Ladeluft drucks zwischen dem oberen und unteren genau vorgegebenen Druck dazu gebracht, daß die Bypassleitung geöffnet und geschlossen wird.

Insbesondere ist die Bypassregelventilvorrichtung in einem gemeinsamen Leitungsbereich angeordnet, durch welchen die Rückführleitung und die Bypassleitung gemeinsam mit der An saugleitung zwischen dem Auflader und dem Zwischenkühler in Verbindung stehen und die Rückführventilvorrichtung ist in der Rückführleitung stromabwärts vom gemeinsamen Lei tungsbereich angeordnet. Die Rückführventilregelvorrich tung einschließlich eines druckbetätigten Betätigungsglie des, bringt die Rückführventilvorrichtung zum Öffnen und Schließen der Rückführleitung in Übereinstimmung mit Unter schieden zwischen dem Umgebungsdruck und einem Druck der Ansaugluft stromaufwärts vom Auflader.

Soweit ferner der Druck der ausgegebenen Luft auf einen ge nau vorgegebenen hohen Druck hin zunimmt, bewirkt die Rückführventilregelvorrichtung, daß die Rückführventilvor richtung die Rückführleitung allmählich in der Weise schließt, daß in der Rückführleitung ein geringer Zwischen raum verbleibt, welcher eine Rückführung einer kleinen Luftmenge stromabwärts vom Auflader bei einem hohen, genau vorgegebenen Druck zuläßt, und veranlaßt die Rückführven tilvorrichtung dazu, die Rückführleitung bei einem Druck vollständig zu schließen, der höher ist als der hohe, genau vorgegebene Druck.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Ansaugsystem hält die Rückführ ventilvorrichtung in einem niederen Motorlastbereich, in welchem die Ansaugluft einen niedrigen Druck aufweist, die Rückführleitung offen, so daß ein Überschuß an Ladeluft, die vom Auflader bereitgestellt wird, zurückgeführt wird, und, da die Bypassregelventilvorrichtung die Bypassleitung öffnet, wird verhindert, daß in den Motor abgegebene Lade luft überkühlt wird. Andererseits bleiben in einem hohen Motorlastbereich, in welchem das Drosselventil vollständig oder fast vollständig geöffnet ist, die Rückführventilvor richtung und die Bypassregelventilvorrichtung geschlossen, so daß die Aufladung von Luft und die Kühlung der aufgela denen Luft gesteigert wird.

Im Zwischenbereich zwischen den hohen und niederen Motor lastbereichen schließt die Rückführventilvorrichtung all mählich, begleitet von einem Druckanstieg in der Ansaug luft. Bis jedoch die Rückführventilvorrichtung ihre Ge schlossenstellung erreicht, ist die Bypassregelventilvor richtung in einem Bereich, in welchem die Ansaugluftmenge beträchtlich sein kann und daher, in welchem eine große Temperaturzunahme der Ansaugluft aufgrund der Rückführung erfolgen kann, geschlossen, so daß die Kühlung der Ansaug luft durch den Zwischenkühler gesteigert wird.

Bis der Druck stromabwärts vom Auflader den hohen, genau vorgegebenen Druck erreicht, wird die Menge der rückgeführ ten Luft in der gewünschten Weise vom höchsten zum niedrig sten Wert entsprechend den Motorbetriebsbedingungen regu liert. Andererseits wird, da in einem Bereich der Motorbe triebsbedingungen, in welchem der Druck stromabwärts vom Auflader den oberen, genau vorgegebenen Druck überschreitet, die Luftrückführung vollständig gestoppt, so daß der Druck, der an den Motor abgegebenen Ansaugluft, erhöht wird. Die Zunahmegeschwindigkeit des Motorausgangsdrehmoments, die dadurch hervorgerufen wird, daß die Rückführung von Ansaug luft verhindert wird, wird entsprechend den Motorbetriebs bedingungen oder aufgrund einer sanften oder schnellen Be schleunigung variiert.

Die vorstehend beschriebenen und weitere Aufgaben und Merk male der Erfindung können noch besser anhand der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf be vorzugte Ausführungen der Erfindung verstanden werden, wenn auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ansaugsystems gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung;

Fig. 2 eine ins einzelne gehende Darstellung eines Rück führregelventils des Ansaugluftsystems gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen den Öffnungen des Rückführregelventils und eines By passregelventils zeigt;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Luftflusses in einer Rückführleitung und einer Bypassleitung;

Fig. 5 ein Diagramm, welches eine weitere Beziehung zwischen den Öffnungen des Rückleitungsregelven tils und eines Bypassregelventils zeigt;

Fig. 6 ein Diagramm, welches die Betriebsbereiche eines elektromagnetischen Drei-Wege-Ventils zeigt; und

Fig. 7 ein Flußdiagramm, welches ein Ablaufprogramm einer Arbeitszyklenregelung eines Drei-Wege-Ven tils für eine elektronische Recheneinheit veran schaulicht.

Da Ansaugsysteme gut bekannt sind, ist die vorliegende Be schreibung insbesondere auf Elemente gerichtet, welche Be standteil eines erfindungsgemäßen Ansaugsystems für einen aufgeladenen Motor bilden oder direkt damit zusammenwirken. Es versteht sich, daß Teile oder Elemente, die nicht ganz genau gezeigt oder beschrieben werden, auf verschiedene Art und Weise, die auf dem Gebiet des Automobilbaus gut bekannt sind, ausgebildet werden können.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch den gesamten Aufbau ei nes Luftansaugsystems, welches gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem aufgeladenen Motor zusammenwirkt. Ein Vielzylinder-Reihenverbrennungsmo tor 1 weist eine Vielzahl von beispielsweise vier Zylindern 2 auf. Der Motor 1 ist mit einer Luftansaugleitung 3, in welcher sich ein Auflader 4, wie beispielsweise ein mecha nischer Auflader vom Lysholm-Typ befindet, um dem Motor 1 Aufladeluft zuzuführen. Der Auflader 4 ist betriebsmäßig mit einem Motor mittels eines Riemens (nicht dargestellt) gekoppelt, welcher sich zwischen einer Riemenscheibe 4a des Aufladers 4 und einer Motorantriebswelle, wie bespielsweise einer Kurbelwelle, befindet. Der Motor ist mit einem Einlaßventil (nicht dargestellt) in einem Lufteinlaß eines jeden Zylinders 2 versehen. Das Einlaßventil ist so ange paßt, daß der Schließvorgang viel später ist, als derjenige eines üblichen Motors. Dies verringert einen Pumpverlust im niedrigen Lastbereich des Motors wesentlich, während es ei nen erhöhten Aufladewirkungsgrad im hohen Lastbereich des Motors bewirkt, was dem Kühlen und Aufladen von Luft und dem verzögerten Schließen des Anlaßventils zuzuschreiben ist.

Stromaufwärts des Aufladers 4 befindet sich in der Luftan saugleitung 3 ein Drosselventil 5, dessen Öffnen in Abhäng igkeit vom niedergedrückten Hub des Gaspedals geregelt wird. Die Luftansaugleitung 3 ist ferner mit einem Luftfil ter 6 in ihrem stromaufwärtigen Bereich und mit einem Zwischenkühler 7 versehen, welcher bezüglich des Aufladers 4 stromabwärts zur Kühlung von Ladeluft angebracht ist. Strom abwärts vom Zwischenkühler 7 ist die Luftansaugleitung 3 mit einem Ausgleichsbehälter 8 ausgebildet. Einzelne Ein laßleitungen 9 verbinden den Ausgleichsbehälter 8 mit den betreffenden Einlaßöffnungen der Zylinder 2 des Motors 1.

Die Luftansaugleitung 3 ist mit einer Rückführleitung 11, welche stromabwärtige und stromaufwärtige Bereiche der Luftansaugleitung 3 bezüglich des Aufladers 4 miteinander verbindet, sowie einer Zwischenkühler-Bypassleitung 12 ver sehen, so daß der Zwischenkühler 7 umgangen wird. Insbeson dere ist eine gemeinsame Leitung 13, welche das Einlaßende der Rückführleitung 11 und das stromaufwärtige Ende der Zwischenkühler-Bypassleitung gemeinsam haben, gleichermaßen mit der Ansaugleitung 3 zwischen dem Auflader 4 und dem Zwischenkühler 7 verbunden. Die Rückführleitung 11 ver zweigt sich von der gemeinsamen Leitung 13 und seinem Aus laßende der Rückführleitung 11 verläuft vom Auflader 4 zum stromaufwärtigen Bereich der Luftansaugleitung 3. Anderer seits verzweigt sich die Zwischenkühler-Bypassleitung 12 von der gemeinsamen Leitung 13 und ihr stromabwärtiger Be reich verläuft stromabwärts vom Zwischenkühler 7 zur Luft ansaugleitung 3.

Die Rückführleitung 11 und die Zwischenkühler-Bypassleitung 12 sind mit einem Rückführregelventil 15 bzw. einem Bypassregelventil 30 versehen. Insbesonders in der vorliegenden Ausführung liegt das Bypassregelventil 30 in der gemeinsamen Leitung 13, welche den stromaufwärtigen Bereich der Zwischenkühler-Bypassleitung 12 darstellt. Andererseits liegt das Rückführregelventil 15 in der Rückführleitung 11 zwischen demjenigen Bereich, von welchem die Rückführleitung 11 von der gemeinsamen Leitung 13 und der stromaufwärtige Bereich vom Auflader 4 abzweigen.

Das Rückführregelventil 15 ist so konstruiert und angepaßt, daß es mittels eines Membranbetätigungsgliedes 20 in Abhängigkeit vom Einlaßluftdruck stromabwärts vom Auflader 4 betätigt wird. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, hat das Rückführregelventil 15 insbesondere einen Absperrkörper 17 in einem Ventilgehäuse 16, welches in der Rückführleitung 11 liegt. Der Absperrkörper 17 ist mechanisch mit einer Membran 21 des Betätigungsgliedes 20 mittels einer Verbin dungsstange 22 verbunden. Luftdruck P₂, auf der stro mabwärtigen Seite des Aufladers 4 wirkt auf den Ab sperrkörper 17 auf dessen eine Seite, so daß er geöffnet wird. Andererseits wirkt Luftdruck P₁, der zwischen dem Auflader 4 und dem Drosselventil 5 erzeugt wird, auf die andere Seite des Absperrkörpers 17. Auf diese Weise stellen das Gehäuse 16 und das Membranbetätigungsglied 20 ein Be triebslenkungsmittel für das Rückführregelventil 15 dar.

Das Membranbetätigungsglied 20 liegt zwischen einer Primärdruckkammer 23, die sich auf einer Seite der Membran 21 befindet, und einer Sekundärdruckkammer 24, die sich auf der gegenüberliegenden Seite der Membran 21 befindet, so daß ein auf der Membran 21 wirkender Druck bereitgestellt wird, welcher zum Schließen des Absperrkörpers 17 erforder lich ist. Luftdruck P₂, welcher stromabwärts vom Aufla der 4 erzeugt wird, wird in die Primärdruckkammer 23 über einen Drucklenkungsdurchlaß 25 eingeleitet, welcher inner halb der Verbindungsstange 22 ausgebildet ist. Zusätzlich wird Luftdruck P₀, welcher stromaufwärts vom Drossel ventil 5 erzeugt wird und welcher im wesentlichen dem Umge bungsluftdruck entspricht, in die Sekundärdruckkammer 24 über einen Drucklenkungsdurchlaß 26 eingeleitet. Der Druck lenkungsdurchlaß 26 wird wahlweise mit der Luftansauglei tung 3 stromabwärts vom Drosselventil 5 sowie einem Vakuum behälter 50 mittels eines elektromagnetischen Drei-Wege Ventils 27 verbunden, so daß normalerweise der Luftdruck P₀, d. h. der Umgebungsluftdruck, stromaufwärts vom Drosselventil 5 in die Sekundärdruckkammer 24 eingeleitet wird. Wenn jedoch der Absperrkörper 17 zwangsweise ge schlossen wird, wird ein Unterdruck in die Sekundärdruck kammer 24 eingeleitet.

In den Druckkammern 23 und 24 sind Federn 28 und 29 vorhanden, so daß die Membran 21 von zwei Seiten mit Druck beaufschlagt wird. Es ist anzumerken, daß die Membran 21 und der Absperrkörper 17 die gleiche Größe bezüglich der druckaufnehmenden Oberflächen haben.

Das Bypassregelventil 30 ist mit einem Betätigungsglied 31 gekoppelt. Dieses Betätigungsglied 31 hat eine Membran 32, welche mechanisch mit dem Bypassregelventil 30 verbunden ist, eine Feder 33, welche die Membran 32 vorspannt, so daß das Bypassregelventil 30 geschlossen wird, sowie eine Druckkammer 34, welche auf einer Seite der Membran 32 liegt. Unterdruck vom Vakuumbehälter 50 und der Umgebungs luftdruck werden wahlweise in die Druckkammer 34 durch einen Drucklenkungsdurchlaß 35 über ein elektromagnetisches Drei- Wege-Ventil 36 eingeleitet, so daß, wenn Unterdruck einge leitet wird, das Bypassregelventil 30 geöffnet wird und, wenn Umgebungsluftdruck eingeleitet wird, es geschlossen wird.

In weiterer Verbindung mit der Luftansaugleitung 3 sind zur Entlastung eines übermäßigen Anwachsens des Ladedrucks ein Entlastungshilfsdurchlaß 38, welcher den Absperrkörper 17 des Rückführregelventils 15 umgeht, ein Entlastungsventil 39 zum Öffnen und Schließen des Entlastungshilfsdurchlasses 38 sowie ein Betätigungsorgan 40 zur Betätigung des Entlastungsventils 39 vorhanden. Das Betätigungsorgan 40 hat eine mit dem Entlastungsventil 39 gekoppelte Membran 41, eine Druckkammer 42, die auf einer Seite der Membran liegt, und eine Feder 43, die innerhalb der Druckkammer 42 liegt, so daß sie die Membran 41 vorspannt. Die Druckkammer 42 ist wahlweise mit der Ansaugleitung 3 stromaufwärts vom Drosselventil 5 und dem Vakuumbehälter 50 durch einen Drucklenkungsdurchlaß 44 und ein elektromagnetisches Drei-Wege-Ventil 45 verbunden. Normalerweise wird der Druck innerhalb der Luftansaugleitung 3 stromaufwärts vom Drosselventil 5 aufrechterhalten, so daß er in die Druck kammer 42 eingeleitet wird. Wenn andererseits das Entla stungsventil 39 von einem Druck stromabwärts vom Auflader 4 betätigt wird, welcher über eine kritische Stelle angewach sen ist, die von der Feder 43 festgelegt ist, so wird das Entlastungsventil 39 geöffnet. Wenn anderenfalls Unterdruck in die Druckkammer 42 eingeleitet wird, wird das Entla stungsventil ebenfalls geöffnet, oder es kann bei Bedarf zwangsweise geöffnet werden. Der Vakuumbehälter 50 ist ent weder mit der Luftansaugleitung 3 stromabwärts vom Drossel ventil 5 oder einer Unterdruckquelle (nicht dargestellt), wie beispielsweise einer Vakuumpumpe, verbunden.

Alle elektromagnetischen Drei-Wege-Ventile 27, 36 und 45 werden mit Hilfe einer elektronischen Regeleinheit (ECU) 55 geregelt. Die ECU 55 empfängt von einem Drosselöffnungs fühler 56 ein Signal, welches die Öffnung des Drosselven tils 5 darstellt, sowie ein Signal von einem Drehzahlmesser 57, welches die Motordrehzahl darstellt. In Übereinstimmung mit Motorbetriebsbedingungen, welche durch die Signale dar gestellt werden, regelt die ECU 55 wahlweise das Öffnen und Schließen der elektromagnetischen Drei-Wege-Ventile 27, 36 und 45, und regelt auf diese Weise die Funktion der Ventile 15, 30 und 39.

Anhand der Fig. 2 wird die Funktion des Rückführregelven tils 15 entsprechend den Drücken erläutert, welche auf den Absperrkörper 17 bzw. die Membran 21 des Betätigungsgliedes 20 wirken. Demnach wirkt ein Druck P₂, der in der Luft ansaugleitung 3 stromabwärts vom Auflader 4 entsteht, auf das Ventil 17 von dessen einer Seite und wird gleichzeitig in die Primärdruckkammer des Betätigungsgliedes 20 einge leitet, so daß er auf die Membran 21 wirkt. Diese Drücke heben sich gegenseitig auf. Zusätzlich drückt ein Satz Fe dern 28 und 29 die Membrane 21 von gegenüberliegenden Sei ten. Die Federn 28 und 29 sind so gebaut und angepaßt, daß sie, wenn sie im Gleichgewicht sind, das Ventil 17 in sei ner fast vollständig geschlossenen Stellung mit einem leichten, Zwischenraum δ, von beispielsweise ungefähr 0,5 mm, vom Ventilsitz 15a halten. Bei der Betätigung des mit dem Betätigungsglied 20 zusammenwirkenden Rückführre gelventils 15 wird, wenn in der Luftansaugleitung 3 strom aufwärts vom Drosselventil 5 entstandener Druck P₀ in die Sekundärdruckkammer 24 des Betätigungsgliedes 20 gelei tet wird, die Positionsverschiebung x des Absperr körpers 17 aus der geschlossenen Stellung, in welcher die Federn 28 und 29 im Gleichgewicht sind, folgendermaßen aus gedrückt:
(P₀-P₁) S = k x
wobei
P₁ der Druck stromabwärts vom Drosselventil 5 ist, welcher unmittelbar auf den Absperrkörper 17 wirkt, so daß er geschlossen wird;
P₀ der Druck stromaufwärts vom Drosselventil 5 ist, welcher auf die Membran zum Öffnen des Absperrkörpers 17 wirkt;
S die druckaufnehmende Fläche der Membran 21 und des Absperrkörpers 17 ist;
x die Federkonstante der Federn 28 und 29 ist.

In diesem Ausdruck verändert der Absperrkörper 17 seine Stellung, da S und k konstant sind, entsprechend dem Druckunterschied (P₀-P₁) zwischen den Drücken P₁ bzw. Druck P₀ stromabwärts und stromaufwärts vom Drosselventil 5. Wenn der Druckunterschied (P₀- P₁) einen bestimmten Wert übersteigt, dann überschrei tet die Positionsveränderung des Absperrkörpers 17 eine vollständig Offen-Verschiebung, welche auf eine Verschie bung bezogen wird, bei welcher der Absperrkörper 17 im we sentlichen die gleichen Oberflächen auf seinen gegenüber liegenden Seiten für die Drücke P₁ und P₂ aufweist, und das Rückführregelventil 15 ist vollständig geöffnet.

Die Federkonstante k der Federn 28 und 29 ist so einge stellt, daß die in Fig. 3 gezeigte Ventilöffnungscharakte ristiken des Rückführregelventils 15 eingehalten werden.

Fig. 3 zeigt das Verhältnis zwischen Ventilöffnungen des Rückführregelventils 15 und des Bypassregelventils 30 und Ansaugluftdruck, oder Ladedruck. Stromabwärts vom Auflader 4, in einem niedrigen Lastbereich, in welchem der Ladedruck niedrig ist, ist der Druck P₁ stromabwärts vom Drossel ventil 5 niedrig und erzeugt auf diese Weise einen großen Druckunterschied (P₀-P₁). In einem hohen Lastbe reich, in welchem der Ladedruck hoch ist, liegt der Druck P₁ stromabwärts vom Drosselventil 5 nahe am Umgebungs luftdruck und verringert den Druckunterschied (P₀- P₁). Als Folge davon verändert das Rückführregelventil 15 den Absperrkörper 17 in seiner Stellung entsprechend den Druckunterschieden, so daß es den Absperrkörper 17 im un teren Lastbereich vollständig öffnet, in welchem der Lade druck niedrig ist und der Druckunterschied groß ist, wie es durch die durchgehende Linie in Fig. 3 gezeigt wird. Die Ventilöffnung des Rückführregelventils 15 nimmt jedoch mit einem größeren Abfall von einem kritischen Ladedruck P_a unterhalb des Umgebungsluftdrucks ab. Bei einem Ladedruck gleich dem Umgebungsluftdruck wird das Rückführregelventil 15 zu einem gewissen Grad geöffnet gehalten. Wenn der Lade druck in starkem Maß über den Umgebungsluftdruck ansteigt, wird das Rückführregelventil 15 fast vollständig geschlos sen.

Die Ventilöffnungseigenschaften des Rückführregelventils 15 aus der vollständig Geschlossen-Stellung in die vollständig Offen-Stellung wird durch eine mechanische Regelvorrichtung einschließlich des Betätigungsgliedes 20 geregelt. Um sicherzustellen, daß das Rückführregelventil 15 unter schweren hohen Lasten im Hochlastbereich vollständig ge schlossen wird, veranlaßt die ECU 55 im Hochlastbereich, in welchem der Ladedruck einen kritischen hohen Druck P_b übersteigt, eine Schaltung des elektromagnetischen Drei- Wege-Ventils 27, so daß ein Unterdruck in die Sekundär druckkammer 24 des Betätigungsgliedes 20 aus dem Vakuumbe hälter 50 eingeleitet wird, so daß auf diese Weise das Rückführregelventil 15 zwangsweise geschlossen und in seine vollständig Geschlossen-Stellung gebracht wird.

Sogar wenn andererseits das Rückführregelventil 15 noch nicht ganz geschlossen wurde, wird das Bypassregelventil 30 geschlossen, wenn der Ladedruck den Umgebungsluftdruck er reicht und unter diesen abfällt, wie durch die strichpunk tierte Linie in Fig. 3 gezeigt ist. Der Vorgang des Öffnens und Schließens des Bypassregelventils 30 wird durchgeführt, indem das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 36 von der ECU 55 geregelt wird. Das heißt, wenn die ECU 55 die Motor betriebsbedingungen überwacht, unter welchen der Ladedruck den Umgebungsluftdruck erreicht, schaltet sie das elektro magnetische Drei-Wege-Ventil 36.

Die Funktion des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Luftan saugsystems kann noch besser aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf Fig. 4 verstanden werden. Im unteren Lastbereich, in welchem das Drosselventil 5 fast vollstän dig oder vollständig geschlossen ist, sind sowohl das Rück führregelventil 15 als auch das Bypassregelventil 30 geöff net, so daß Luft durch den Auflader 4 in den Zwischenkühler 7, die Zwischenkühler-Bypassleitung 12 und die Rückführlei tung 11 fließen kann, wie durch den gestrichelten Pfeil in Fig. 4 gezeigt wird. Anders ausgedrückt, heißt dies, daß während ein Teil der in den Motor eingeleiteten Luft durch den Zwischenkühler 7 strömt, strömt der Rest durch die Zwi schenkühler-Bypassleitung 12 und wird dadurch folglich von einer Überkühlung abgehalten. Andererseits strömt ein Luft überschuß direkt vom Auflader 4 durch die Rückführleitung 11 und gelangt in die Luftansaugleitung 3 stromaufwärts vom Auflader 4 zurück. Diese Zirkulation von Ansaugluft verrin gert das Druckverhältnis zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite des Aufladers 4, so daß vom Auflader 4 ein Energieverlust verringert wird.

Wenn das Drosselventil 5 allmählich geöffnet wird, nachdem der kritische Ladedruck P_b unterhalb des Luftdrucks er reicht ist, verringert das Rückführregelventil 15 allmählich seine Ventilöffnung. Ein derartiger allmählicher Wechsel der Ventilöffnung des Rückführregelventils 15 be wirkt einen linearen Wechsel im Motorausgangsdrehmoment in Abhängigkeit von Veränderungen in der Öffnung des Drossel ventils 5, so daß ein plötzlicher Wechsel im Motorausgangs drehmoment vermieden wird. Sogar dann, wenn ferner in einem Aufladebereich der Motorbetriebsbedingungen, in welchen der Ladedruck den Umgebungsluftdruck übersteigt, wird das Rückführregelventil 15 nicht vollständig geschlossen, bis der Ladedruck unter einem bestimmten Druck liegt, so daß Ladeluft in geeigneter Weise zurückgeführt wird, wobei man eine meßbare Verringerung des Energieverlustes durch den Auflader 4 erhält.

Das Bypassregelventil 30 wird in den Geschlossen-Zustand im Bereich der Motorbetriebsbedingungen geschaltet, in welchem der Ladedruck dem Umgebungsluftdruck entspricht und selbst, wenn das Rückführregelventil 15 noch nicht vollständig ge schlossen ist, wird es auch in einem Bereich der Motorbe triebszustände geschlossen, in welchem die Ansaugluft in einem gewissen Bereich angewachsen ist. In diesem Zustand, wie er durch einen durchgehenden Pfeil in Fig. 4 gezeigt wird, strömt vom Auflader 4 abgegebene Luft durch den Zwi schenkühler 7 und anschließend wird eine notwendige Menge davon in die Verbrennungskammern der Zylinder 2 geleitet. Gleichzeitig strömt ein Luftüberschuß durch die Bypasslei tung 12 stromabwärts vom Zwischenkühler 7 und anschließend die Rückführleitung 11, so daß sie in die Ansaugleitung 3 stromaufwärts vom Auflader 4 zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird ein Temperaturanstieg von Ansaugluft und Aufla deluft, welche zum Motor 1 geleitet wird, auf einen nieder en Wert geregelt. Das heißt, in einem derartigen Bereich der Motorbetriebsbedingungen wird dem Motor 1 tatsächlich zugeführte und von diesem ausgenommene Luft, obwohl die Temperatur der Ansaugluft leicht durch die Rückführung erhöht ist, vom Zwischenkühler 7 ausreichend gekühlt, so daß eine Verringerung des Aufladewirkungsgrades begleiten der Temperaturanstieg der Ansaugluft vermieden wird. Da ferner die Ansaugluft, welche in die Ansaugleitung 3 strom aufwärts vom Auflader 4 zurückgeführt wird, durch den Zwi schenkühler 7 gekühlt wurde, kühlt sie den Auflader 4.

In einem besonderen Ladebereich, in welchem der Ladedruck signifikant hoch ist, ist das Rückführregelventil 15 fast vollständig oder vollständig geschlossen, und das Bypass regelventil 30 wird geschlossen gehalten. In diesem Zustand erhält man in Verbindung mit einer Steigerung der Aufladung durch den Auflader 4 einen Anstieg des Aufladewirkungsgrads als Ergebnis der gekühlten Ansaugluft.

Obwohl das Schalten des Rückführregelventils 15 von der vollständig Geschlossen-Stellung in die vollständig Offen- Stellung, wie typischerweise in Fig. 3 gezeigt, einfach ist und genau mit Hilfe der mechanischen Regelungsmittel durchgeführt wird, die vorstehend beschrieben wurden und in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, kann man es auch mit elek trischen Regelungsmitteln erreichen, wie beispielsweise ei ner Arbeitszyklusregelung, die nachfolgend noch beschrieben wird.

Ferner können die Rückführleitung 11 und die Bypassleitung 12 getrennt voneinander vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Rückführleitung 11 so vorgesehen, daß die Bereiche der Luftansaugleitung 3 stromaufwärts und stromabwärts vom Auf lader 4 miteinander verbunden werden. Die Bypassleitung 12 ist so vorgesehen, daß sie den Zwischenkühler 7 stromab wärts von der Rückführleitung 11 umgeht. Selbst in dieser Anordnung werden das Rückführregelventil 15 und das Bypass regelventil 30 so geregelt, daß sie in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbedingungen, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, zum Öffnen und Schließen geregelt werden. Diese Anordnung hat gleichfalls zum Ergebnis, daß wirkungsvoll verhindert wird, daß Ansaugluft in einem Bereich von niedriger Motor last überkühlt wird, in welchem das Rückführregelventil 15 und das Bypassventil 30 offen sind, und daß ferner eine wirkungsvolle Aufladung zur Verfügung gestellt wird und Ansaugluft in einem Bereich hoher Motorlast gekühlt wird. Ferner wird das Bypassregelventil 30 in einem Bereich ge schlossen, in welchem die Menge der Ansaugluft relativ be trächtlich ist, selbst wenn das Rückführregelventil 15 nicht vollständig geschlossen ist, so daß die an den Motor 1 abgegebene Ansaugluft passend gekühlt wird.

Obwohl es zum Erhalt von linearen Veränderungen des Motor drehmoments wünschenswert ist, die Öffnung des Rückführ regelventils 15 im bestimmten Bereich des Ladedrucks, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, allmählich zu verändern, kann das Rückführregelventil 15 jedoch bei einem bestimmten Lade druck, wie er in Fig. 5 gezeigt ist, geschaltet werden. In diesem Fall wird zusätzlich zur Anordnung der Durchlässe in der gleichen Weise, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, der be stimmte Ladedruck, bei welchem das Rückführregelventil 15 geschaltet wird, höher eingestellt als ein Ladedruck, bei welchem die Bypassregelung so geschaltet wird, daß das By passregelventil 30 bei niedrigen Motorlasten im Bereich der Motorlasten geöffnet wird, in welchen das Rückführregelven til 15 geöffnet ist, und bei höheren Motorlasten im Bereich von Motorlasten, in welchen das Rückführregelventil 15 ge öffnet ist und bei höheren Motorlasten im Bereich von Motorlasten, in welchen das Rückführregelventil 15 ge schlossen ist, geschlossen wird.

Diese Modifizierung begleitet die gleichen wirksamen Funk tionen, wie man sie bei der vorausgehenden Ausführung erhält, wie die Verhinderung einer Überkühlung und eines Energieverlustes bei niedrigen Motorlasten, beispielsweise unter kleineren Mengen von Ansaugluft, in einem Bereich von Motorlasten, in welchen das Rückführregelventil 15 offenge halten wird, wie die Verhinderung eines Temperaturanstiegs der Ansaugluft bei relativ größeren Ansaugluftmengen in ei nem Bereich von Motorlasten, in welchen das Rückführregel ventil 15 geöffnet gehalten wird, die ausreichende Aufla dung und Kühlung von Ansaugluft in einem Bereich höherer Motorlasten, in welchen das Rückführregelventil 15 ge schlossen gehalten wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, kann man das Ventilöffnen des Rückführregelventils 15 mittels einer elektrischen Re gelung erhalten. Wenn, wie oben beschrieben wurde, der in der Ansaugleitung 3 stromaufwärts vom Drosselventil 5 ent wickelte Druck P₀ in die Sekundärdruckkammer 24 des Betätigungsgliedes 20 geleitet wird, gibt es einen ge ringfügigen Zwischenraum δ zwischen dem Absperr körper 17 und dem Ventilsitz 15a, selbst wenn das Rückführ regelventil 15 fast vollständig geschlossen ist. Im Hoch lastbereich der Motorbetriebsbedingungen, in welchen der Ladedruck höher als ein kritischer Ladedruck P_b wird, wird das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 von der ECU 55 arbeitszyklenmäßig geregelt, so daß ein Unterdruck in die Sekundärdruckkammer 24 des Betätigungsgliedes 20 einge leitet wird. Als Ergebnis wird der den Absperrkörper 17 zum Schließen bringende Druck verstärkt, so daß der Absperr körper 17 vollständig geschlossen wird. Das heißt, wie in Fig. 6 gezeigt wird, das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 wird in einem unteren Lastbereich der Motorbetriebsbe dingungen, welcher unter einer kritischen Drehmomentlinie T_P definiert wird, welche entsprechend den kritischen Druck P_b bezüglich der Motordrehzahlen angibt, energie los gehalten oder abgeschaltet. Andererseits wird das elek tromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 in einem Hochlastbereich der Motorbetriebsbedingungen, welcher oberhalb der kriti schen Drehmomentlinie T_P definiert ist, mit Energie versorgt gehalten oder eingeschaltet.

Die ECU 55 regelt die Arbeitszyklen des elektromagnetischen Drei-Wege-Ventils 27 in der Weise, daß einerseits das Rückführregelventil 15 allmählich in seine vollständig Ge schlossen-Stellung gebracht wird, wenn die Motorbetriebsbe dingungen sich allmählich verändern und andererseits das Rückführregelventil 15 schnell in seine vollständig Ge schlossen-Stellung gebracht wird, wenn sich die Motorbe triebsbedingungen schnell ändern.

Die in Fig. 1 dargestellte Funktion des Luftansaugsystems, in welchem das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 ar beitszyklen-geregelt ist, wird noch besser durch Betrach tung der Fig. 7 verstanden, welche ein Flußdiagramm dar stellt, welches ein Arbeitszyklen-Ablaufprogramm für ein Drei-Wege-Ventil für die ECU 55 veranschaulicht. Das Pro grammieren eines Computers gehört zum Fachwissen auf diesem Gebiet. Die nachfolgende Beschreibung soll einen Program mierer mit den üblichen Fachkenntnissen in die Lage verset zen, ein geeignetes Programm für die ECU 55 zu erstellen. Die besonderen Einzelheiten eines derartigen Programms hängen natürlich von der Architektur des betreffenden aus gewählten Computers ab.

Gem. Fig. 7 dient der erste Schritt S1 zum Lesen von Signalen vom Drosselöffnungsfühler 56 und Motordrehzahl messer 57, welcher die Darsteller einer Motordrehzahl Ne bzw. einer Ventilöffnung TVO sind, und zur Ermittlung einer aktuellen Motorbetriebsbedingung. Dann wird bei Schritt S2 eine Entscheidung getroffen, ob die aktuelle Motorbetriebs bedingung innerhalb des Hochlastbereichs der Motorbetriebs bedingungen liegt oder nicht, welche oberhalb der in Fig. 6 gezeigten kritischen Drehmomentlinie T_p liegt. Diese Entscheidung wird getroffen, um herauszufinden, ob das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 ein- oder ausge schaltet werden muß. Wenn die Antwort zu der bei Schritt S2 getroffenen Entscheidung "ja" ist, dann wird bei Schritt S3 eine Entscheidung getroffen, ob es kurz nach einem Wechsel der Motorbetriebsbedingung in den Hochlastbereich ist oder nicht. Wenn die Antwort auf die Entscheidung bei Schritt S3 "ja" ist, so gibt dies an, daß die aktuelle Motorbetriebs bedingung unmittelbar nach einem Wechsel in den Hochlast bereich ist. Dann wird bei Schritt S4 eine andere Entschei dung getroffen, ob die Wechselrate der Drosselventilöffnung dTVO höher ist als eine kritische Rate dTVO₀. Wenn die Antwort auf diese Entscheidung "ja" ist, so gibt dies an, daß die Motorbetriebsbedingung schnell gewechselt hat, d. h. eine rasche Beschleunigung wird durchgeführt. Dann verändert die ECU 55 die Arbeitszyklenrate eines Steuersi gnals, so daß das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 bei Schritt S5 schnell eingeschaltet wird. Wenn jedoch die Antwort auf die Entscheidung "nein" ist, so zeigt dies an, daß die Motorbetriebsbedingung sich allmählich verändert hat, d. h. eine sanfte Beschleunigung gemacht wird. Dann verändert die ECU 55 allmählich die Arbeitszyklenrate eines Kontrollsignals, so daß das elektromagnetische Drei-Wege Ventil 27 bei Schritt S6 sanft eingeschaltet wird. Wenn an schließend die Motorbetriebsbedingung innerhalb des Hoch lastbereichs gehalten wird, nachdem das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 eingeschaltet wurde, die Antwort auf die bei Schritt S3 getroffene Entscheidung "nein" ist, hält die ECU 55 ein Steuersignal, so daß das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 bei Schritt S7 eingeschaltet gehalten wird. Wenn jedoch der Motorbetriebszustand in den niederen Lastbereich unterhalb der kritischen Drehmomentlinie T_p nach dem Einschalten des elektromagnetischen Drei-Wege-Ven tils 27 wechselt, die Antwort auf die bei Schritt S2 ge troffene Entscheidung "nein" ist, schaltet die ECU 55 das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 bei Schritt S8 aus.

Wenn bei dieser Ausführung die Motorbetriebsbedingung in den Hochlastbereich der Motorbetriebsbedingungen eintritt, in welcher der Ladedruck höher ist als der kritische Lade druck P_b, der oberhalb der kritischen Drehmoment linie T_p definiert ist, wird das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 zwangsweise mit Energie versorgt oder eingeschaltet. Als Folge davon wird ein Unterdruck in die Sekundärdruckkammer 24 des Betätigungsgliedes 20 eingelei tet, so daß das Rückführregelventil 15 zwangsweise vollständig geschlossen wird, wobei auf diese Weise die Rückführung von Luft verhindert wird, welche vom Auflader 4 ausgegeben wird, und dieser Vorgang von einem Druckanstieg der Ladeluft begleitet wird. Dies befriedigt die Forderung nach Motorausgangsleistung bei vollständiger Drosselung oder im Hochlastbereich nach Drosselöffnungen nahe der vollständigen Drosselung. Während der Öffnung des Drossel ventils bei einer hohen Wechselrate, wie beispielsweise ei ner schnellen Beschleunigung, wird das Rückführregelventil 15 schnell in seine vollständig Geschlossen-Stellung ge bracht, um einen Druckanstieg von Ladeluft mit einer hohen Ansprechempfindlichkeit zu bieten. Andererseits wird das Rückführregelventil 15 während eines derartigen üblichen Motorbetriebs, wobei das Drosselventil mit einer niedrigen Wechselrate öffnet, allmählich geschlossen, so daß schnelle Wechsel im Motorausgangsdrehmoment vermieden werden. Es ist anzumerken, daß die bei Schritt S2 getroffene Entscheidung über die Motorbetriebsart auf der Grundlage der Ansaugluft temperatur im Ausgleichsbehälter 8 und der Luftansaugmenge in die Ansaugleitung 3 stromaufwärts vom Auflader 4 anstatt der Öffnung des Drosselventils und der Motordrehzahl ge troffen werden kann. Die Ansauglufttemperatur im Aus gleichsbehälter 8 und die Ansaugluftmenge können mit Fühlern ermittelt werden, wie einem Temperaturfühler und einem Luftdurchflußmesser, die auf dem Fachgebiet gut be kannt sind und die jede bekannte Ausbildung haben können. Im vorliegenden Beispiel wird ein Druck in der Luftansaug leitung 3 stromabwärts vom Auflader 4 auf der Ansaugluft temperatur im Ausgleichsbehälter 8 und der Ansaugluftmenge berechnet und mit dem kritischen Ladedruck P_b vergli chen. Es versteht sich auch, daß anstelle eines geringen Zwischenraums zwischen dem Absperrkörper 17 und dem Ventil sitz 15a bis der Ladedruck den kritischen Druck P_b er reicht, ein kleiner Durchlaß und ein Ventil zum Öffnen und Schließen des kleinen Durchlasses zwischen der Rückführlei tung 11 stromaufwärts des Rückführregelventils 15 und dem Inneren des Rückführregelventils 15 vorgesehen sein können.

Das erfindungsgemäße Ansaugsystem weist eine Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten der Motorausgangsregelung zusätzlich zur Motorausgangsregelung entsprechend den Veränderungen der Motorbetriebsbedingung auf. Beispiels weise wird bei Motoren, in welchen sowohl Normalbenzin als auch Benzin mit hoher Oktanzahl verwendet werden kann, das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 in der vorstehend nur für Benzin mit hoher Oktanzahl beschriebenen Weise ge steuert. Wenn jedoch Normalbenzin verwendet wird, kann das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 energielos oder aus geschaltet und in energielosem Zustand gehalten werden, selbst im Hochlastbereich des Motorbetriebszustandes, in welchem das Auftreten von Motorklopfen nicht ausgeschlossen ist.

Wenn ferner das erfindungsgemäße Luftansaugsystem in Autos mit automatischem Getriebe eingebaut wird, um für das auto matische Getriebe die Zuverlässigkeit der Gänge sicherzu stellen, können das Rückführregelventil 15 und das Ent lastungsventil 39 gesteuert werden, um einen Abfall im Motorausgangsdrehmoment zu liefern, während sich das auto matische Getriebe in einer Rückwärtsfahrstellung und einer Anfahrfahrstellung befindet. In diesem Fall, in der ersten Fahrstellung, wird das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 27 im energielosen Zustand gehalten oder ausgeschaltet, um das Rückführregelventil 15 an einem vollständigen Schließen zu hindern, und das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 45 wird mit Energie versorgt oder eingeschaltet, so daß das Entlastungsventil 39 geöffnet wird. Andererseits wird in der Rückwärtsfahrstellung das Entlastungsventil 39 geöffnet oder es wird andererseits verhindert, daß das Rückführ regelventil 15 vollständig geschlossen wird, während das Entlastungsventil 39 geöffnet ist.

Zur Verhinderung von übermäßig hohen Drehzahlen kann das elektromagnetische Drei-Wege-Ventil 45 mit Energie versorgt oder eingeschaltet werden, so daß das Entlastungsventil 39 geöffnet wird, wenn das Fahrzeug eine genau angegebene obere Grenzdrehzahl erreicht, wobei auf diese Weise ein Ab fall des Motordrehmoments bewirkt wird. Ferner kann das Entlastungsventil 39 geöffnet werden, wenn ein ungewöhnli cher Temperaturanstieg der Ansaugluft stromabwärts vom Auf lader 4 und/oder vom Zwischenkühler 7 auftritt.

Wenngleich die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist dies so zu verstehen, daß sich daraus auch verschiedene andere Ausgestaltungen und Weiterbildungen für den Durch schnittsfachmann ergeben. Derartige weitere Ausführungsbei spiele und Weiterbildungen fallen in den Schutzbereich und den Grundgedanken der Erfindung und sollen durch die Pa tentansprüche abgedeckt sein.

Claims

1. Ansaugsystem für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, welches mit einem Zwischenküh ler, der stromabwärts von einem Auflader in einer An saugleitung liegt, eine Rückführleitung zur Verbindung von stromaufwärts und stromabwärts vom Auflader lie genden Bereiche der Luftansaugleitung, durch welche Luft, die vom Auflader ausgegeben wird, in den Aufla der zurückgeführt wird, und zum Öffnen und Schließen der Rückführleitung mit einer Rückführventilvorrich tung, die in der Rückführleitung liegt, ausgestattet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- einer Bypassleitung (12) zur Verbindung von strom aufwärts und stromabwärts vom Zwischenkühler (7) liegenden Bereichen der Ansaugleitung (3), so daß die Luft den Zwischenkühler (7) umgehen kann;
- eine Bypassregelventilvorrichtung, die in der By passleitung (12) zum Öffnen und Schließen der By passleitung (12) liegt;
- eine Rückführventilregelvorrichtung, die in Verbin dung mit der Rückführventilvorrichtung vorgesehen ist, um die Rückführventilvorrichtung zum zunehmen den Öffnen und abnehmenden Schließen der Rückführ leitung (11) in dem Maß zu veranlassen, wie sich der Luftdruck zwischen einem unteren genau vorgege benen Druck unterhalb des Umgebungsluftdrucks und einem oberen genau vorgegebenen Druck oberhalb des Umgebungsluftdrucks verändert; und
- eine Bypassventilregelvorrichtung, die in Verbin dung mit der Bypassregelventilvorrichtung zu dem Zweck vorgesehen ist, die Bypassventilvorrichtung bei einem genau vorgegebenen Zwischendruck zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem oberen und unteren genau vorgegebenen Druck liegt.

2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (11) und die Bypassleitung (12) eine gemeinsame Leitung (13) haben, durch welche sie zwischen dem Auflader (4) und dem Zwischenkühler (7) mit der Ansaugleitung (3) verbunden sind.

3. Ansaugsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführventilvorrichtung stromabwärts von dem gemeinsamen Leitungsbereich (13) in der Rückführlei tung (11) angeordnet ist.

4. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassregelventilvorrichtung im gemeinsamen Leitungsbereich (13) liegt.

5. Ansaugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführventilregelvorrichtung ein druckbetä tigtes Betätigungsglied (20) aufweist, welches die Rückführventilvorrichtung zum Öffnen und Schließen der Rückführleitung (11) in Übereinstimmung mit Unter schieden zwischen dem Umgebungsluftdruck und einem An saugluftdruck stromabwärts vom Auflader (4) bringt.

6. Ansaugsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das druckbetätigte Betätigungsglied (20) ein Ven tilgehäuse (16), in welchem die Rückführventilvorrich tung verschiebbar gelagert ist, eine mit der Rückführventilvorrichtung verbundene Membran (21), ein Membrangehäuse, in welchem die Membran auslenkbar an geordnet ist, und welche durch die Membran (21) in zwei Druckkammern (23, 24) geteilt ist sowie eine Druckleitvorrichtung aufweist, welche dazu dient, An saugluft stromaufwärts vom Auflader (4) in das Ventil gehäuse (16) einzuleiten, um sie auf die Rückführven tilvorrichtung in entgegengesetzter Richtung als die Richtung einwirken zu lassen, in welcher der Luftdruck auf die Rückführventileinrichtung wirkt, und ferner den Luftdruck in eine der zwei Druckkammern (23, 24) zu dem Zweck einzuleiten, daß er auf die Membran (32) in entgegengesetzter Richtung wirkt, und ferner den Umge bungsluftdruck in die andere der beiden Druckkammern einzuleiten, so daß er auf die Membran (21) in dieser Richtung wirkt.

7. Ansaugsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das druckbetätigte Betätigungsglied (20) ferner eine Unterdruckquelle zur Erzeugung eines Unterdrucks sowie ein elektromagnetisches Ventil (27) zur Einlei tung eines Unterdrucks von der Unterdruckquelle in die andere der zwei Druckkammern vorhanden sind, so daß die Rückführventilvorrichtung dazu gebracht wird, die Rückführleitung (11) bei dem oberen genau vorgegebenen Druck des Luftdrucks vollständig zu schließen.

8. Ansaugsystem für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, welches mit einem Zwischenküh ler, der stromabwärts von einem Auflader in einer An saugleitung liegt, eine Rückführleitung zur Verbindung von stromaufwärts und stromabwärts vom Auflader lie genden Bereichen der Luftansaugleitung, durch welche Luft, die vom Auflader ausgegeben wird, in den Aufla der zurückgeführt wird, und zum Öffnen und Schließen der Rückführleitung mit einer Rückführventilvorrich tung, die in der Rückführleitung liegt, ausgestattet ist, wobei das druckbetätigte Betätigungsglied (20) zum Öffnen und Schließen der Rückführleitung (11) dient und das Luftansaugsystem folgende Merkmale auf weist:

- Eine Bypassleitung (12) zur Verbindung von strom aufwärts und stromabwärts von Zwischenkühler (7) liegenden Bereichen der Ansaugleitung (3), um einen Luftdruck stromabwärts vom Auflader (4) die Umgehung des Zwischenkühlers (7) zu ermöglichen;
- eine Bypassregelventilvorrichtung, die zum Öffnen und Schließen der Bypassleitung (12) in der Bypass leitung liegt;
- eine Rückführventilregelvorrichtung, die in Verbin dung mit der Rückführventilvorrichtung zu dem Zweck vorgesehen ist, die Rückführventilvorrichtung dazu zu bringen, die Rückführleitung bei einem hohen ge nau vorgegebenen Druck des Luftdrucks zu öffnen und zu schließen; und
- eine Bypassventilregelvorrichtung, die in Verbin dung mit der Bypassregelventilvorrichtung zu dem Zweck vorgesehen ist, die Bypassregelventilvorrich tung bei einem niederen genau vorgegebenen Druck des Luftdrucks zum Öffnen und Schließen der Bypass leitung (12) zu bringen.

9. Ansaugsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hohe genau vorgegebene Druck höher ist als der Umgebungsluftdruck.

10. Ansaugsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der untere genau vorgegebene Druck niedriger ist als der Umgebungsluftdruck.

11. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (11) und die Bypassleitung (12) eine gemeinsame Leitung (13) aufweisen, über welche sie zwischen dem Auflader (4) und dem Zwischen kühler (7) mit der Ansaugleitung (3) miteinander ver bunden sind.

12. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführventilvorrichtung stromabwärts von dem gemeinsamen Leitungsbereich (13) in der Rückführlei tung (11) liegt.

13. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassregelventilvorrichtung im gemeinsamen Leitungsbereich (13) liegt.

14. Ansaugsystem für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, welches mit einem in einer An saugleitung liegenden Aufladers, einer Rückführleitung zur Verbindung von stromaufwärts und stromabwärts vom Auflader liegenden Bereichen der Ansaugleitung ausge stattet ist, wobei durch die Rückführleitung Luft, die vom Auflader abgegeben wird, in den Auflader zurückge führt wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- eine Rückführventilvorrichtung, die zum Öffnen und Schließen der Rückführleitung (11) in der Rückführ leitung (11) liegt; und
- eine Rückführventilregelvorrichtung, die in Verbin dung mit der Rückführventilvorrichtung zu dem Zweck vorgesehen ist, bei der Abnahme eines Luftdrucks stromabwärts vom Auflader (4) hin zu einem unteren genau vorgegebenen Druck die Rückführventilvorrich tung zum Öffnen der Rückführleitung (11) zu bringen, die Rückführventilvorrichtung zum allmäh lichen Öffnen der Rückführleitung (11) bei einem oberen genau vorgegebenen Druck des Luftdrucks in der Weise zu bringen, daß ein kleiner Zwischenraum verbleibt, welcher eine Rückführung einer kleinen Luftmenge stromabwärts vom Auflader (4) gestattet sowie die Rückführventilvorrichtung dazu zu brin gen, die Rückführleitung (11) bei Drücken voll ständig zu schließen, welche höher sind als der obere genau vorgegebene Druck des Luftdrucks.

15. Ansaugsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführventilregelvorrichtung ferner die Ge schwindigkeit der Beschleunigung feststellt und die vollständige Schließung der Rückführleitung (11) mit tels der Rückführventilvorrichtung schnell bewirkt, wenn eine rasche Beschleunigung festgestellt wird sowie das vollständige Schließen der Rückführleitung (11) mittels der Rückführventilvorrichtung allmählich bewirkt, wenn eine allmähliche Beschleunigung festge stellt wird.

16. Ansaugsystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführventilregelvorrichtung ein druck betätigtes Betätigungsglied aufweist, welches ein Ven tilgehäuse, in welchem die Rückführventilvorrichtung verschiebbar gelagert ist, eine mit der Rückführven tilvorrichtung verbundene Membran (21), ein Membran gehäuse, in welchem die Membran auslenkbar angeordnet ist, und welche durch die Membran (21) in zwei Druck kammern (23, 24) geteilt ist sowie eine Druckleitvor richtung aufweist, welche dazu dient, Ansaugluft strom aufwärts vom Auflader (4) in das Ventilgehäuse (16) einzuleiten, um sie auf die Rückführventilvorrichtung in entgegengesetzter Richtung als die Richtung einwir ken zu lassen, in welcher der Luftdruck auf die Rückführventileinrichtung wirkt, und ferner den Luft druck in eine der zwei Druckkammern (23, 24) zu dem Zweck einzuleiten, daß er auf die Membran (32) in ent gegengesetzter Richtung wirkt, und ferner den Umge bungsluftdruck in die andere der beiden Druckkammern einzuleiten, so daß er auf die Membran (21) in dieser Richtung wirkt.

17. Ansaugsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das druckbetätigte Betätigungsglied (20) ferner eine Unterdruckquelle zur Erzeugung eines Unterdrucks sowie ein elektromagnetisches Ventil (27) zur Einlei tung eines Unterdrucks von der Unterdruckquelle in die andere der zwei Druckkammern aufweist, so daß die Rückführventilvorrichtung dazu gebracht wird, die Rückführleitung (11) bei dem oberen genau vorgegebenen Druck des Luftdrucks vollständig zu schließen.

18. Ansaugsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführventilregelvorrichtung eine Arbeits zyklenrate des elektromagnetischen Ventils (27) in der Weise regelt, daß eine rasche Einleitung eines Unter drucks in die andere Druckkammer bewirkt wird, wenn eine rasche Beschleunigung festgestellt wird, und daß eine allmähliche Einleitung eines Unterdrucks in die andere Druckkammer bewirkt wird, wenn eine allmähliche Beschleunigung festgestellt wird.