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Die Erfindung betrifft allgemein elektrische Abgasstrangheizsysteme.
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Insbesondere betrifft die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
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In der
DE 10 2008 029 526 ist eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem SCR-Katalysator beschrieben, der durch Widerstandsdrähte erhitzt wird, die in das Material eingebettet sind, das den Katalysator bildet.
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Eine solche Vorrichtung weist eine erhebliche thermische Trägheit auf.
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In diesem Zusammenhang ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgas vorzuschlagen, die mit einer Heizung ausgestattet ist und eine geringere thermische Trägheit hat.
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Hierzu betrifft die Erfindung eine Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Reinigungsvorrichtung Folgendes umfasst:
- - ein Abgasreinigungsbauteil mit mehreren längsverlaufenden Kanälen für den Umlauf der Abgase, wobei jeder Umlaufkanal einen freien Querschnitt hat;
- - eine Heizvorrichtung, die mehrere elektrisch leitende Widerstandsdrähte, die in Längsrichtung jeweils in einen oder mehrere Umlaufkanäle eingebracht sind, und eine Stromquelle der Widerstandsdrähte umfasst, wobei der Widerstandsdraht bzw. die Widerstandsdrähte, der bzw. die in einen selben Umlaufkanal eingebracht ist bzw. sind, einen Gesamtquerschnitt von weniger als 25% des freien Querschnitts des Umlaufkanals einnimmt bzw. einnehmen; - das Reinigungsbauteil weist eine stromaufwärtige Stirnseite, über die die Abgase in das Reinigungsbauteil eindringen, und eine stromabwärtige Stirnseite auf, über die die Abgase das Reinigungsbauteil verlassen, wobei sich die Umlaufkanäle in Längsrichtung von der stromaufwärtigen Stirnseite zur stromabwärtigen Stirnseite erstrecken, wobei der oder jeder Widerstandsdraht in S-Form angeordnet ist und mehrere aufeinanderfolgende Längsabschnitte umfasst, die über Kehren miteinander verbunden sind, wobei jeder Längsabschnitt von der stromaufwärtigen Stirnseite zur stromabwärtigen Stirnseite verläuft.
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Da die Widerstandsdrähte in die Umlaufkanäle eingebracht sind, erhitzen sie unmittelbar die Oberflächenbeschichtung des Reinigungsbauteils, die die aktiven Elemente enthält. Bei der Reinigungsvorrichtung aus der
DE 10 2008 029 526 müssen die Widerstandsdrähte zuerst das Material erhitzen, das den Katalysator bildet, wobei die Wärme sich als Nächstes mittels Leitung zu der Oberflächenbeschichtung ausbreitet. Die thermische Trägheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist deshalb viel geringer.
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Die Reinigungsvorrichtung kann ferner eines oder mehrere der nachstehenden Merkmale aufweisen, die einzeln oder entsprechend jeder bzw. allen technisch möglichen Kombination(en) betrachtet werden:
- - Die Umlaufkanäle sind an entgegengesetzten Längsenden offen;
- - mindestens 40% der Umlaufkanäle sind von mindestens einem Widerstandsdraht durchlaufen;
- - die Widerstandsdrähte weisen jeweils keine elektrisch isolierende Schicht auf;
- - jeder Widerstandsdraht hat einen Querschnitt, der kleiner als 0,25 mm2 ist, wobei jeder Umlaufkanal einen freien Querschnitt hat, der kleiner als 10 mm2 ist;
- - zwei aufeinanderfolgende Abschnitte eines selben Widerstandsdrahtes sind in verschiedene Umlaufkanäle eingebracht;
- - jeder Umlaufkanal enthält nicht mehr als einen einzigen Abschnitt;
- - zwei Abschnitte eines selben Widerstandsdrahtes sind pro Umlaufkanal angeordnet;
- - durch die Kehre, die die in einem selben Umlaufkanal angeordneten Abschnitte miteinander verbindet, ist ein Halteelement geführt;
- - die Stromquelle umfasst wenigstens einen ersten Verteiler auf einem ersten elektrischen Potential und wenigstens einen zweiten Verteiler auf einem zweiten elektrischen Potential, wobei der oder jeder erste Verteiler und der oder jeder zweite Verteiler an der stromaufwärtigen Stirnseite oder an der stromabwärtigen Stirnseite angebracht sind, wobei wenigstens einige der Widerstandsdrähte jeweils über ein stromaufwärtiges Ende mit dem oder einem der ersten Verteiler und über ein stromabwärtiges Ende mit dem oder einem der zweiten Verteiler elektrisch verbunden sind;
- - der oder jeder erste Verteiler ist ein Verbindungsstreifen und der oder jeder zweite Verteiler ist ein Verbindungsstreifen, wobei sich der größte Teil der Verbindungsstreifen entlang einer gleichen Hauptrichtung erstreckt, wobei die mit den Verbindungsstreifen verbundenen Widerstandsdrähte in einer zur Hauptrichtung senkrechten Ebene angeordnet sind;
- - der erste und der zweite Verteiler sind Gitter, die parallel zur stromaufwärtigen Stirnseite oder zur stromabwärtigen Stirnseite angeordnet sind;
- - die Enden der Kanäle sind verstärkt;
- - jeder Widerstandsdraht weist eine elektrisch isolierende Schicht oder eine Korrosionsschutzschicht auf;
- - die beiden in einem Kanal angeordneten Abschnitte folgen aufeinander;
- - das Halteelement ist nicht elektrisch leitfähig oder ist in äquipotentialen Kehren angeordnet;
- - jeder Streifen, der einen der ersten Verteiler bildet, ist wenigstens an einer Stromanschlussstelle mit einer elektrischen Energiequelle auf dem ersten Potential verbunden, wobei der leitende Querschnitt des Streifens von der oder jeder Stromanschlussstelle abnimmt;
- - jeder Streifen, der einen der zweiten Verteiler bildet, ist wenigstens an einem Kontaktpunkt mit einem Element auf dem zweiten elektrischen Potential verbunden, wobei der leitende Querschnitt des Streifens von dem oder jedem Kontaktpunkt abnimmt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Fahrzeugabgasstrang, der mit einer Abgasreinigungsvorrichtung ausgestattet ist, die die obigen Merkmale aufweist.
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung, die die obigen Merkmale aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Erfassen der Stärke des elektrischen Stroms, der die Widerstandsdrähte speist, und der Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte;
- - Bestimmen der Temperatur der Widerstandsdrähte anhand der erfassten Stromstärke und der erfassten Spannung;
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Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein weiteres Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung, die die obigen Merkmale aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Zuführen von Elektrizität zu den Widerstandsdrähten;
- - Erfassen der Stärke des elektrischen Stroms, der die Widerstandsdrähte speist, und der Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte, wenn sich die Vorrichtung auf einer bekannten bestimmten Temperatur befindet;
- - Auswerten des Widerstands der Widerstandsdrähte anhand der erfassten Stromstärke und der erfassten Spannung;
- - Erkennen etwaiger Schäden an den Widerstandsdrähten anhand des ausgewerteten Widerstands.
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Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung, die die obigen Merkmale aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Zuführen von Elektrizität zu den Widerstandsdrähten;
- - Erfassen der Stärke des elektrischen Stroms, der die Widerstandsdrähte speist, und der Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte unter Bedingungen, bei denen die Widerstandsdrähte eine vernachlässigbare Wärmemenge erzeugen;
- - Bestimmen der Temperatur der Abgase anhand der erfassten Stromstärke und der erfassten Spannung.
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Gemäß einem sechsten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung, die die obigen Merkmale aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Zuführen von Elektrizität zu den Widerstandsdrähten;
- - Erfassen der Stärke des elektrischen Stroms, der die Widerstandsdrähte speist, und der Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte;
- - Bestimmen der Temperatur der Widerstandsdrähte anhand der erfassten Stromstärke und der erfassten Spannung;
- - Bestimmen einer theoretischen Temperatur der Widerstandsdrähte, die ohne den Umlauf der Abgase erreicht werden würde;
- - Bestimmen des Abgasdurchsatzes anhand der zuvor bestimmten Temperatur der Widerstandsdrähte und der zuvor bestimmten theoretischen Temperatur der Widerstandsdrähte.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung ersichtlich, die zur Information und in nicht einschränkender Weise mit Bezug auf die beigefügten Figuren erfolgt; darin zeigen:
- - 1 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung,
- - 2 eine Ansicht, in der die Anordnung der leitfähigen Widerstandsdrähte für eine erste Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist,
- - 3 eine der aus 2 ähnliche Ansicht, in der die Anordnung der Widerstandsdrähte für eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist,
- - 4 eine schematische, perspektivische Explosionsansicht, in der eine erste Ausführungsform der Stromversorgung der Widerstandsdrähte gezeigt ist, wobei nur zwei Streifen gezeigt sind,
- - 5 eine weitere perspektivische Ansicht, in der die elektrische Stromversorgung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist,
- - 6 eine schematische Vorderansicht der stromaufwärtigen Stirnseite des Reinigungsbauteils, das mit der elektrischen Stromversorgung aus 4 und 5 ausgestattet ist,
- - 7 eine der aus 5 ähnliche perspektivische Ansicht für eine zweite Ausführungsform der elektrischen Stromversorgung, und
- - 8 bis 11 Schrittdiagramme, in denen unterschiedliche Verfahren zur Steuerung der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung dargestellt sind.
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Die in 1 gezeigte Reinigungsvorrichtung 1 ist zum Einfügen in den Abgasstrang 3 eines Fahrzeugs vorgesehen.
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Dieses Fahrzeug ist üblicherweise mit einer Wärmekraftmaschine ausgestattet. Das Fahrzeug ist ein Kraftfahrzeug, zum Beispiel ein LKW oder PKW.
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Die Reinigungsvorrichtung 1 ist in stromaufwärtiger Richtung strömungsmäßig mit dem nicht gezeigten Krümmer des Abgasstrangs gekoppelt, der die Gase, die aus den Verbrennungsräumen des Motors austreten, auffängt.
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Die Reinigungsvorrichtung 1 ist in stromabwärtiger Richtung strömungsmäßig mit einem nicht gezeigten Rohr verbunden, über das die gereinigten Abgase in die Atmosphäre abgegeben werden.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Reinigungsvorrichtung 1 wenigstens ein Abgasreinigungsbauteil 5 und die Heizvorrichtung 7.
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Die Heizvorrichtung 7 ist zur Erhitzung des Reinigungsbauteils 5 vorgesehen.
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Das Reinigungsbauteil 5 ist von beliebiger Art: SCR-Katalysator, 3-Wege-Katalysator (TWC), DOC (Diesel-Oxidationskatalysator), NOx- oder NSC-Absorber (NOx-Speicherkatalysator) etc.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Reinigungsvorrichtung 1 ferner ein weiteres Reinigungsbauteil 9 auf, das stromabwärts des Reinigungsbauteils 5 angeordnet ist. Nur das Reinigungsbauteil 5 wird direkt erhitzt.
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Bei der vorliegenden Patentanmeldung werden stromaufwärts bzw. stromabwärts als auf die normale Strömungsrichtung der Abgase im Abgasstrang bezogen verstanden.
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Das weitere Reinigungsbauteil 9 ist üblicherweise von der gleichen Art wie das Reinigungsbauteil 5.
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Alternativ dazu ist das weitere Reinigungsbauteil 9 von einer anderen Art: Es hat zum Beispiel eine andere Imprägnierung (andere oberflächenaktive Schicht, CPSI (Cells Per Square Inch (Zellen pro Quadratzoll)), etc.. Üblicherweise sind das Reinigungsbauteil 5 und das weitere Reinigungsbauteil 9 zur Behandlung des gleichen Schadstoffs vorgesehen.
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Da das Reinigungsbauteil 5 erhitzt wird, erreicht es beim Start des Fahrzeugs schnell seine Mindestbetriebstemperatur. Das weitere Reinigungsbauteil 9, das nicht erhitzt wird, hat ein größeres Volumen. Es wird allein durch die von den Abgasen abgegebene Wärme erwärmt und erreicht daher seine Mindestbetriebstemperatur langsamer als das Reinigungsbauteil 5.
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Somit entfernt nach dem Starten des Fahrzeugs das Reinigungsbauteil 5 in einer ersten Phase Schadstoffe aus den Abgasen. Das weitere Reinigungsbauteil 9 übernimmt, sobald es seine Mindestbetriebstemperatur erreicht.
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Beim Ausführungsbeispiel von 1 ist das Reinigungsbauteil 5 im Inneren des Rohres 11 angeordnet, wobei eine eingefügte Halteschicht 13 zwischen dem Reinigungsbauteil 5 und dem Rohr gelegen ist. Das weitere Reinigungsbauteil 9 ist in der gleichen Weise angebracht.
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Das Reinigungsbauteil 5 weist mehrere längs verlaufende Strömungskanäle für die Abgase 15 auf, was in 2 deutlicher zu sehen ist.
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Das Reinigungsbauteil 5 weist eine große Anzahl längs verlaufender Kanäle 15 auf, üblicherweise zwischen 1500 und 10.000, vorzugsweise zwischen 1800 und 4000.
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Das Reinigungsbauteil 5 weist eine stromaufwärtige Stirnseite 17, über die die Abgase in das Reinigungsbauteil 5 eindringen, und eine stromabwärtige Stirnseite 19 auf, über die die Abgase das Reinigungsbauteil 5 verlassen. Die Kanäle 15 verlaufen in Längsrichtung von der stromaufwärtigen Stirnseite 17 zur stromabwärtigen Stirnseite 19, d.h. über die gesamte Länge in Längsrichtung des Reinigungsbauteils 5.
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Jeder Kanal 15 ist über seine gesamte Länge frei, d.h. nicht durch eine Innentrennwand verschlossen. Jeder Kanal 15 ist an seinen entgegengesetzten Längsenden offen.
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Die Heizvorrichtung 7 umfasst mehrere elektrisch leitende Widerstandsdrähte 21, die in Längsrichtung jeweils in einen oder mehrere Umlaufkanäle 15 eingebracht sind, und eine Stromquelle 23 der Widerstandsdrähte 21.
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Die Widerstandsdrähte 21 sind in die Umlaufkanäle 15 in der Weise eingebracht, dass sie innerhalb der Kanäle 15, im freien Querschnitt jedes Kanals 15, angeordnet sind. Sie sind nicht in dem festen Material angeordnet, welches das Reinigungsbauteil 5 bildet.
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Jeder Umlaufkanal 15 hat einen vorgegebenen freien Querschnitt. Dieser freie Querschnitt ist typischerweise kleiner als 10 mm2, vorzugsweise kleiner als 5 mm2 und noch bevorzugter kleiner als 2,5 mm2.
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Die in einen selben Umlaufkanal 15 eingebrachten Widerstandsdrähte 21 nehmen einen Gesamtquerschnitt von weniger als 25% des freien Querschnitts des Umlaufkanals ein, vorzugsweise von weniger als 15% und noch bevorzugter weniger als 5% des freien Querschnitts.
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Dies bedeutet, dass der Querschnitt des Widerstandsdrahtes bzw. die Summe der Querschnitte der in einen vorgegebenen Umlaufkanal eingebrachten Widerstandsdrähte weniger als 25% bzw. 15% bzw. 5% des freien Querschnitts dieses Kanals beträgt.
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Zu diesem Zweck hat jeder Widerstandsdraht 21 vorteilhafterweise einen Querschnitt, der kleiner als 0,25 mm2 ist und üblicherweise zwischen 0,002 mm2 und 0,05 mm2 liegt.
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Mindestens 40% der Umlaufkanäle 15 sind von mindestens einem Widerstandsdraht 21 durchlaufen, vorzugsweise mindestens 60%, noch bevorzugter mindestens 80% und noch bevorzugter mindestens 90%.
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Das Prinzip der Erfindung liegt also darin, eine große Anzahl von Widerstandsdrähten mit kleinem Querschnitt im größten Teil der Kanäle des Reinigungsbauteils zu verteilen.
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Ein erster Vorteil besteht darin, dass sich durch die Verwendung von Drähten mit kleinem Querschnitt eine große Heizfläche erzielen lässt. Dieses Ergebnis wird erreicht, ohne dass der Gegendruck für Gase, die durch das Reinigungsbauteil 5 strömen, erhöht wird, da der Querschnitt des Widerstandsdrahtes bzw. der Widerstandsdrähte in einem vorgegebenen Kanal viel kleiner bleibt als der freie Querschnitt des Kanals.
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Darüber hinaus ermöglicht die Tatsache, dass die Drähte in einer großen Anzahl von Kanälen verteilt sind, eine gleichmäßige Erhitzung des Reinigungsbauteils 5, d.h. im Wesentlichen in der gesamten Masse des Reinigungsbauteils 5 verteilt.
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Die Anordnung der Drähte innerhalb von Kanälen bedeutet, dass diese Widerstandsdrähte die Oberflächenschicht jedes Kanals (Washcoat), die das katalytische Material enthält, direkt erwärmen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Drähte so angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen Strahlungswärme abgeben.
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Hierzu bestehen die Widerstandsdrähte 21 aus einem Werkstoff, der unter FeCrAI und dessen Legierungen, NiCr und dessen Legierungen, Edelstahl und Inconel ausgewählt ist. Somit bestehen die Drähte aus einem Werkstoff, der hohen Temperaturen und Oxidation in einer Abgase enthaltenden Umgebung standhält. Die Widerstandsdrähte 21 bestehen zum Beispiel aus Kanthal®A1, Nichrotal® oder Nichrom 80.
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Durch die Widerstandsdrähte fließt ein elektrischer Strom, der so gewählt ist, dass die Drähte auf eine Temperatur zwischen 300°C und 1300°C, vorzugsweise zwischen 500 und 1000°C, gebracht werden.
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Je nach der von den Heizdrähten erreichten Temperatur wird das Material, aus dem das Reinigungsbauteil besteht, im Wesentlichen durch Strahlung (hohe Temperatur, zum Beispiel eine Temperatur über 800°C) oder umgekehrt im Wesentlichen durch Konvektion (niedrige Temperatur, zum Beispiel eine Temperatur unter 500°C) erwärmt.
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Typischerweise weisen die Widerstandsdrähte 21 jeweils keine elektrisch isolierende Schicht bzw. keine Korrosionsschutzschicht auf.
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Alternativ dazu weist jeder Widerstandsdraht 21 eine elektrisch isolierende Schicht und/oder eine Korrosionsschutzschicht auf.
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist jeder Widerstandsdraht 21 in S-Form angeordnet und umfasst mehrere aufeinanderfolgende Längsabschnitte 25, die über Kehren 27 miteinander verbunden sind. Jeder Draht 21 ist also leporelloartig gefaltet, wobei die Kehren jeweils U-förmig sind.
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Jeder Längsabschnitt 25 erstreckt sich von der stromaufwärtigen Stirnseite 17 zur stromabwärtigen Stirnseite 19 des Reinigungsbauteils 5 und ist in einen der Umlaufkanäle 15 eingebracht.
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Gemäß einer in 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung sind zwei aufeinanderfolgende Abschnitte 25 eines selben Widerstandsdrahtes 21 in verschiedene Kanäle 15 eingebracht.
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Jeder Kanal 15 enthält nicht mehr als einen einzigen Abschnitt 25.
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Gemäß der in 3 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung sind pro Kanal 15 zwei Längsabschnitte 25 eines selben Widerstandsdrahtes 21 eingebracht. Die beiden in einem selben Kanal 15 angeordneten Abschnitte 25 sind üblicherweise aufeinanderfolgende Abschnitte entlang des Drahtes 21.
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Bei dieser Ausführungsform steht die Kehre 27, die die beiden im selben Kanal 15 untergebrachten Längsabschnitte 25 miteinander verbindet, aus dem Kanal 15 hervor. Bei dem dargestellten Beispiel steht diese Kehre gegenüber der stromabwärtigen Stirnseite 19 des Reinigungsbauteils 5 hervor.
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Zur Fixierung dieser Kehre 27 und um zu verhindern, dass sie sich nach innen in den Kanal 15 zurückziehen kann, ist ein Halteelement 29 in diese Kehre 17 eingelegt.
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Umgekehrt überspannt die Kehre 27, die zwei in unterschiedlichen Kanälen 15 befindliche aufeinanderfolgende Längsabschnitte 21 miteinander verbindet, das Ende der Trennwand 31, die die beiden Kanäle 15 voneinander trennt. Sie kann daher nicht in das Innere eines der Kanäle 15 hineingezogen werden.
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Das Halteelement 29 läuft normalerweise durch mehrere Kehren 27, die alle zum gleichen Widerstandsdraht 21 oder zu verschiedenen Widerstandsdrähten 21 gehören.
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Das Halteelement 29 ist zum Beispiel ein Draht, wie in 3 gezeigt, oder eine starre Stange oder ein Rankstab oder von jeder anderen geeigneten Art.
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Das Halteelement 29 ist nicht elektrisch leitfähig oder ist in äquipotentialen Kehren 27 angeordnet.
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Die Kehren 27 gelten als äquipotential, wenn sie alle auf dem gleichen elektrischen Potential liegen.
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Wie in 3 gezeigt, sind die Längsenden der Kanäle 15 verstärkt.
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Insbesondere weisen die Trennwände 31, die die Kanäle 15 voneinander trennen, Längsenden auf, die mit einem Material 35 bedeckt sind, durch das sie vor Erosion oder Verschleiß geschützt werden können, die bzw. der durch Reiben der diese Trennwände überspannenden Kehren 27 entsteht.
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Üblicherweise sind die Längsenden sämtlicher Trennwände 31 mit einer Schutzschicht 35 beschichtet. Diese Trennwände sind vorzugsweise an ihren beiden Längsenden, nämlich an der stromaufwärtigen Stirnseite 17 und der stromabwärtigen Stirnseite 19, geschützt.
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Die Schutzschicht 35 erstreckt sich in Längsrichtung über mehrere Millimeter, zum Beispiel 1 bis 5 mm.
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Die Schutzschicht 35 ist in der Regel ein Harz mit einer Zusammensetzung, die so gewählt ist, dass sie den Temperaturen, denen das Reinigungsbauteil ausgesetzt ist, standhält.
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Die Schutzschicht 35 wird zum Beispiel durch Eintauchen der stromaufwärtigen Stirnseite 17 und/oder der stromabwärtigen Stirnseite 19 des Reinigungsbauteils 5 in ein Flüssigharzbad über eine Tiefe von mehreren Millimetern erhalten.
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Das Harz wird anschließend polymerisiert.
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Die Gesamtaußenfläche der Widerstandsdrähte wird anhand der Nennbetriebstemperatur der Widerstandsdrähte, der Anzahl der von jedem Widerstandsdraht durchlaufenen Kanäle, der Geometrie der Kanäle und insbesondere deren Länge und deren freie Querschnitte, der Gesamtzahl der Kanäle, des Strahlungsvermögens der Widerstandsdrähte und der elektrischen Gesamtnennleistung bestimmt. Die erforderliche Gesamtaußenfläche bestimmt den Durchmesser des Widerstandsdrahtes. Die elektrische Spannung der elektrischen Stromversorgung beeinflusst die Gesamtlänge jedes Widerstandsdrahtes, betrachtet zwischen einer Stromanschlussstelle des an eine elektrische Energiequelle angeschlossenen Drahtes und einer weiteren Stelle des Drahtes, die mit Masse verbunden ist. Diese Länge bestimmt dann die Anzahl der Kanäle, durch die jeder Widerstandsdraht läuft.
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Um zum Beispiel einen Katalysator vom Typ 400CPSI mit einem Durchmesser von 4 Zoll und einer Länge in Längsrichtung von 20 mm mit einer elektrischen Stromversorgung einer Leistung von 5 Kilowatt bei 48 Volt unter Verwendung von auf 1000°C erhitzten Drähten aus Nichrom 80 zu erhitzen, werden Drähte mit einem Durchmesser von etwa 0,01 mm verwendet. Betrachtet zwischen der Stromanschlussstelle und der an Masse liegenden Stelle hat jeder Draht eine Länge von ungefähr 50 cm und läuft daher durch 20 bis 30 Kanäle.
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Die Stromversorgung 23 umfasst wenigstens einen ersten Verteiler 37 auf einem ersten elektrischen Potential, wie in den 2 bis 6 gezeigt, und wenigstens einen zweiten Verteiler 39 auf einem zweiten elektrischen Potential. Der bzw. jeder erste Verteiler 37 und der bzw. jeder zweite Verteiler 39 sind bei dem in den 2 bis 6 gezeigten Beispiel an der stromaufwärtigen Stirnseite 17 des Reinigungsbauteils angebracht.
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Alternativ dazu sind der bzw. jeder erste Verteiler 37 und der bzw. jeder zweite Verteiler 39 an der stromabwärtigen Stirnseite 19 angebracht.
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Wenigstens einige der Widerstandsdrähte 21 sind über ein stromaufwärtiges Ende 41 mit dem bzw. einem der ersten Verteiler 37 und über ein stromabwärtiges Ende 43 mit dem bzw. einem der zweiten Verteiler 39 elektrisch verbunden.
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Üblicherweise ist jeder Widerstandsdraht 21 über sein stromaufwärtiges Ende 41 mit dem bzw. einem der ersten Verteiler und über sein stromabwärtiges Ende 43 mit dem bzw. einem der zweiten Verteiler verbunden.
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Der bzw. jeder erste Verteiler 37 ist ferner an eine elektrische Energiequelle elektrisch angeschlossen, die zum Beispiel die elektrische Batterie des Fahrzeugs ist. Als Alternative ist es eine andere Energiequelle.
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Die elektrische Energiequelle liefert üblicherweise einen Gleichstrom oder zerhackten Strom mit einer vom Fahrzeug abhängigen Spannung (zum Beispiel 12, 48 oder 400 Volt).
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Der oder jeder zweite Verteiler 39 ist üblicherweise elektrisch direkt mit Masse verbunden oder an Masse gelegt.
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Bei der in 2 bis 6 gezeigten Ausführungsform ist der oder jeder erste Verteiler 37 ein Streifen und ist der oder jeder zweite Verteiler 39 ein Streifen.
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In diesem Fall weist die elektrische Stromversorgung üblicherweise mehrere Streifen, die einen ersten Verteiler 37 bilden, und mehrere Streifen auf, die einen zweiten Verteiler 39 bilden. Die Streifen erstrecken sich in einer gleichen Hauptrichtung und sind deshalb zueinander parallel.
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Wie in den Figuren gezeigt, sind die Streifen in einer zur Längsrichtung und zur Hauptrichtung senkrechten Querrichtung in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet.
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Die einen ersten Verteiler 37 bildenden Streifen und die einen zweiten Verteiler 39 bildenden Streifen wechseln sich in Querrichtung ab, d.h. jeder einen ersten Verteiler bildende Streifen ist zwischen zwei einen zweiten Verteiler bildenden Streifen angeordnet, und umgekehrt ist jeder einen zweiten Verteiler bildende Streifen zwischen zwei einen ersten Verteiler bildenden Streifen angeordnet.
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In diesem Fall sind die mit den Streifen verbundenen Widerstandsdrähte 21 jeweils in einer zur Hauptrichtung senkrechten Ebene angeordnet.
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Üblicherweise ist das stromaufwärtige Ende 41 jedes Widerstandsdrahtes mit einem einen ersten Verteiler bildenden Streifen 37 verbunden und ist sein stromabwärtiges Ende 43 mit einem einen zweiten Verteiler 39 bildenden Streifen verbunden, der zu dem einen ersten Verteiler 37 bildenden Streifen benachbart ist.
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Jeder Streifen ist unter Verwendung eines geeigneten Mittels am Reinigungsbauteil 5 befestigt: mittels Kleben, Hartlöten, mechanischer Befestigung oder eines anderen Verfahrens. Alternativ dazu sind es die Widerstandsdrähte 21, die den ersten und den zweiten Verteiler 37, 39 in Position halten. In diesem Fall ist es erforderlich, eine ausreichende Spannung in den Widerstandsdrähten 21 zu erzeugen, während sie durch das Reinigungsbauteil 5 hindurch angebracht werden.
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Die ersten und die zweiten Verteiler 37, 39 bestehen aus einem leitfähigen Material und haben eine Form, die so gewählt ist, dass sie durch den Joule-Effekt keinen wesentlichen Anteil der zugeführten elektrischen Energie verbrauchen. Alternativ dazu dienen die ersten und die zweiten Verteiler 37, 39 als zusätzliche Wärmequelle und führen durch den Joule-Effekt einen Teil der zugeführten elektrischen Energie ab.
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Bei dem in 4 und 5 gezeigten Beispiel ist jeder erste Verteiler 37 mit seinen beiden entgegengesetzten Enden über eine oder mehrere Stromschienen 45 elektrisch an die elektrische Energiequelle angeschlossen. Ebenso ist jeder zweite Verteiler 39 mit seinen beiden Enden über eine oder mehrere Stromschienen 47 mit Masse verbunden.
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Jeder Streifen, der einen ersten Verteiler 37 bildet, weist einen leitenden Querschnitt auf, der von der bzw. jeder Stromanschlussstelle abnimmt.
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Bei dem in 4 und 5 veranschaulichten Beispiel nimmt der leitende Querschnitt jedes Streifens, der einen ersten Verteiler 37 bildet, von seinen beiden entgegengesetzten Enden her ab und ist in der Mitte des Streifens am kleinsten.
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Ebenso nimmt der leitende Querschnitt jedes Streifens, der einen zweiten Verteiler 39 bildet, von dem bzw. jedem Kontaktpunkt her ab.
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Bei dem in 4 und 5 veranschaulichten Beispiel nimmt der leitende Querschnitt jedes Streifens, der einen zweiten Verteiler 39 bildet, von seinen beiden entgegengesetzten Enden her ab und ist daher in der Mitte des Streifens am kleinsten.
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Die Enden 41 und 43 jedes Widerstandsdrahtes 21 sind mit einem geeigneten Mittel am ersten und am zweiten Verteiler 37, 39 befestigt. In dem in 4 und 5 gezeigten Beispiel sind die Enden 41 und 43 zwangsweise in Schlitze 49 eingesetzt, die in den ersten und den zweiten Verteiler 37, 39 geschnitten sind. Alternativ dazu sind die Enden 41 und 43 durch Schweißen oder Hartlöten am ersten und am zweiten Verteiler 37, 39 befestigt. Nach einer anderen Alternative sind die Enden 41 und 43 jedes Drahtes nicht starr befestigt, sondern stehen einfach mechanisch mit dem ersten und dem zweiten Verteiler 37, 39 in Kontakt.
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Die Zirkulationsrichtung des elektrischen Stroms in der Stromversorgung 7 und in den Widerstandsdrähten 21 ist durch Pfeile in 6 gezeigt. Der elektrische Strom wird von den ersten Verteilern 37 zugeführt und von den stromaufwärtigen Enden 41 der Widerstandsdrähte auf die Drähte 21 übertragen. Der elektrische Strom fließt als nächstes über die gesamte Länge jedes Widerstandsdrahtes 21 zum stromabwärtigen Ende 43. Das stromabwärtige Ende 43 überträgt den elektrischen Strom in den zweiten Verteiler 39, wobei dieser den elektrischen Strom an die Erde abgibt.
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Bei der oben beschriebenen Anordnung, wobei also jeder Widerstandsdraht in einer zur Hauptrichtung senkrechten Ebene angeordnet ist, sind die Äquipotentiallinien zur Hauptrichtung parallele Linien. Einige dieser Linien E sind in 6 gezeigt.
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Jede Linie verbindet Punkte, die zu Drähten gehören, die zwischen dem selben Paar aus einem ersten und einem zweiten Verteiler 37, 39 angeordnet sind. Diese Punkte liegen entlang jedes Drahtes im gleichen Abstand zum ersten Verteiler 37 und im gleichen Abstand zum zweiten Verteiler 39. Sie liegen also auf dem gleichen elektrischen Potential.
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Alternativ dazu sind, wie in 7 gezeigt, der erste und der zweite Verteiler 37, 39 Gitter. In der Regel weist die Stromversorgung 23 dann einen einzigen ersten Verteiler 37 und einen einzigen zweiten Verteiler 39 auf. Die Gitter sind parallel zueinander und entweder gegenüber der stromaufwärtigen Stirnseite 17 oder der stromabwärtigen Stirnseite 19 angeordnet. Sie stehen also senkrecht zur Längsrichtung.
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Das stromaufwärtige Ende 41 jedes Widerstandsdrahtes 21 ist durch ein geeignetes Mittel mit dem Gitter 51 verbunden, das einen ersten Verteiler bildet, und das stromabwärtige Ende 43 ist durch ein geeignetes Mittel mit dem Gitter 53 verbunden, das einen zweiten Verteiler bildet.
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Gemäß einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform bestehen die Streifen, die die ersten und zweiten Verteiler bilden, nicht aus einem massiven Material, sondern sind Gitter, die jeweils in einer Ebene positioniert sind, die die Längsrichtung und die Hauptrichtung enthält.
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Es sei darauf hingewiesen, dass es zur Abstimmung der Menge der abgegebenen Wärme oder der elektrischen Eigenschaften der Widerstandsdrähte auf die Geometrie bestimmter Bereiche des Reinigungsbauteils 5 möglich ist, in diesen Bereichen Widerstandsdrähte zu verwenden, deren Eigenschaften sich von denen der in den anderen Bereichen verwendeten Widerstandsdrähte unterscheiden.
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Beispielsweise können diese Widerstandsdrähte einen anderen Querschnitt haben und/oder aus einem anderen Material bestehen.
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Es ist anzumerken, dass jeder Widerstandsdraht 21 aus mehreren aneinander befestigten Abschnitten bestehen kann. Zum Beispiel kann jeder Abschnitt einem oder mehreren Längsabschnitten des Drahtes entsprechen.
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Umgekehrt können mehrere Widerstandsdrähte einstückig ausgebildet oder aneinander befestigt sein. Zum Beispiel kann ein Widerstandsdraht 21, der einen einen ersten Verteiler bildenden Streifen mit einem einen zweiten Verteiler bildenden Streifen verbindet, mit einem anderen Widerstandsdraht einstückig ausgebildet sein, der den einen zweiten Verteiler bildenden Streifen mit einem anderen einen ersten Verteiler bildenden Streifen verbindet.
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Die Reinigungsvorrichtung 1 weist vorteilhafterweise eine Steuereinheit 55 auf, die so eingerichtet ist, dass sie die Heizvorrichtung 7 steuert. Die Steuereinheit 55 ist insbesondere so eingerichtet, dass sie die Spannung und den elektrischen Strom, die den Widerstandsdrähten von der Stromquelle 38 zugeführt werden, so wählt, dass die aufgenommene Heizleistung und/oder die elektrische Leistung in einem vorbestimmten Bereich gehalten wird bzw. werden.
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Typischerweise steuert die Steuereinheit 55 das Heizen durch Pulsweitenmodulation (PWM).
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Die Steuereinheit 55 ist üblicherweise eine Informationsverarbeitungseinheit, die von einem Prozessor und einem dem Prozessor zugeordneten Speicher gebildet ist. Alternativ dazu ist die Steuereinheit 55 in Form von programmierbaren Logikbausteinen wie etwa FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays (feldprogrammierbare Gate-Arrays)) oder dedizierten integrierten Schaltungen wie etwa ASICs (Application-Specific Integrated Circuit (anwendungsspezifische integrierte Schaltung)) ausgeführt.
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Die Vorrichtung 1 weist ferner ein Element zur Erfassung der Stärke des elektrischen Stroms, der die Widerstandsdrähte 21 speist, und der Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte 21 auf.
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Dieses Element ist von jeder geeigneten Art.
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Dieses Element weist beispielsweise einen Sensor 57 zur Messung des elektrischen Stroms und einen Sensor 59 zur Messung der elektrischen Spannung auf. Alternativ dazu werden die Stärke des elektrischen Stroms und die elektrische Spannung durch Berechnung aus in der Steuereinheit 55 rückgewonnenen Informationen erhalten.
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Die Steuereinheit 55 ist vorteilhafterweise so eingerichtet, dass sie ein Verfahren ausführt, das die folgenden Schritte umfasst:
- - Erfassen der Stärke des elektrischen Stroms, der die Widerstandsdrähte 21 speist, und der Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte 21;
- - Bestimmen der Temperatur der Widerstandsdrähte 21 anhand der erfassten Stromstärke und der erfassten Spannung.
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Diese Schritte entsprechen den in 8 gezeigten Schritten S10 und S12. Schritt S10 wird zum Beispiel unter Verwendung der Sensoren 57 und 59 durchgeführt.
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Der Schritt S12 weist einen Teilschritt S14 zur Bestimmung des elektrischen Widerstands der Widerstandsdrähte 21 auf.
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Der elektrische Widerstand wird bestimmt, indem das Verhältnis zwischen der erfassten elektrischen Spannung und der erfassten Stromstärke erhalten wird.
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Der Schritt S12 weist ferner einen Teilschritt S16 zur Bestimmung der Temperatur der Widerstandsdrähte 21 anhand des zuvor in Schritt S14 bestimmten elektrischen Widerstands auf.
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Tatsächlich ändert sich der elektrische Widerstand der Widerstandsdrähte 21 in Abhängigkeit von der Temperatur dieser Widerstandsdrähte 21. Kennt man den elektrischen Widerstand, lässt sich deshalb die Temperatur der Widerstandsdrähte ableiten.
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Schritt S12 wird von der Steuereinheit 55 unter Verwendung geeigneter Mittel wie etwa Kurven, Tabellierungen oder bestimmter mathematischer Formeln ausgeführt, wobei die Kurven, Tabellierungen oder mathematischen Formeln im Speicher der Steuereinheit 55 abgelegt sind.
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Dieses Verfahren wird üblicherweise durchgeführt, während die Heizvorrichtung 7 bei Nennleistung arbeitet und das Reinigungsbauteil 5 erhitzt.
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Zusätzlich oder anstelle des obigen Verfahrens ist die Steuereinheit 55 so eingerichtet, dass sie ein Verfahren mit den folgenden Schritten durchführt, das in 9 gezeigt ist:
- - den Widerstandsdrähten 21 wird Elektrizität zugeführt (Schritt S18);
- - die Stärke des elektrischen Stroms, der die Widerstandsdrähte 21 speist, und die Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte 21 werden erfasst, wenn sich die Vorrichtung 1 auf einer bekannten festgestellten Temperatur befindet (Schritt S20);
- - der Widerstand der Widerstandsdrähte 21 wird anhand der erfassten Stromstärke und der erfassten Spannung ausgewertet (Schritt S22);
- - etwaige Schäden an den Widerstandsdrähten 21 werden anhand des ausgewerteten Widerstands erkannt (Schritt S24).
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Dieses Verfahren wird beispielsweise vor dem Start des Fahrzeugs bei kaltem Motor durchgeführt. Die Vorrichtung befindet sich dann auf Umgebungstemperatur. Diese Umgebungstemperatur wird von einem Temperaturfühler des Fahrzeugs gemessen und kann von der Steuereinheit 55 im Computer an Bord des Fahrzeugs rückgewonnen werden.
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Vorteilhafterweise werden die Stärke und die Spannung unter Bedingungen erfasst, bei denen die Widerstandsdrähte keine Wärme erzeugen oder eine praktisch vernachlässigbare Wärmemenge erzeugen.
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Beispielsweise werden die Widerstandsdrähte 21 während Schritt S18 mit einer elektrischen Leistung von unter 10% einer elektrischen Nennbetriebsleistung der Vorrichtung, vorzugsweise weniger als 5% der Nennleistung, noch bevorzugter weniger als 1% der elektrischen Nennleistung, elektrisch versorgt.
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Alternativ dazu werden die Widerstandsdrähte 21 mit hoher Leistung elektrisch gespeist, aber die Stromstärke und die Spannung werden unmittelbar nach dem Starten der Stromversorgung innerhalb der ersten paar Millisekunden erfasst.
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Schritt S20 wird zum Beispiel mittels der Sensoren 57 und 59 ausgeführt.
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In Schritt S22 wird der Widerstand der Widerstandsdrähte ausgewertet, indem das Verhältnis zwischen der zuvor erfassten elektrischen Spannung und der zuvor erfassten Stromstärke erhalten wird.
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Schritt S24 umfasst einen Teilschritt S26 zum Vergleichen des zuvor berechneten Widerstands mit einem theoretischen Widerstand der Widerstandsdrähte. Der theoretische Widerstand ist ein vorbestimmter Wert für die betrachtete bestimmte Temperatur, der im Speicher der Steuereinheit 55 gespeichert ist oder von der Steuereinheit 55 anhand von Betriebsparametern nachgebildet wird.
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Vorzugsweise ist die betrachtete bestimmte Temperatur niedrig, üblicherweise unter 40°C.
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Während des Vergleichsteilschrittes S26 wird beispielsweise die Differenz zwischen dem ausgewerteten Widerstand und dem theoretischen Widerstand oder das Verhältnis zwischen dem ausgewerteten Widerstand und dem theoretischen Widerstand erhalten.
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Schritt S24 enthält ferner einen diagnostischen Teilschritt S28 bezüglich einer etwaigen Beschädigung der Widerstandsdrähte. Weicht der zuvor ausgewertete Widerstand zu sehr vom theoretischen Widerstand ab, wird der Schluss gezogen, dass ein oder mehrere Widerstandsdrähte 21 beschädigt sind. Wenn dagegen der ausgewertete Widerstand und der theoretische Widerstand nahe beieinander liegen, wird der Schluss gezogen, dass die Widerstandsdrähte nicht beschädigt sind. Beispielsweise gilt eine Differenz zwischen dem ausgewerteten Widerstand und dem theoretischen Widerstand von mehr als 10% des Wertes des theoretischen Widerstandes für die betrachtete Temperatur als Beschädigung eines oder mehrerer Widerstandsdrähte. In gleicher Weise wird ein Verhältnis zwischen dem ausgewerteten Widerstand und dem theoretischen Widerstand von kleiner als 0,9 oder größer als 1,1 als Beschädigung eines oder mehrerer Widerstandsdrähte betrachtet.
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Die Schritte S22 und S24 sind üblicherweise Berechnungsschritte, die von der Steuereinheit 55 ausgeführt werden.
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Zusätzlich zu den oder anstelle der oben beschriebenen Verfahren ist die Steuereinheit 55 vorteilhafterweise so ausgeführt, dass sie ein Verfahren durchführt, das nachfolgend beschrieben wird und durch 10 schematisch gezeigt ist.
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Dieses Verfahren umfasst wenigstens die folgenden Schritte:
- - den Widerstandsdrähten 21 wird Elektrizität zugeführt (Schritt S30);
- - die Stärke des elektrischen Stroms, der die Widerstandsdrähte 21 speist, sowie die Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte 21 wird unter Bedingungen erfasst, bei denen die Widerstandsdrähte 21 eine vernachlässigbare Wärmemenge erzeugen (Schritt S32);
- - die Temperatur der Abgase wird anhand der erfassten Stromstärke und der erfassten Spannung bestimmt (Schritt S34).
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Das vorliegende Verfahren zielt typischerweise darauf ab, die Temperatur der Abgase dann zu bestimmen, wenn das Reinigungsbauteil 5 nicht mehr mit der Heizvorrichtung erhitzt wird, sondern Abgase durch die Reinigungsvorrichtung 4 zirkulieren. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Reinigungsvorrichtung ihre Mindestbetriebstemperatur erreicht und die Abgase zur Aufrechterhaltung der Wärme der Reinigungsvorrichtung ausreichen.
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Der Betrag der elektrischen Leistung, die die Widerstandsdrähte 21 in Schritt S30 versorgt, ist beispielsweise so gewählt, dass er bei unter 10% einer elektrischen Nennbetriebsleistung der Vorrichtung, vorzugsweise bei weniger als 5% der Nennleistung, noch bevorzugter bei weniger als 1% der elektrischen Nennleistung liegt. Diese Widerstandsdrähte liegen dann auf der Temperatur der Abgase.
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In Schritt S32 werden die Stromstärke und die elektrische Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte 21 wie oben beschrieben erfasst, zum Beispiel mittels der Fühler 57, 59 oder durch direktes Berechnen des Stroms und der Spannung aus in der Steuereinheit 55 zur Verfügung stehenden Eigenschaften.
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Schritt S34 enthält einen Teilschritt S36, bei dem der Widerstand der Widerstandsdrähte ausgewertet wird, typischerweise indem das Verhältnis zwischen der erfassten elektrischen Spannung und der zuvor erfassten Stromstärke erhalten wird.
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Schritt S34 enthält ferner einen Teilschritt S38, bei dem die Temperatur der Widerstandsdrähte in Abhängigkeit vom zuvor berechneten Widerstand ausgewertet wird. Diese Temperatur wird wie oben beschrieben für mathematische Formeln, Kurven oder Tabellierungen ausgewertet, die im Speicher der Steuereinheit 55 zur Verfügung stehen.
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Die so ausgewertete Temperatur entspricht der Temperatur der Abgase, da die Widerstandsdrähte keine oder eine vernachlässigbare Wärmemenge erzeugen.
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Zusätzlich zu einem oder anstelle eines der oben beschriebenen Verfahren ist die Steuereinheit 55 vorteilhafterweise so ausgeführt, dass sie das obige Verfahren durchführt, das in 11 gezeigt ist.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - den Widerstandsdrähten 21 wird Elektrizität zugeführt (Schritt S40);
- - die Stärke des elektrischen Stroms, der die Widerstandsdrähte 21 speist, und die Spannung an den Anschlüssen der Widerstandsdrähte 21 werden erfasst (Schritt S42);
- - die Temperatur der Widerstandsdrähte 21 wird anhand der erfassten Stromstärke und der erfassten Spannung bestimmt (Schritt S44);
- - eine theoretische Temperatur der Widerstandsdrähte 21, die ohne den Umlauf der Abgase erreicht werden würde, wird bestimmt (Schritt S46);
- - der Abgasdurchsatz wird anhand der zuvor bestimmten Temperatur der Widerstandsdrähte 21 und der zuvor bestimmten theoretischen Temperatur der Widerstandsdrähte bestimmt (Schritt S48).
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Somit ermöglicht das Verfahren die Bestimmung des Abgasdurchsatzes durch das Reinigungsbauteil, sobald die Heizvorrichtung nicht länger zur Erhitzung des Reinigungsbauteils verwendet wird. Dies ist normalerweise dann der Fall, wenn die Reinigungsvorrichtung ihre Mindestbetriebstemperatur erreicht und die von den Abgasen bereitgestellte Wärme ausreicht, um ihre Temperatur aufrechtzuerhalten. Das Verfahren wird durchgeführt, während der Motor läuft und Abgase durch die Reinigungsvorrichtung strömen.
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Die Schritte S40, S42 und S44 entsprechen den Schritten S30, S32 bzw. S34.
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Die elektrischen Drähte werden mit einer elektrischen Leistung versorgt, die so gewählt ist, dass sie ausreichend stark ist, um die Temperatur der Widerstandsdrähte 21 leicht zu erhöhen, die daher geringfügig höher als die Temperatur der Abgase ist.
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In Schritt S46 entspricht die bestimmte theoretische Temperatur der theoretischen Temperatur, die die Widerstandsdrähte ohne Abgasströmung haben müssten, unter Berücksichtigung der elektrischen Leistung, die die Widerstandsdrähte speist.
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Schritt S46 wird unter Verwendung mathematischer Formeln, Kurven oder Tabellen ausgeführt, die im Speicher der Steuereinheit 55 gespeichert sind.
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In Schritt S48 wird der Abgasdurchsatz durch Berechnung ermittelt, indem an den Widerstandsdrähten eine Energiebilanz gezogen wird. Die Differenz zwischen der theoretischen Temperatur und der zuvor bestimmten Temperatur erklärt sich nämlich im Wesentlichen durch die Wärmeenergie, die von den Widerstandsdrähten an die Abgase abgegeben wird, im Wesentlichen durch Konvektion. Die Menge der abgegebenen Energie hängt sowohl vom Gewichtsdurchsatz der Abgase als auch von der Temperatur der Abgase ab. Schritt S48 enthält somit einen Teilschritt S52 zur Erfassung der Temperatur der Abgase und einen Teilschritt S54 zur Bestimmung des Abgasdurchsatzes in Abhängigkeit von der zuvor in Schritt S44 bestimmten Temperatur der Widerstandsdrähte und der in Schritt S46 bestimmten theoretischen Temperatur der Widerstandsdrähte. Der Teilschritt S54 wird mittels Berechnung oder unter Verwendung von Tabellen oder Kurven ausgeführt, die im Speicher der Steuereinheit 55 abgelegt sind.
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Wie oben angegeben, betrifft die Erfindung auch eines der oben beschriebenen und in 8, 9, 10 und 11 gezeigten Verfahren. Diese Verfahren sind zur Durchführung mit einer oben beschriebenen Reinigungsvorrichtung vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008029526 [0003, 0007]
