DE102019126648A1

DE102019126648A1 - Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102019126648A1
Application number: DE102019126648.3A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Hayashi; Kouseki Sugiyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2020-04-16
Also published as: US20200116058A1; JP2020058983A; CN111022154A; CN111022154B; US11028744B2; JP7119875B2

Abstract

Der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad wird durch die weitere Absenkung der Temperatur des Abgases verbessert. Eine Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine umfasst einen ersten Wärmetauscher 3, der in einem Abgaskanal 2 einer Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist und eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen Außenluft und Abgas der Brennkraftmaschine 1 auszuführen, einen zweiten Wärmetauscher 4, der im Abgaskanal 2 angeordnet ist und eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen einem zirkulierenden Wärmemedium und dem Abgas auszuführen, und eine Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5, die im Abgaskanal 2 auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers 3 und des zweiten Wärmetauschers 4 angeordnet ist und eingerichtet ist, um Kohlenstoffdioxid aus dem Abgas abzuscheiden.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine.
STAND DER TECHNIK
Es ist eine Technologie bekannt, bei der die Temperatur eines an einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine montierten Sensors anhand der Temperatur des Abgases und der Fahrtwindmenge geschätzt wird, um einen übermäßigen Anstieg der Temperatur des Sensors zu verhindern, und wenn die so geschätzte Sensortemperatur eine vorherbestimmte Temperatur erreicht, wird die Temperatur des Abgases vermindert, indem die Menge der Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine erhöht wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
LISTE DER ANFÜHRUNGEN
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: Japanische offengelegte Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2006-144662
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technische Aufgabe
Obwohl die Temperatur des Abgases durch die Erhöhung der zur Brennkraftmaschine geführten Kraftstoffmenge verringert werden kann, kann dies in einigen Fällen unzureichend sein. Hier kann im Abgaskanal eine Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung vorgesehen sein. Diese Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung weist eine Kohlenstoffdioxid-Separationsmembran auf, durch die beispielsweise nur Kohlenstoffdioxid gelangen kann, und wenn das Kohlenstoffdioxid im Abgas durch die Kohlenstoffdioxid-Separationsmembran gelangt, wird Kohlenstoffdioxid aus dem Abgas abgeschieden. In dieser Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung kann die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid gefördert werden, wenn die Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung ansteigt. Wenn beispielsweise der Volumenstrom des Abgases durch Kühlung des Abgases verringert wird, erhöht sich die Volumenkonzentration von Kohlenstoffdioxid in der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung, wodurch eine größere Menge an Kohlenstoffdioxid durch die Kohlenstoffdioxid-Separationsmembran gelangt. Aus diesem Grund kann der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad verbessert werden, wenn die Temperatur des in die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung einströmenden Abgases niedriger ist. Hierbei ist zu beachten, dass der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad als Verhältnis der Menge von abgeschiedenem Kohlenstoffdioxid zu der Menge des in die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung einströmenden Kohlenstoffdioxids definiert werden kann. Somit besteht die Befürchtung, dass durch eine alleinige Erhöhung der zur Brennkraftmaschine geführten Kraftstoffmenge, wie in der Vergangenheit, die Temperatur des Abgases nicht so weit sinkt, dass das darin enthaltene Kohlenstoffdioxid in einem ausreichenden Maße abgeschieden werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben genannten Aufgabe entwickelt, und das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung des Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrades durch eine weitere Verminderung der Temperatur des Abgases.
Technische Lösung
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen ersten Wärmetauscher, der in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist und eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen Außenluft und Abgas der Brennkraftmaschine auszuführen; einen zweiten Wärmetauscher, der im Abgaskanal angeordnet ist und eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen einem zirkulierenden Wärmemedium und dem Abgas auszuführen; und eine Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung, die im Abgaskanal auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers und des zweiten Wärmetauschers angeordnet ist und eingerichtet ist, um Kohlenstoffdioxid aus dem Abgas abzuscheiden.
Der erste Wärmetauscher vermindert die Temperatur des Abgases durch Ausführung eines Wärmeaustauschs zwischen der Außenluft und dem Abgas. Gewöhnlich weist die Außenluft eine niedrigere Temperatur als das Abgas auf, und bei Ausführung eines Wärmeaustauschs zwischen der Außenluft und dem Abgas sinkt somit die Temperatur des Abgases. In Fällen, in denen die Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug montiert ist, wird es beim Fahren des Fahrzeugs beispielsweise möglich, eine größere Menge an Fahrtwind in den ersten Wärmetauscher einzuleiten, wodurch eine weitere Absenkung der Temperatur des Abgases ermöglicht wird. Der zweite Wärmetauscher vermindert die Temperatur des Abgases durch Ausführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Wärmemedium und dem Abgas unter Umwälzung des von der Außenluft verschiedenen Wärmemediums. Das Wärmemedium kann im Zustand von entweder Gas oder Flüssigkeit vorliegen. Die Reihenfolge der Anordnung von erstem Wärmetauscher und zweitem Wärmetauscher im Abgaskanal kann willkürlich entschieden werden. Die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung ist eine Vorrichtung, in der sich der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad mit abnehmender Temperatur des Abgases erhöht. Dementsprechend kann der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad in der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung erhöht werden, indem die Temperatur des Abgases über den ersten Wärmetauscher und den zweiten Wärmetauscher vermindert wird.
Das Wärmemedium kann Kühlwasser der Brennkraftmaschine sein. Das Kühlwasser der Brennkraftmaschine weist eine geringere Temperatur als das Abgas auf, so dass die Temperatur des Abgases durch Ausführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und dem Abgas verringert werden kann. Indem als Wärmemedium das Kühlwasser der Brennkraftmaschine verwendet wird, kann außerdem ein Radiator usw. gemeinsam genutzt werden, was eine Kostenreduzierung ermöglicht. Als Wärmemedium kann andererseits auch ein vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine verschiedenes Kühlwasser (zum Beispiel Kühlwasser eines Getriebes oder ein für den zweiten Wärmetauscher vorgesehenes Kühlwasser) verwendet werden. In diesem Fall ist es möglich, die Temperatur des Wärmemediums auf einen Wert abzusenken, der kleiner ist als die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine, wodurch es möglich wird, die Temperatur des Abgases weiter zu vermindern. Hierbei ist zu beachten, dass an Stelle des Kühlwassers auch Kühlöl verwendet werden kann.
Die Abgasreinigungseinrichtung kann ferner Folgendes umfassen: eine Umwälzvorrichtung, die eingerichtet ist, um das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umzuwälzen; und eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um die Umwälzvorrichtung zu steuern; wobei der zweite Wärmetauscher im Abgaskanal auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet sein kann und die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzen muss, falls eine erste Abgastemperatur, das heißt, die Temperatur des Abgases nach Durchführung des Wärmetausches zwischen dem Abgas und der Außenluft im ersten Wärmetauscher, gleich oder kleiner als ein erster Schwellwert ist.
Zusätzlich dazu kann die Abgasreinigungseinrichtung ferner Folgendes umfassen: eine Umwälzvorrichtung, die eingerichtet ist, um das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umzuwälzen; und eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um die Umwälzvorrichtung zu steuern; wobei der zweite Wärmetauscher im Abgaskanal auf der Anströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet sein kann und die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzen muss, falls eine erste Abgastemperatur, welche die Temperatur des Abgases nach Durchführung des Wärmetausches zwischen dem Abgas und der Außenluft im ersten Wärmetauscher ist und welche die Temperatur des Abgases zu dem Zeitpunkt ist, an dem das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher nicht umgewälzt wird, gleich oder kleiner als ein erster Schwellwert ist.
Die Umwälzvorrichtung ist beispielsweise mit einer Pumpe zur Förderung des Wärmemediums versehen. Darüber hinaus kann die Umwälzvorrichtung mit einem Ventil zur Unterbrechung der Umwälzung des Wärmemediums versehen sein. Die Steuerungsvorrichtung steuert die Umwälzung des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher beispielsweise durch Ansteuerung der Pumpe oder des Ventils. Durch Umwälzen des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher kann die Temperatur des Abgases im zweiten Wärmetauscher verringert werden, aber für die Umwälzung des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher ist Energie erforderlich, so dass sich die Kraftstoffverbrauchsmenge der Brennkraftmaschine erhöht. In Fällen, in denen die Pumpe durch einen Motor angetrieben wird, wird beispielsweise die Last der Brennkraftmaschine erhöht, um den Umfang der Energieerzeugung in der Brennkraftmaschine zu erhöhen, und damit erhöht sich die Menge des Kraftstoffverbrauchs. Wenn die Temperatur des Abgases allein durch den ersten Wärmetauscher ausreichend verringert werden kann, ist es hier nicht notwendig, die Temperatur des Abgases über den zweiten Wärmetauscher zu senken. In diesem Fall ist es nicht notwendig, das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umzuwälzen. Wenn dann das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird, lässt sich die Menge des Kraftstoffverbrauchs reduzieren. Das heißt, in Fällen, in denen die erste Abgastemperatur gleich oder kleiner als der erste Schwellwert ist, kann festgestellt werden, dass die Temperatur des Abgases allein durch den ersten Wärmetauscher ausreichend abgesenkt werden kann, so dass das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher nicht umgewälzt werden muss. Die erste Abgastemperatur ist die Temperatur des Abgases nach alleiniger Absenkung durch den ersten Wärmetauscher. Die erste Abgastemperatur kann die von der Steuerungsvorrichtung geschätzte Temperatur sein. Die erste Abgastemperatur kann auch die Temperatur des Abgases sein, die unter der Annahme geschätzt wird, dass das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher zirkuliert. In Fällen, in denen der zweite Wärmetauscher im Abgaskanal auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet ist, kann als erste Abgastemperatur die Temperatur des Abgases auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers und auf der Anströmseite des zweiten Wärmetauschers verwendet werden. Der erste Schwellwert ist ein oberer Grenzwert der Temperatur, bei dem der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad in einen zulässigen Bereich fällt, auch wenn das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird. Hierbei ist zu beachten, dass der erste Schwellwert ein oberer Grenzwert der Temperatur des Abgases sein kann, bei dem die in die Atmosphäre abgegebene Menge an Kohlenstoffdioxid in einen zulässigen Bereich fällt, auch wenn das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher nicht umgewälzt wird. Als Verfahren zur Verhinderung der Zirkulation des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher kann beispielhaft ein Verfahren zum Abschalten der das Wärmemedium fördernden Pumpe oder ein Verfahren zum Anordnen des Ventils in einem Kanal für das Wärmemedium und Schließen des Ventils genannt werden.
In Fällen, in denen die erste Abgastemperatur höher als der erste Schwellwert ist, kann die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umwälzen, falls ein zweiter Verminderungsbetrag, das heißt, ein Betrag der Verminderung der Temperatur des Abgases durch den zweiten Wärmetauscher zu dem Zeitpunkt, an dem das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher zirkuliert, höher als ein zweiter Schwellwert ist, wohingegen die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzen muss, falls der zweite Verminderungsbetrag gleich oder kleiner als der zweite Schwellwert ist.
In Fällen, in denen die erste Abgastemperatur höher als der erste Schwellwert ist, kann der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad allein durch die Absenkung der Temperatur des Abgases über den ersten Wärmetauscher nicht ausreichend verbessert werden. Dementsprechend wird davon ausgegangen, dass die Temperatur des Abgases im zweiten Wärmetauscher vermindert werden kann, indem das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher auch umgewälzt wird. Wenn jedoch die Menge des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine dadurch erhöht wird, dass das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird, steigt auch die Menge des von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Kohlenstoffdioxids. Daraus resultiert die Befürchtung, dass sich die durch die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung nicht abscheidbare Menge an Kohlenstoffdioxid erhöht. Aber selbst bei Umwälzung des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher geschieht es manchmal, dass sich die Temperatur des Abgases im zweiten Wärmetauscher kaum senken lässt. Das heißt, in einigen Fällen kann sich die in die Atmosphäre abgegebene Menge an Kohlenstoffdioxid bei Umwälzung des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher stärker erhöhen, als wenn das Wärmemedium nicht dort umgewälzt wird. In Fällen, in denen sich die Menge des in die Atmosphäre abgegebenen Kohlenstoffdioxids erhöht, wenn das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird, wird ein Anstieg der in die Atmosphäre ausgetragenen Kohlenstoffdioxidmenge dadurch unterdrückt, dass ein Umwälzen des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher verhindert wird. Der zweite Schwellwert ist ein oberer Grenzwert des Abgastemperatur-Verminderungsbetrags, bei dem, im Falle der Umwälzung des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher, die in die Atmosphäre ausgetragene Menge an Kohlenstoffdioxid größer ist als wenn keine Umwälzung erfolgt. Außerdem kann der zweite Verminderungsbetrag ein von der Steuerungsvorrichtung geschätzter Betrag der Verminderung der Temperatur sein.
Die Abgasreinigungseinrichtung kann ferner Folgendes umfassen: eine Umwälzvorrichtung, die eingerichtet ist, um das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umzuwälzen; und eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um die Umwälzvorrichtung zu steuern; wobei die Steuerungsvorrichtung in Fällen, in denen ein zweiter Verminderungsbetrag, das heißt, ein Betrag der Verminderung der Temperatur des Abgases durch den zweiten Wärmetauscher zu dem Zeitpunkt, an dem das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher zirkuliert, gleich oder kleiner als der zweite Schwellwert ist, das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzen muss.
Das heißt, auch wenn das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird, kann in Fällen, in denen die Temperatur des Abgases im zweiten Wärmeaustausch nicht ausreichend absinkt, die Kraftstoffverbrauchsmenge der Brennkraftmaschine reduziert werden, indem die Zirkulation des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher ungeachtet der über den ersten Wärmetauscher erfolgten Temperaturverminderung des Abgases unterbunden wird. Das heißt, die Menge des in die Atmosphäre abgegebenen Kohlenstoffdioxids kann dadurch reduziert werden, dass die Menge des von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Kohlenstoffdioxids reduziert wird. Der zweite Schwellwert ist in diesem Fall auch ein oberer Grenzwert des Verminderungsbetrags der Abgastemperatur, bei dem die in die Atmosphäre ausgetragene Menge an Kohlenstoffdioxid im Falle der Umwälzung des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher größer ist als wenn keine solche Umwälzung erfolgt. Außerdem kann der zweite Verminderungsbetrag ein von der Steuerungsvorrichtung geschätzter Verminderungsbetrag der Temperatur sein.
Der zweite Wärmetauscher kann im Abgaskanal auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet sein, wobei in Fällen, in denen der zweite Verminderungsbetrag größer als der zweite Schwellwert ist, die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umwälzen kann, falls die erste Abgastemperatur, das heißt, die Temperatur des Abgases, nachdem das Abgas und die Außenluft im ersten Wärmetauscher einen Wärmeaustausch vorgenommen haben, höher ist als der erste Schwellwert, wohingegen die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzen muss, falls die erste Abgastemperatur gleich oder kleiner als der erste Schwellwert ist.
Darüber hinaus kann der zweite Wärmetauscher im Abgaskanal auf der Anströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet sein, wobei in Fällen, in denen der zweite Verminderungsbetrag größer als der zweite Schwellwert ist, die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umwälzen kann, falls die erste Abgastemperatur, welche die Temperatur des Abgases ist, nachdem das Abgas und die Außenluft im ersten Wärmetauscher einen Wärmeaustausch vorgenommen haben, und welche die Temperatur des Abgases zu dem Zeitpunkt ist, an dem das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird, höher ist als der erste Schwellwert, wohingegen die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzen muss, falls die erste Abgastemperatur gleich oder kleiner als der erste Schwellwert ist.
Die Temperatur des Abgases kann manchmal durch den ersten Wärmetauscher ausreichend abgesenkt werden, ohne dass das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird. In diesem Fall ist es nicht notwendig, die Temperatur des Abgases über den zweiten Wärmetauscher zu vermindern. Das heißt, es ist nicht notwendig, das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umzuwälzen. Bei Nichtumwälzung des Wärmemediums im zweiten Wärmetauscher lässt sich dann die Menge des Kraftstoffverbrauchs reduzieren. Der erste Schwellwert ist in diesem Fall auch der obere Grenzwert der Temperatur, bei dem der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad in einen zulässigen Bereich fällt, auch wenn das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird. Hierbei ist zu beachten, dass der erste Schwellwert der obere Grenzwert der Temperatur des Abgases sein kann, bei dem die in die Atmosphäre abgegebene Menge an Kohlenstoffdioxid in den zulässigen Bereich fällt, auch wenn das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird. Die erste Abgastemperatur kann die von der Steuerungsvorrichtung geschätzte Temperatur sein. Die erste Abgastemperatur kann auch die Temperatur des Abgases sein, die unter der Annahme, dass das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher zirkuliert, geschätzt wird. In Fällen, in denen der zweite Wärmetauscher im Abgaskanal auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet ist, kann darüber hinaus als erste Abgastemperatur die Temperatur des Abgases auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers und auf der Anströmseite des zweiten Wärmetauschers verwendet werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch eine weitere Verminderung der Temperatur des Abgases den Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des schematischen Aufbaus einer Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des schematischen Aufbaus einer Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung.
3 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs einer Öffnungs- und Schließsteuerung eines Ventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des schematischen Aufbaus einer Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs einer Öffnungs- und Schließsteuerung eines Ventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des schematischen Aufbaus einer Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs einer Betriebssteuerung einer Pumpe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen zur Ausführung der vorliegenden Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen im Detail beispielhaft beschrieben. Die in den Ausführungsformen beschriebenen Abmessungen, Werkstoffe, Formgestaltungen, relativen Anordnungen und so weiter der einzelnen Bestandteile sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht speziell auf diese beschränken, sofern nicht besonders angegeben.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des schematischen Aufbaus einer Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Brennkraftmaschine 1 ist beispielsweise ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor zum Fahrantrieb eines Fahrzeugs. Ein Abgaskanal 2 ist mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Im Abgaskanal 2 sind ein erster Wärmetauscher 3, ein zweiter Wärmetauscher 4 und eine Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 in der angegebenen Reihenfolge in Richtung des Abgasstroms ausgehend von der Anströmseite angeordnet. Im Abgaskanal ist auf der Anströmseite des ersten Wärmetauschers 3 ein Abgastemperatursensor 11 zum Erfassen der Temperatur des Abgases angeordnet.
Der erste Wärmetauscher 3 ist eingerichtet, um einen Wärmeaustausch zwischen Außenluft und dem durch den Abgaskanal 2 strömenden Abgas der Brennkraftmaschine 1 durchzuführen. Der zweite Wärmetauscher 4 ist eingerichtet, um einen Wärmeaustausch zwischen Kühlwasser der Brennkraftmaschine 1 und dem durch den Abgaskanal 2 strömenden Abgas der Brennkraftmaschine 1 durchzuführen. Die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 dient der Abscheidung von Kohlenstoffdioxid aus dem Abgas. 2 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des schematischen Aufbaus der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5. Hierbei ist anzumerken, dass die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung nicht auf den in 2 dargestellten Aufbau beschränkt ist. Ein Pfeil mit gestrichelter Linie in 2 zeigt eine Richtung an, in die das Abgas strömt. Die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 weist eine Kohlenstoffdioxid-Separationsmembran 51 auf, die in Form einer Membran, die von den im Abgas enthaltenen Bestandteilen hauptsächlich Kohlenstoffdioxid durchlässt, ausgebildet ist. Die Kohlenstoffdioxid-Separationsmembran 51 teilt den Innenraum der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 in zwei Teile, wobei in einem der abgeteilten Räume eine Einlassöffnung 2A und eine Auslassöffnung 2B ausgebildet sind und in dem anderen abgeteilten Raum eine Auslassöffnung 52A für Kohlenstoffdioxid ausgebildet ist. Der Abgaskanal 2 ist mit der Abgaseinlassöffnung 2A und der Abgasauslassöffnung 2B verbunden. Ein von Kohlenstoffdioxid durchströmter Kohlenstoffdioxid-Austragskanal 52 ist mit der Kohlenstoffdioxid-Auslassöffnung 52A verbunden. Wenn das Abgas nach dem Einströmen von der Abgaseinlassöffnung 2A in die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 mit der Kohlenstoffdioxid-Separationsmembran 51 in Kontakt kommt, gelangt das im Abgas enthaltene Kohlenstoffdioxid durch die Kohlenstoffdioxid-Separationsmembran 51 und wird von den anderen im Abgas enthaltenen Bestandteilen abgetrennt. Die anderen separierten Bestandteile werden aus der Abgasauslassöffnung 2B ausgetragen. Das durch die Kohlenstoffdioxid-Separationsmembran 51 hindurchgegangene Gas hingegen wird aus der Kohlenstoffdioxid-Auslassöffnung 52A ausgetragen und strömt durch den Kohlenstoffdioxid-Austragskanal 52. Das Gas mit der relativ geringen Kohlenstoffdioxidkonzentration durchströmt somit den Abgaskanal auf der Abströmseite der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5, während das Gas mit relativ hoher Kohlenstoffdioxid-konzentration in den Kohlenstoffdioxid-Austragskanal 52 einströmt. Der Kohlenstoffdioxid-Austragskanal 52 ist beispielsweise mit einem Behälter verbunden, der Kohlenstoffdioxid speichert, und in diesem Behälter wird das Kohlenstoffdioxid gespeichert, das durch den Kohlenstoffdioxid-Austragskanal 52 geströmt ist.
Darüber hinaus wird im zweiten Wärmetauscher 4 das Kühlwasser durch ein Kühlwasserumwälzsystem 40 umgewälzt. Das Kühlwasserumwälzsystem 40 wälzt das Kühlwasser der Brennkraftmaschine 1 in der Brennkraftmaschine 1 und im zweiten Wärmetauscher 4 um. Das Kühlwasserumwälzsystem 40 umfasst einen Radiator 41, der eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem Kühlwasser durchzuführen, einen Kühlwasserkanal 42, durch den Kühlwasser strömt, eine im Kühlwasserkanal 42 angeordnete Pumpe 43 zum Fördern von Kühlwasser, einen Kühlwassertemperatursensor 44 zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers unmittelbar an der Abströmseite der Pumpe 43 und ein Ventil 45 zum Öffnen und Schließen des Kühlwasserkanals 42, der zum zweiten Wärmetauscher 4 führt. Hierbei ist anzumerken, dass das Ventil 45 oder das Kühlwasserumwälzsystem 40 ein Beispiel einer Umwälzvorrichtung sind. Der Kühlwasserkanal 42 weist einen ersten Kanal 42A, einen zweiten Kanal 42B, einen dritten Kanal 42C und einen vierten Kanal 42D auf. Der erste Kanal 42A verbindet die Brennkraftmaschine 1 und den Radiator 41 miteinander und ermöglicht so das Einströmen des aus der Brennkraftmaschine 1 ausgetragenen Kühlwassers in den Radiator 41. Der zweite Kanal 42B verbindet die Brennkraftmaschine 1 und den Radiator 41 über die Pumpe 43 und den Kühlwassertemperatursensor 44 miteinander und ermöglicht so das Einströmen des aus dem Radiator 41 ausgetragenen Kühlwassers in die Brennkraftmaschine 1. Der dritte Kanal 42C verbindet den Radiator 41 und den zweiten Wärmetauscher 4 über die Pumpe 43, den Kühlwassertemperatursensor 44 und das Ventil 45 miteinander und ermöglicht so das Einströmen des aus dem Radiator 41 ausgetragenen Kühlwassers in den zweiten Wärmetauscher 4. Der vierte Kanal 42D verbindet den Radiator 14 und den zweiten Wärmetauscher 4 miteinander und ermöglicht so das Einströmen des aus dem zweiten Wärmetauscher 4 ausgetragenen Kühlwassers in den Radiator 41. Hierbei ist anzumerken, dass der zweite Kanal 42B und der dritte Kanal 42C einen vom Radiator 41 zur Abströmseite des Kühlwassertemperatursensors 44 führenden Kanal gemeinsam nutzen. Die Pumpe 43 fördert das Kühlwasser im zweiten Kanal 42B und im dritten Kanal 42C von der Seite des Radiators 41 zur Seite der Brennkraftmaschine 1 oder zur Seite des zweiten Wärmetauschers 4. Hierbei ist anzumerken, dass die Pumpe 43 ihre Antriebskraft von einem elektrischen Motor oder von der Brennkraftmaschine 1 beziehen kann.
In Fällen, in denen die Pumpe 43 eingeschaltet ist und das Ventil 45 geschlossen ist, strömt das Kühlwasser durch den ersten Kanal 42A und den zweiten Kanal 42B, wodurch das Kühlwasser der Brennkraftmaschine 1 in der Brennkraftmaschine 1 und im Radiator 41 zirkuliert. In Fällen jedoch, in denen die Pumpe 43 eingeschaltet ist und das Ventil 45 geöffnet ist, strömt das Kühlwasser, zusätzlich zu dem ersten Kanal 42A und zweiten Kanal 42B, zudem auch durch den dritten Kanal 42C und den vierten Kanal 42D. Damit strömt das Kühlwasser der Brennkraftmaschine 1 auch durch den zweiten Wärmetauscher 4. Die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 1 ist gewöhnlich höher als die Temperatur der Außenluft, und wenn das Kühlwasser durch den Radiator 41 strömt, nimmt somit die Temperatur des Kühlwassers ab. Darüber hinaus ist die Temperatur des Abgases der Brennkraftmaschine 1 gewöhnlich höher als die Temperatur des Kühlwassers, und wenn das Kühlwasser durch den zweiten Wärmetauscher 4 strömt, nimmt die Temperatur des Kühlwassers zu und die Temperatur des Abgases ab. Wenn das Abgas aus der Brennkraftmaschine 1 durch den ersten Wärmetauscher 3 strömt, erfolgt hier ein Wärmetausch zwischen dem Abgas und der Außenluft. Wenn dementsprechend das Abgas durch den ersten Wärmetauscher 3 strömt, nimmt die Temperatur des Abgases ab. In Fällen, in denen das Ventil 45 geöffnet ist, erfolgt darüber hinaus ein Wärmetausch zwischen dem Abgas und dem Kühlwasser der Brennkraftmaschine 1, wenn das Abgas durch den zweiten Wärmetauscher 4 strömt. Im Ergebnis nimmt die Temperatur des Abgases weiter ab. Dementsprechend kann die Temperatur des in die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 einströmenden Abgases ausreichend abgesenkt werden, so dass der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad verbessert werden kann.
Zusammen mit der Brennkraftmaschine 1 ist dann eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10, das heißt ein Steuergerät (eine Steuerungsvorrichtung), vorgesehen. Die ECU 10 ist ein Computer mit einem Prozessor, einer Hauptspeichereinheit und einer Zusatzspeichereinheit. Die ECU 10 steuert den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1, die Abgasreinigungseinrichtung usw. Zu diesem Zeitpunkt führt der Prozessor ein vorherbestimmtes Programm in der Hauptspeichereinheit aus. Neben dem oben erwähnten Abgastemperatursensor 11 sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 und ein Außenlufttemperatursensor 13 mit der ECU 10 elektrisch verbunden, und der Erfassungswert jedes Sensors wird an die ECU 10 geleitet. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 dient der Erfassung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit der in ihm montierten Brennkraftmaschine 1. Der Außenlufttemperatursensor 13 dient der Erfassung der Temperatur der Außenluft. Die Temperatur dieser Außenluft ist die Temperatur der Außenluft vor dem Kontakt mit dem ersten Wärmetauscher 3.
Die ECU 10 steuert das Öffnen und Schließen des Ventils 45. Mit abnehmender Temperatur des in die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 einströmenden Abgases nimmt hier die Volumenkonzentration an Kohlenstoffdioxid zu, so dass die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts des im Abgas befindlichen Kohlenstoffdioxids mit der Kohlenstoffdioxid-Separationsmembran 51 stärker ansteigt. Im Ergebnis erhöht sich der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad. Es kann jedoch sein, dass die Temperatur des Abgases allein infolge des Durchströmens des ersten Wärmetauschers 3 ausreichend abgesenkt wird. In einem solchen Fall ist es nicht notwendig, die Temperatur des Abgases über den zweiten Wärmetauscher 4 zu vermindern. In Fällen, in denen es nicht notwendig ist, die Temperatur des Abgases über den zweiten Wärmetauscher 4 zu vermindern, kann das Ventil 45 dann geschlossen werden. Wenn durch Schließen des Ventils 45 der durch den zweiten Wärmetauscher 4 gehende Kühlwasserstrom unterbrochen wird, wird die Last der Pumpe 43 gesenkt, so dass die Last der Brennkraftmaschine 1 verringert werden kann. In Fällen, in denen die Pumpe 43 eine elektrische Pumpe ist, kann beispielsweise die durch die Brennkraftmaschine 1 erzeugte elektrische Energiemenge reduziert werden, indem die Last der Pumpe 43 vermindert wird, so dass eine Lastreduzierung der Brennkraftmaschine 1 bewirkt werden kann. Durch die Reduzierung der Last der Brennkraftmaschine 1 wird dann der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 reduziert, und dies ermöglicht eine Verminderung der aus der Brennkraftmaschine 1 ausgetragenen Menge an Kohlenstoffdioxid. Im Ergebnis kann die in die Atmosphäre abgegebene Menge an Kohlenstoffdioxid reduziert werden.
Durch die Steuerung des Öffnens und Schließens von Ventil 45 reduziert die ECU 10 dementsprechend die an die Atmosphäre abgegebene Menge an Kohlenstoffdioxid. 3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Ablaufs oder einer Routine für die Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 45. Die Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 45 wird mittels der ECU 10 in jedem vorherbestimmten Zeitintervall wiederholt. In Schritt S101 werden eine Abgastemperatur TEX, eine Fahrzeuggeschwindigkeit VA und eine Außenlufttemperatur TA eingelesen. Die Abgastemperatur TEX wird durch den Abgastemperatursensor 11 erfasst. Die Fahrzeuggeschwindigkeit VA wird durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 erfasst. Die Außenlufttemperatur TA wird durch den Außenlufttemperatursensor 13 erfasst. In Schritt S 102 wird ein Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur im ersten Wärmetauscher 3 berechnet. Der Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur im ersten Wärmetauscher 3 korreliert mit der Fahrzeuggeschwindigkeit VA, der Außenlufttemperatur TA usw., so dass diese Relationen über Experimente, Simulationen oder dergleichen im Vorfeld ermittelt werden und als Kennfeld dargestellt sind. Der Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur im ersten Wärmetauscher 3 kann zudem auch mit Hilfe eines physikalischen Modells oder dergleichen anhand der Spezifikationen des ersten Wärmetauschers 3, einer Differenz zwischen der Außenlufttemperatur TA und der Abgastemperatur TEX usw., ermittelt werden. Hierbei ist anzumerken, dass der Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur im ersten Wärmetauscher 3 über ein allgemein bekanntes Verfahren berechnet werden kann.
In Schritt S103 wird bestimmt, ob eine Differenz (TEX - DTA) zwischen der Abgastemperatur TEX und dem Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur höher (größer) als eine Solltemperatur TEXTRG ist. Die Differenz (TEX - DTA) zwischen der Abgastemperatur TEX und dem Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur stellt eine Abgastemperatur dar, nachdem das Abgas den ersten Wärmetauscher 3 durchströmt hat. Die Solltemperatur TEXTRG ist ein oberer Grenzwert der Temperatur, bei dem der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad in der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 in einen zulässigen Bereich fällt. Die Solltemperatur TEXTRG ist ein Beispiel des ersten Schwellwertes. Wenn die oben genannte Differenz (TEX - DTA) gleich oder kleiner als die Solltemperatur TEXTRG ist, besteht keine Notwendigkeit zur Absenkung der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4. Im Falle eines negativen Bestimmungsergebnisses in Schritt S103 setzt die Routine dementsprechend mit Schritt S108 fort, in dem das Ventil 45 geschlossen wird. Im Ergebnis endet die Kühlwasserumwälzung im zweiten Wärmetauscher 4, so dass die Last der Pumpe 43 reduziert werden kann, wodurch es möglich wird, den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 zu reduzieren. Im Falle eines positiven Bestimmungsergebnisses in Schritt S103 setzt die Routine hingegen mit Schritt S104 fort.
In Schritt S104 wird eine Temperatur TW des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 1 eingelesen. Die Kühlwassertemperatur TW wird durch den Kühlwassertemperatursensor 44 erfasst. In Schritt S105 wird ein Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 berechnet. Dieser Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur ist ein Betrag der Verminderung der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 unter der Annahme, dass das Ventil 45 geöffnet ist. Der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 korreliert mit der der Kühlwassertemperatur TW usw., so dass diese Relationen über Experimente, Simulationen oder dergleichen im Vorfeld ermittelt werden und als Kennfeld dargestellt sind. Der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 kann zudem auch mit Hilfe eines physikalischen Modells oder dergleichen anhand der Spezifikationen des zweiten Wärmetauschers 4, einer Differenz zwischen der Kühlwassertemperatur TW und der Abgastemperatur (TEX- DTA) usw., ermittelt werden. Hierbei ist anzumerken, dass der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 über ein allgemein bekanntes Verfahren berechnet werden kann.
In Schritt S106 wird bestimmt, ob der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 größer als ein Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist. Der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist ein oberer Grenzwert des Abgastemperatur-Verminderungsbetrags, bei dem, im Falle der Umwälzung des Kühlwassers im zweiten Wärmetauscher 4, die in die Atmosphäre ausgetragene Menge an Kohlenstoffdioxid größer ist als wenn keine Umwälzung erfolgt. Der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist ein Beispiel eines zweiten Schwellwertes. Wenn der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 gleich oder kleiner als der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist, wird festgestellt, dass ein durch Zunahme des in die Atmosphäre abgegebenen Kohlenstoffdioxids entstehender Nachteil größer ist als ein durch Abnahme der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 erzielter Vorteil. Im Falle eines negativen Bestimmungsergebnisses in Schritt S106 setzt die Routine dementsprechend mit Schritt S108 fort, in dem das Ventil 45 geschlossen wird. Im Ergebnis endet die Kühlwasserzirkulation im zweiten Wärmetauscher 4, so dass die Last der Pumpe 43 reduziert werden kann, wodurch es möglich wird, den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 zu reduzieren. Im Falle eines positiven Bestimmungsergebnisses in Schritt S106 setzt die Routine hingegen mit Schritt S107 fort. In Schritt S107 wird das Ventil 45 geöffnet. Damit wird das Kühlwasser im zweiten Wärmetauscher 4 umgewälzt, so dass die Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 abgesenkt werden kann.
Durch Bereitstellung des ersten Wärmetauschers 3 und des zweiten Wärmetauschers 4 kann auf diese Weise die Temperatur des in die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 einströmenden Abgases in ausreichendem Maße abgesenkt werden, wodurch eine Verbesserung des Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrades in der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 ermöglicht wird. In Fällen, in denen eine Verminderung der Abgastemperatur über den zweiten Wärmetauscher 4 nicht notwendig ist, oder in Fällen, in denen die in die Atmosphäre abgegebene Menge an Kohlenstoffdioxid ansteigt, wenn die Abgastemperatur durch den zweiten Wärmetauscher 4 vermindert wird, erfolgt keine Kühlwasserumwälzung im Wärmetauscher 4 und dadurch kann der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 reduziert werden und die ins Abgas ausgetragene Menge an Kohlenstoffdioxid reduziert werden.
(Zweite Ausführungsform)
4 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des schematischen Aufbaus einer Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es werden bei 4 (dieser zweiten Ausführungsform) hauptsächlich Abweichungen gegenüber 1 (der oben erwähnten ersten Ausführungsform) erläutert. In der vorliegenden zweiten Ausführungsform ist der zweite Wärmetauscher 4 im Abgaskanal 2 auf der Anströmseite des ersten Wärmetauschers 3 angeordnet. Hierbei führt der erste Wärmetauscher 3 einen Wärmetausch zwischen der Außenluft und dem Abgas aus, so dass der Verminderungsbetrag der Abgastemperatur mit abnehmender Temperatur der Außenluft zunimmt. In Fällen, in denen der erste Wärmetauscher 3 dicht an der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist, tritt Außenluft mit einer infolge des Umströmens der Brennkraftmaschine 1 höheren Temperatur mit dem ersten Wärmetauscher 3 in Kontakt, und das lässt eine mögliche Absenkung des Verminderungsbetrags der Abgastemperatur befürchten. In Fällen hingegen, in denen der erste Wärmetauscher 3 abständig von der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist, ist die Temperatur der Außenluft bei Kontakt mit dem ersten Wärmetauscher 3 niedriger, so dass der Verminderungsbetrag der Abgastemperatur erhöht werden kann.
Darüber hinaus ist der Kühlwasserkanal 42 mit dem zweiten Wärmetauscher 4 verbunden. Bei einem längeren Kühlwasserkanal 42 erhöht sich die Last der Pumpe 43, und die Kosten steigen. Im Gegensatz dazu kann der Kühlwasserkanal 42 verkürzt werden, indem der zweite Wärmetauscher 4 an einer nah am Radiator 41 gelegenen Position angeordnet wird. Indem der zweite Wärmetauscher 4 im Abgaskanal 2 auf der Anströmseite des ersten Wärmetauschers 3 angeordnet wird, kann dementsprechend der Verminderungsbetrag der Abgastemperatur des ersten Wärmetauschers 3 erhöht werden, und die Last der Pumpe 43 kann vermindert werden, während die Kosten für die Anordnung des zweiten Wärmetauschers 4 reduziert werden.
Auch in der oben genannten Ausgestaltung kann die in 3 dargestellte Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 45 ausgeführt werden. In diesem Fall ist die Abgastemperatur TEX in Schritt S103 die Abgastemperatur zu dem Zeitpunkt, an dem keine Kühlwasserzirkulation im zweiten Wärmetauscher 4 erfolgt. Hierbei ist anzumerken, dass davon ausgegangen werden kann, dass der in Schritt S101 eingelesene Erfassungswert des Abgastemperatursensors 11 die Temperatur TEX des in den ersten Wärmetauscher 3 einströmenden Abgases ist. Das heißt, der Bestimmungsschritt S103 kann unter der Annahme ausgeführt werden, dass die Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 nicht geringer wird. Die Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 45 kann jedoch entsprechend dem in 5 dargestellten folgenden Flussdiagramm ausgeführt werden. 5 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs der Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 45 gemäß dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 45 wird mittels der ECU 10 in jedem vorherbestimmten Zeitintervall wiederholt ausgeführt. In Schritt S201 werden die Abgastemperatur TEX und die Temperatur TW des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 1 eingelesen. Die Abgastemperatur TEX wird durch den Abgastemperatursensor 11 erfasst. Die Kühlwassertemperatur TW wird durch den Kühlwassertemperatursensor 44 erfasst. In Schritt S202 wird der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 berechnet. Der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur ist der Verminderungsbetrag der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 zu dem Zeitpunkt, an dem das Ventil 45 geöffnet ist, das heißt der Verminderungsbetrag der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 zu dem Zeitpunkt, an dem das Kühlwasser durch den zweiten Wärmetauscher 4 strömt. Hierbei ist anzumerken, dass die ECU 10 den Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 unter der Annahme, dass das Ventil 45 geöffnet ist, schätzen kann. Der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 korreliert mit der Kühlwassertemperatur TW usw., so dass diese Relationen über Experimente, Simulationen oder dergleichen im Vorfeld ermittelt werden und in einem Kennfeld dargestellt sind. Der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 kann zudem auch mit Hilfe eines physikalischen Modells oder dergleichen anhand der Spezifikationen des zweiten Wärmetauschers 4, einer Differenz zwischen der Kühlwassertemperatur TW und der Abgastemperatur TEX usw., ermittelt werden. Hierbei ist anzumerken, dass der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 über ein allgemein bekanntes Verfahren berechnet werden kann.
In Schritt S203 wird bestimmt, ob der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 größer als der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist. Der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist ein oberer Grenzwert des Abgastemperatur-Verminderungsbetrags, bei dem, im Falle der Umwälzung des Kühlwassers im zweiten Wärmetauscher 4, die in die Atmosphäre ausgetragene Menge an Kohlenstoffdioxid größer ist als wenn keine Umwälzung erfolgt. Der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist ein Beispiel des zweiten Schwellwertes. In diesem Schritt S203 wird bestimmt, ob die Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 ausreichend vermindert werden kann. Im Falle eines negativen Bestimmungsergebnisses in Schritt S203 setzt die Routine dementsprechend mit Schritt S209 fort, in dem das Ventil 45 geschlossen wird. Im Ergebnis kann eine Erhöhung der an die Atmosphäre abgegebenen Menge an Kohlenstoffdioxid verhindert werden. Im Falle eines positiven Bestimmungsergebnisses in Schritt S203 setzt die Routine hingegen mit Schritt S204 fort.
In Schritt S204 werden die Fahrzeuggeschwindigkeit VA und die Außenlufttemperatur TA eingelesen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit VA wird durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 erfasst. Die Außenlufttemperatur TA wird durch den Außenlufttemperatursensor 13 erfasst. In Schritt S205 wird der Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur im ersten Wärmetauscher 3 berechnet. Der Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur im ersten Wärmetauscher 3 korreliert mit der Fahrzeuggeschwindigkeit VA, der Außenlufttemperatur TA usw., so dass diese Relationen über Experimente, Simulationen oder dergleichen im Vorfeld ermittelt werden und als Kennfeld dargestellt sind. Der Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur im ersten Wärmetauscher 3 kann zudem auch mit Hilfe eines physikalischen Modells oder dergleichen anhand der Spezifikationen des ersten Wärmetauschers 3, einer Differenz zwischen der Außenlufttemperatur TA und der Abgastemperatur TEX auf der Anströmseite des ersten Wärmetauschers 3 usw. ermittelt werden. Die Abgastemperatur TEX ist in diesem Fall die Temperatur des in den ersten Wärmetauscher 3 einströmenden Abgases unter der Annahme, dass das Ventil 45 geschlossen ist, und sie wird als durch den Abgastemperatursensor 11 erfasste Abgastemperatur eingestellt. Hierbei ist anzumerken, dass der Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur im ersten Wärmetauscher 3 durch ein allgemein bekanntes Verfahren berechnet werden kann.
In Schritt S206 wird bestimmt, ob die Differenz (TEX - DTA) zwischen der Abgastemperatur TEX und dem Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur höher (größer) als die Solltemperatur TEXTRG ist. Die Abgastemperatur TEX ist in dieser Phase die Temperatur des in den ersten Wärmetauscher 3 einströmenden Abgases unter der Annahme, dass das Ventil 45 geschlossen ist, und sie wird als durch den Abgastemperatursensor 11 erfasste Abgastemperatur eingestellt. Die Differenz (TEX - DTA) zwischen der Abgastemperatur TEX und dem Verminderungsbetrag DTA der Abgastemperatur stellt eine Abgastemperatur nach Absenkung für den Fall dar, dass die Abgastemperatur nur durch den ersten Wärmetauscher 3 abgesenkt wird. Die Solltemperatur TEXTRG ist ein oberer Grenzwert der Temperatur, bei dem der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad in der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 in den zulässigen Bereich fällt. Die Solltemperatur TEXTRG ist ein Beispiel des ersten Schwellwertes. In diesem Schritt S206 wird dementsprechend bestimmt, ob die Abgastemperatur allein durch den ersten Wärmetauscher 3 ausreichend vermindert werden kann. Wenn die oben genannte Differenz (TEX - DTA) gleich oder kleiner als die Solltemperatur TEXTRG ist, ist es dann möglich, die Abgastemperatur allein durch den ersten Wärmetauscher 3 in ausreichendem Maße abzusenken. Im Falle eines positiven Bestimmungsergebnisses in Schritt S206 setzt die Routine dementsprechend mit Schritt S207 fort, in dem das Ventil 45 geschlossen wird. Im Ergebnis endet die Kühlwasserzirkulation im zweiten Wärmetauscher 4, so dass die Last der Pumpe 43 reduziert werden kann, wodurch es möglich wird, den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 zu reduzieren. Im Falle eines negativen Bestimmungsergebnisses in Schritt S206 hingegen kann die Abgastemperatur nicht allein durch den ersten Wärmetauscher 3 ausreichend vermindert werden, und so setzt die Routine mit Schritt 208 fort, in dem das Ventil 45 geöffnet wird. Damit wird die Abgastemperatur auch im zweiten Wärmetauscher 4 vermindert.
Auf diese Weise kann der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad ungeachtet der Anordnungsreihenfolge des ersten Wärmetauschers 3 und des zweiten Wärmetauschers 4 verbessert werden. Hierbei ist zu beachten, dass die in 5 dargestellte Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 45 auch in dem in 1 dargestellten Aufbau ausgeführt werden kann.
(Dritte Ausführungsform)
6 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des schematischen Aufbaus einer Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es werden bei 6 (dieser dritten Ausführungsform) hauptsächlich Abweichungen gegenüber 1 (der oben erwähnten ersten Ausführungsform) erläutert. In dieser dritten Ausführungsform wird im zweiten Wärmetauscher 4 ein vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine 1 verschiedenes anderes Kühlwasser umgewälzt. Hierbei ist anzumerken, dass das im zweiten Wärmetauscher 4 umzuwälzende Kühlwasser ein Kühlwasser sein kann, das exklusiv für eine im zweiten Wärmetauscher 4 erfolgende Kühlung von Abgas hergestellt wird. In dieser dritten Ausführungsform wird das durch die Brennkraftmaschine 1 strömende Kühlwasser über ein erstes Kühlwasserumwälzsystem 400 umgewälzt, und das durch den zweiten Wärmetauscher 4 strömende Kühlwasser wird durch ein zweites Kühlwasserumwälzsystem 600 umgewälzt.
Das erste Kühlwassersystem 400 umfasst einen Radiator 41, der eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen Außenluft und Kühlwasser auszuführen, einen Kühlwasserkanal 42, durch den das Kühlwasser strömt, und eine im Kühlwasserkanal 42 angeordnete Pumpe 43 zum Fördern des Kühlwassers. Der Kühlwasserkanal 42 weist einen ersten Kanal 42A und einen zweiten Kanal 42B auf. Der erste Kanal 42A verbindet die Brennkraftmaschine 1 und den Radiator 41 so miteinander, dass er das Einströmen des aus der Brennkraftmaschine 1 ausgetragenen Kühlwassers in den Radiator 41 ermöglicht. Der zweite Kanal 42B verbindet die Brennkraftmaschine 1 und den Radiator 41 über die Pumpe 43 so miteinander, dass er das Einströmen des aus dem Radiator 41 ausgetragenen Kühlwassers in die Brennkraftmaschine 1 ermöglicht.
Das zweite Kühlwasserumwälzsystem 600 umfasst einen Radiator 61, der eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem Kühlwasser auszuführen, einen Kühlwasserkanal 62, durch den das Kühlwasser strömt, eine im Kühlwasserkanal 62 angeordnete Pumpe 63 zum Fördern des Kühlwassers und einen Kühlwassertemperatursensor 64 zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers, das durch den Kühlwasserkanal 62 zwischen der Pumpe 63 und dem Radiator 61 zirkuliert. Hierbei ist anzumerken, dass die Pumpe 63 oder das zweite Kühlwasserumwälzsystem 600 ein Beispiel der Umwälzvorrichtung sind. Der Kühlwasserkanal 62 weist einen ersten Kanal 62A und einen zweiten Kanal 62B auf. Der erste Kanal 62A verbindet den Radiator 61 und den zweiten Wärmetauscher 4 so miteinander, dass er das Einströmen des aus dem zweiten Wärmetauscher 4 ausgetragenen Kühlwassers in den Radiator 61 ermöglicht. Der zweite Kanal 62B verbindet den Radiator 61 und den zweiten Wärmetauscher so miteinander, dass er das Einströmen des aus dem Radiator 61 ausgetragenen Kühlwassers über den Kühlwassertemperatursensor 64 und die Pumpe 63 in den zweiten Wärmetauscher 4 ermöglicht. Die Pumpe 63 fördert das Kühlwasser im zweiten Kanal 62B von der Seite des Radiators 61 zur Seite des zweiten Wärmetauschers 4. Hierbei ist anzumerken, dass die Pumpe 63 ihre Antriebskraft von einem elektrischen Motor beziehen kann. Das erste Kühlwasserumwälzsystem 400 und das zweite Kühlwasserumwälzsystem 600 sind jeweils voneinander unabhängig, und sie sind dergestalt eingerichtet, dass das durch das erste Kühlwasserumwälzsystem 400 zirkulierende Kühlwasser und das durch das zweite Kühlwasserumwälzsystem 600 zirkulierende Kühlwasser sich nicht vermischen. Hierbei ist anzumerken, dass in dieser dritten Ausführungsform auf eine Ausgestaltung Bezug genommen wird, in der im zweiten Wärmetauscher 4 Kühlwasser umgewälzt wird, aber dass eine andere Ausgestaltung gewählt werden kann, in der ein abweichendes Wärmemedium (zum Beispiel Kühlöl) an Stelle von Kühlwasser umgewälzt wird. Darüber hinaus kann es sich beim Kühlwasser um ein mit einem Additiv (zum Beispiel einer Frostschutzlösung) versetztes Wasser handeln.
Der Kühlwassertemperatursensor 64 ist mit der ECU 10 elektrisch verbunden, so dass der erfasste Wert des Kühlwassertemperatursensors 64 zur ECU 10 geführt wird. Die ECU 10 steuert den Betrieb der Pumpe 63 an Stelle der Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 45 der ersten Ausführungsform. Das heißt, an Stelle der Schließung des Ventils 45 der ersten Ausführungsform wird die Pumpe 63 ausgeschaltet, und an Stelle der Öffnung des Ventils 45 der ersten Ausführungsform wird die Pumpe 63 eingeschaltet. In dieser Phase führt ein Prozessor ein vorherbestimmtes Programm auf einer Hauptspeichereinheit aus.
7 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Ablaufs oder einer Routine für die Betriebssteuerung der Pumpe 63. Die Betriebssteuerung der Pumpe 63 wird mittels der ECU 10 in jedem vorherbestimmten Zeitintervall wiederholt ausgeführt. In den Schritten S301 bis S303 werden die gleichen Verarbeitungsschritte wie in den oben genannten Schritten S101 bis S103 von 3 ausgeführt. Hierbei ist anzumerken, dass im Falle eines negativen Bestimmungsergebnisses in Schritt S303 die Routine mit Schritt S308 fortsetzt, in dem die Pumpe 63 ausgeschaltet wird. Damit endet der Umlauf des Kühlwassers im zweiten Wärmetauscher 4. In diesem Stadium kann die Abgastemperatur allein mittels des ersten Wärmetauschers 3 in ausreichendem Maße abgesenkt werden, so dass ein Betreiben der Pumpe 63 nicht notwendig ist. Dann kann durch Ausschalten der Pumpe 63 die Last der Pumpe 63 reduziert werden, wodurch es möglich wird, den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 zu reduzieren. Im Falle eines positiven Bestimmungsergebnisses in Schritt S303 setzt die Routine hingegen mit Schritt S304 fort.
In Schritt S304 wird eine Temperatur TW2 des Kühlwassers eingelesen. Die Kühlwassertemperatur TW2 wird durch den Kühlwassertemperatursensor 64 erfasst. In Schritt S305 wird der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 berechnet. Der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 korreliert mit der der Kühlwassertemperatur TW2 usw., so dass diese Relation über Experimente, Simulationen oder dergleichen im Vorfeld ermittelt wird und als Kennfeld dargestellt wird. Der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 kann zudem auch mit Hilfe eines physikalischen Modells oder dergleichen anhand der Spezifikationen des zweiten Wärmetauschers 4, einer Differenz zwischen der Kühlwassertemperatur TW2 und der Abgastemperatur (TEX - DTA) usw., ermittelt werden. Hierbei ist anzumerken, dass der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 über ein allgemein bekanntes Verfahren berechnet werden kann.
In Schritt S306 wird bestimmt, ob der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 größer als der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist. Der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist ein oberer Grenzwert des Abgastemperatur-Verminderungsbetrags, bei dem, im Falle der Umwälzung des Kühlwassers im zweiten Wärmetauscher 4, die an die Atmosphäre abgegebene Menge an Kohlenstoffdioxid größer ist als wenn keine Umwälzung erfolgt. Der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist ein Beispiel des zweiten Schwellwertes. Wenn der Verminderungsbetrag DTW der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 gleich oder kleiner als der Soll-Verminderungsbetrag DTWTRG ist, wird festgestellt, dass ein durch Zunahme des an die Atmosphäre abgegebenen Kohlenstoffdioxids entstehender Nachteil größer ist als ein durch Abnahme der Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 erzielter Vorteil. Im Falle eines negativen Bestimmungsergebnisses in Schritt S306 setzt die Routine dementsprechend mit Schritt S308 fort, in dem die Pumpe 63 abgeschaltet wird. Im Ergebnis endet die Kühlwasserzirkulation im zweiten Wärmetauscher 4, so dass die Last der Pumpe 43 reduziert werden kann, wodurch es möglich wird, den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 zu reduzieren. Im Falle eines positiven Bestimmungsergebnisses in Schritt S306 setzt die Routine hingegen mit Schritt S307 fort. In Schritt S307 wird die Pumpe 63 eingeschaltet. Damit wird das Kühlwasser im zweiten Wärmetauscher 4 umgewälzt, so dass die Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 vermindert werden kann.
Durch Ausführung der Betriebssteuerung der Pumpe 63 kann auf diese Weise die Temperatur des in die Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 einströmenden Abgases in ausreichendem Maße abgesenkt werden, was eine Verbesserung des Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrades in der Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung 5 ermöglicht. In Fällen, in denen eine Verminderung der Abgastemperatur durch den zweiten Wärmetauscher 4 nicht notwendig ist, oder in Fällen, in denen die an die Atmosphäre abgegebene Menge an Kohlenstoffdioxid ansteigt, wenn die Abgastemperatur durch den zweiten Wärmetauscher 4 vermindert wird, wird die Pumpe 63 ausgeschaltet und damit kann der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 reduziert werden und die ins Abgas ausgetragene Menge an Kohlenstoffdioxid reduziert werden. Darüber hinaus kann der Kühlwasserkanal 62 kurz ausgestaltet werden, indem das zweite Kühlwasserumwälzsystem 600 für das Umwälzen des Kühlwassers im zweiten Wärmetauscher 4 getrennt vom ersten Kühlwasserumwälzsystem 400 für das Kühlen der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen wird. Dementsprechend kann ein Kostenanstieg verhindert werden, und es kann auch eine Erhöhung der Last der Pumpe 63 verhindert werden. Darüber hinaus kann das Kühlwasser mit einer Temperatur, die niedriger ist als die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 1, im zweiten Kühlwasserumwälzsystem 600 umgewälzt werden, so dass die Abgastemperatur im zweiten Wärmetauscher 4 weiter abgesenkt wird. Im Ergebnis kann der Kohlenstoffdioxid-Abscheidewirkungsgrad weiter verbessert werden. Hierbei ist anzumerken, dass, wie in der zweiten Ausführungsform erläutert, der zweite Wärmetauscher 4 auch im Abgaskanal 2 auf der Anströmseite des ersten Wärmetauschers 3 angeordnet werden kann.

Claims

Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, umfassend: einen ersten Wärmetauscher, der in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist und eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen Außenluft und Abgas der Brennkraftmaschine auszuführen; einen zweiten Wärmetauscher, der im Abgaskanal angeordnet ist und eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen einem zirkulierenden Wärmemedium und dem Abgas auszuführen; und eine Kohlenstoffdioxid-Abscheidevorrichtung, die im Abgaskanal auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers und des zweiten Wärmetauschers angeordnet ist und eingerichtet ist, um Kohlenstoffdioxid aus dem Abgas abzuscheiden.
Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei das Wärmemedium Kühlwasser der Brennkraftmaschine ist.
Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine Umwälzvorrichtung, die eingerichtet ist, um das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umzuwälzen; und eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um die Umwälzvorrichtung zu steuern; wobei der zweite Wärmetauscher im Abgaskanal auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet ist; und die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzt, falls eine erste Abgastemperatur, welche die Temperatur des Abgases ist, nachdem das Abgas und die Außenluft einen Wärmeaustausch im ersten Wärmetauscher vorgenommen haben, gleich oder kleiner als ein erster Schwellwert ist.
Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine Umwälzvorrichtung, die eingerichtet ist, um das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umzuwälzen; und eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um die Umwälzvorrichtung zu steuern; wobei der zweite Wärmetauscher im Abgaskanal auf der Anströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet ist; und die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzt, falls eine erste Abgastemperatur, welche die Temperatur des Abgases ist, nachdem das Abgas und die Außenluft einen Wärmeaustausch im ersten Wärmetauscher vorgenommen haben, und welche die Temperatur des Abgases zu dem Zeitpunkt ist, an dem das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umgewälzt wird, gleich oder kleiner als ein erster Schwellwert ist.
Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4, wobei in Fällen, in denen die erste Abgastemperatur höher als der erste Schwellwert ist, die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umwälzt, falls ein zweiter Verminderungsbetrag, der ein Betrag der Verminderung der Temperatur des Abgases durch den zweiten Wärmetauscher zu dem Zeitpunkt ist, an dem das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher zirkuliert, höher als ein zweiter Schwellwert ist, wohingegen die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzt, falls der zweite Verminderungsbetrag gleich oder kleiner als der zweite Schwellwert ist.
Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine Umwälzvorrichtung, die eingerichtet ist, um das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umzuwälzen; und eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um die Umwälzvorrichtung zu steuern; wobei in Fällen, in denen ein zweiter Verminderungsbetrag, der ein Betrag der Verminderung der Temperatur des Abgases durch den zweiten Wärmetauscher zu dem Zeitpunkt ist, an dem das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher zirkuliert, gleich oder kleiner als der zweite Schwellwert ist, die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzt.
Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, wobei der zweite Wärmetauscher im Abgaskanal auf der Abströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet ist; und in Fällen, in denen der zweite Verminderungsbetrag größer als der zweite Schwellwert ist, die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umwälzt, falls die erste Abgastemperatur, welche die Temperatur des Abgases ist, nachdem das Abgas und die Außenluft einen Wärmeaustausch im ersten Wärmetauscher vorgenommen haben, höher ist als der erste Schwellwert, wohingegen die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzt, falls die erste Abgastemperatur gleich oder kleiner als der erste Schwellwert ist.
Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, wobei der zweite Wärmetauscher im Abgaskanal auf der Anströmseite des ersten Wärmetauschers angeordnet ist; und in Fällen, in denen der zweite Verminderungsbetrag größer als der zweite Schwellwert ist, die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium im zweiten Wärmetauscher umwälzt, falls die erste Abgastemperatur, welche die Temperatur des Abgases ist, nachdem das Abgas und die Außenluft einen Wärmeaustausch im ersten Wärmetauscher vorgenommen haben, und welche die Temperatur des Abgases zu dem Zeitpunkt ist, an dem das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher zirkuliert, höher ist als der erste Schwellwert, wohingegen die Steuerungsvorrichtung das Wärmemedium nicht im zweiten Wärmetauscher umwälzt, falls die erste Abgastemperatur gleich oder kleiner als der erste Schwellwert ist.