DE19533307A1 - Vorrichtung zum beschleunigten Aufheizen einer Abgas-Katalysatoranordnung in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum beschleunigten Aufhei­ zen einer Abgas-Katalysatoranordnung in Kraftfahrzeugen.

Es ist bereits eine Vielzahl derartiger Vorrichtungen unterschiedlichster Ausführungen bekannt. Beispielsweise werden zum beschleunigten Aufhei­ zen eines Katalysators bezüglich der Zusammensetzung des in den Kataly­ sator strömenden Abgases Maßnahmen ergriffen, die im Katalysator zu einer erhöhten exothermen Reaktion führen, wie z. B. eine Anfettung des dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches, eine Zündzeitpunktspätverstellung oder eine Sekundärluftzufuhr in die Abgasleitung. Darüber hinaus ist es bekannt, eine Katalysatoranordnung durch eine elektrische Heizvorrichtung beschleunigt aufzuheizen. Beispiels­ weise ist aus der DE 41 06 249 A1 eine Vorrichtung zum beschleunigten Aufheizen einer Abgas-Katalysatoranordnung mit zwei Katalysatoren in Kraftfahrzeugen bekannt, bei der sowohl eine elektrische Heizvorrichtung als auch abgasbezogene Maßnahmen zur Erhöhung der exothermen Reaktion in den Katalysatoren vorgesehen sind. Zum beschleunigten Aufheizen eines der beiden Katalysatoren ist diesem eine elektrische Heizvorrichtung zugeordnet. In einer Kaltstartphase wird der zweite Katalysator lediglich durch die heißen Abgase erwärmt, die aus dem mittels der elektrischen Heizvorrichtung beschleunigt erwärmten ersten Katalysator ausströmen. Ziel des beschleunigten Aufheizens ist jedoch, die gewünschte Arbeitstemperatur einer gesamten Katalysatoranordnung möglichst schnell zu erreichen. Bei der aus der DE 41 06 249 A1 bekannten Vorrichtung wird dieses Ziel jedoch nur bei einem Katalysator erreicht.

Im Hinblick auf das Ziel, möglichst schnell die Arbeitstemperatur eines oder mehrerer Katalysatoren zu erreichen, könnten auch mehr als eine elektrische Heizvorrichtung vorgesehen sein. Bei gleichzeitiger Bestromung sämtlicher elektrischer Heizvorrichtungen besteht jedoch die Gefahr einer Bord­ netzüberlastung. Zwar könnte die zur Verfügung stehende Heizleistung auf die einzelnen elektrischen Heizvorrichtungen anteilig aufgeteilt werden, je­ doch führt dies nur zu einem ungenügenden Aufheizen der Abgas-Katalysa­ toranordnung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung eingangs genannter Art der­ art zu verbessern, daß sowohl die gewünschte Arbeitstemperatur der ge­ samten Katalysatoranordnung möglichst schnell erreicht wird als auch eine Überlastung des Bordnetzes verhindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmaie des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist die Abgas-Katalysatoranordnung mindestens zwei elektrische Heizvorrichtungen auf, die getrennt schaltbar sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß die elektrischen Heizvorrichtungen nicht zwingend gleichzeitig ein- und/oder ausgeschaltet werden müssen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Effek­ tivität der elektrischen Beheizung umso größer ist, je kürzer die Zeit ist, in der die zur elektrischen Beheizung zur Verfügung stehende Energie den elektrischen Heizvorrichtungen zugeführt wird. Durch die getrennt schaltba­ ren elektrischen Heizvorrichtungen kann beispielsweise ein Teil der elektri­ schen Heizvorrichtungen kurze Zeit mit hoher Heizleistung beaufschlagt werden, während der andere Teil der elektrischen Heizvorrichtungen für diese kurze Zeit ausgeschaltet bleibt. Vorzugsweise werden alle zur Verfü­ gung stehenden elektrischen Heizvorrichtungen jeweils einzeln nacheinan­ der für eine vorgegebene Zeit mit maximal möglicher Leistung beaufschlagt.

Würden demgegenüber für eine Zeitdauer, die sich aus der Summe dieser vorgegebenen Betriebs-Zeiten jeder einzelnen elektrischen Heizvorrichtung ergibt, sämtliche elektrische Heizvorrichtungen gleichzeitig mit einer anteilig aufgeteilten zur Verfügung stehenden Leistung betrieben werden, würde ein weniger schnelles Aufheizen der gesamten Katalysatoranordnung erreicht werden.

Die Gegenstände der Unteransprüche 2 bis 8 sind vorteilhafte Weiterbildun­ gen der Erfindung.

Sind beispielsweise mehr als nur ein Katalysator in einer Abgas-Katalysa­ toranordnung enthalten, ist es von besonderem Vorteil, jedem dieser Kataly­ satoren zumindest eine elektrische Heizvorrichtung zuzuordnen. Somit be­ steht für jeden Katalysator die Möglichkeit der schnellsten Aufheizmaß­ nahme, nämlich der elektrischen Beheizung. Durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung nach Patentanspruch 2 ist zudem eine gleichmäßige Aufhei­ zung aller Katalysatoren möglich.

Mittels der Weiterbildung nach Patentanspruch 3 werden während einer Kaltstartphase die elektrischen Heizvorrichtungen nicht gleichzeitig, sondern nacheinander eingeschaltet, um über die eingeschalteten elektrischen Heiz­ vorrichtungen eine möglichst hohe Heizleistung abgeben zu können. Nach dieser Weiterbildung können sich zwar die Betriebsphasen der elektrischen Heizvorrichtungen teilweise überlappen, d. h. eine nachfolgend einzuschal­ tende elektrische Heizvorrichtung kann vor dem Ausschalten einer zuvor eingeschalteten elektrischen Heizvorrichtung eingeschaltet werden, jedoch werden vorzugsweise die Überlappungsbereiche der Betriebsphasen derart bestimmt, daß in keinem Fall mehr als eine vorgegebene Anzahl elektrischer Heizvorrichtungen gleichzeitig betrieben werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht den Vorteil, daß durch die Verhinderung eines gleichzeitigen Betriebs aller elektrischer Heizvorrichtungen den eingeschal­ teten elektrischen Heizvorrichtungen eine höhere Heizleistung zugeführt werden können.

Üblicherweise ist eine Kaltstartphase derart definiert, daß bei, kurz vor oder kurz nach dem Start der Brennkraftmaschine eine vorgegebene Temperatur­ schwelle, insbesondere der Brennkraftmaschinentemperatur oder der Kata­ lysatortemperatur, unterschritten ist. Die Dauer der Kaltstartphase kann zeit- oder temperaturgesteuert vorgegeben werden.

Gemäß der Weiterbildung nach Patentanspruch 4 wird jeweils nur eine elek­ trische Heizvorrichtung eingeschaltet. Somit werden überlappende Be­ triebsphasen mehrerer elektrischer Heizvorrichtungen ausgeschlossen, so daß der jeweils eingeschalteten einzigen elektrischen Heizvorrichtung mo­ mentan die maximal mögliche Heizleistung zugeführt werden kann. Vor­ zugsweise wird die Einschaltdauer jeder elektrischen Heizvorrichtung derart bemessen, daß während der Kaltstartphase jeder elektrischen Heizvorrich­ tung zumindest einmal nahezu die gleiche Heizleistung zugeführt wurde. Wird mit dem Ausschaltvorgang einer zuvor eingeschalteten elektrischen Heizvorrichtung gleichzeitig der Einschaltvorgang der darauffolgend einzu­ schaltenden Heizvorrichtung vorgenommen, wird mit dieser erfindungsge­ mäßen Weiterbildung die größte Effektivität der elektrischen Beheizung zum Aufheizen der Katalysatoranordnung erreicht.

Gemäß der Weiterbildung nach Patentanspruch 5 wird jeweils nur eine elek­ trische Heizvorrichtung eingeschaltet und zusätzlich zwischen dem Aus­ schaltvorgang einer zuvor eingeschalteten elektrischen Heizvorrichtung und dem Einschaltvorgang der im folgenden einzuschaltenden Heizvorrichtung eine vorgegebene Beheizungspause vorgenommen. Mit dieser erfindungs­ gemäßen Weiterbildung wird ein verbesserter Schutz gegen Bordnetzüber­ lastung erreicht.

Gemäß Patentanspruch 6 schließt an die Kaltstartphase, in der grundsätzlich kein gleichzeitiges Einschalten der elektrischen Heizvorrichtungen vorge­ nommen wird, eine Nachheizphase an. In der Nachheizphase wird eine bereits zuvor betriebene elektrische Heizvorrichtung wiederholt betrieben, wobei vorzugsweise die Betriebsdauer in der Nachheizphase gegenüber der Betriebsdauer in der Kaltstartphase reduziert ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 7 kann in der Nachheizphase zumindest ein Teil der elektrischen Heizvorrichtungen gleichzeitig betrieben werden, wobei den elektrischen Heizvorrichtungen eine gegenüber der Kaltstartphase reduzierte Heizleistung zugeführt wird.

Gemäß Patentanspruch 8 kann beispielsweise selektiv ein Katalysator, der momentan mittels einer elektrischen Heizvorrichtung beheizt wird, durch weitere Maßnahmen, die zu einer Abgaszusammensetzung führen, die die exotherme Reaktion in dem jeweiligen Katalysator erhöht, zusätzlich auf­ geheizt werden, während gleichzeitig derartige Maßnahmen in den Brenn­ räumen oder Abgasleitungen, die einem anderen Katalysator, der momentan oder grundsätzlich nicht mittels einer elektrischen Heizvorrichtung aufgeheizt wird, zugeordnet sind, nicht vorgenommen werden. Voraussetzung für diese erfindungsgemäße Weiterbildung ist, daß einem bestimmten Katalysator zumindest eine Abgasleitung und/oder ein Brennraum zugeordnet ist, da die abgasbezogenen Maßnahmen, wie z. B. die Sekundärluftzufuhr oder die Anfettung des Luft-Kraftstoffgemisches, in einer Abgasleitung oder in einem Brennraum vorgenommen werden.

Weiterhin können unterschiedliche abgasbezogene Maßnahmen bei einem momentan nicht elektrisch beheizten Katalysator abhängig davon ergriffen werden, ob dieser Katalysator betriebswarm oder nicht betriebswarm ist.

Weist eine Katalysatoranordnung beispielsweise zwei Katalysatoren auf, wovon jedem Katalysator je eine elektrische Heizvorrichtung sowie be­ stimmte Brennräume und Abgasleitungen zugeordnet sind, ist erfindungs­ gemäß folgendes Vorgehen möglich: Zum beschleunigten Aufheizen der beiden Katalysatoren in einer Kaltstartphase werden die elektrischen Heiz­ vorrichtungen abwechselnd betrieben. Ist zuerst die elektrische Heizvorrich­ tung des ersten Katalysators eingeschaltet, während die elektrische Heizvor­ richtung des zweiten Katalysators ausgeschaltet ist, werden in den dem ersten Katalysator zugeordneten Brennräumen und Abgasleitungen ab­ gasbezogene Maßnahmen zur Erhöhung der exothermen Reaktion im ersten Katalysator ergriffen, während in den dem zweiten, noch nicht betriebs­ warmen Katalysator zugeordneten Brennräumen und Abgasleitungen bei­ spielsweise eher Maßnahmen zur Abgasemissions- bzw. Kraftstoffver­ brauchsminimierung vorgenommen werden. Nach einer vorgegebenen Zeit wird die elektrische Heizvorrichtung des ersten Katalysators ausgeschaltet und die des zweiten Katalysators eingeschaltet. Daraufhin werden vorzugs­ weise im ersten, nunmehr betriebswarmen Katalysator abgasbezogene Maßnahmen ergriffen, die sich von den zuvor ergriffenen abgasbezogenen Maßnahmen beim zweiten, noch nicht betriebswarmen und noch nicht elek­ trisch beheizten Katalysator unterscheiden.

Die Kombination der brennraum- bzw. abgasleitungsselektiven Maßnahmen mit dem selektivem Einschalten der elektrischen Heizvorrichtung kann auf eine beliebige Anzahl von Katalysatoren angewendet werden.

Durch die erfindungsgemäße Weiterbildung wird ein optimaler Kompromiß zwischen den Zielen eines möglichst schnellen Aufheizens der gesamten Katalysatoranordnung, eines Bordnetzüberlastungsschutzes und einer Ab­ gasminimierung erreicht.

Allgemein wird ergänzend darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen Einschalt- und/oder Ausschaltvorgänge der elektrischen Heizvorrichtungen zeit-, temperatur- oder bordnetzbelastungsabhängig vorgenommen werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei je eine elektrische Heizvorrichtung aufweisenden Katalysatoren,

Fig. 2 Ein- und Ausschaltvorgänge der elektrischen Heizvorrichtun­ gen, die bei nicht getrennt schaltbaren elektrischen Heizvorrich­ tungen vorgenommen werden müßten, und deren Auswirkun­ gen auf die Temperaturen der Katalysatoren,

Fig. 3 Ein- und Ausschaltvorgänge mit den erfindungsgemäß getrennt schaltbaren elektrischen Heizvorrichtungen während einer Kaltstartphase und deren Auswirkung auf die Temperaturen der Katalysatoren sowie

Fig. 4 und Fig. 5 zwei alternative Möglichkeiten zur Ausführung von Ein- und Ausschaltvorgängen der elektrischen Heizvorrichtungen in einer an die Kaltstartphase anschließenden Nachheizphase.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1, beispielsweise in Form eines Achtzy­ linder V-Motors, mit zwei Zylinderbänken 2 und 3. Die Brennräume und Ab­ gasleitungen 5 der linken Zylinderbank 2 sind einem ersten Katalysator 6 und die Brennräume und Abgasleitungen 4 der rechten Zylinderbank 3 sind einem zweiten Katalysator 7 zugeordnet.

Die Katalysatoren 6 und 7 sind jeweils mit einer elektrischen Heizvorrichtung 8 und 9 versehen. Die elektrischen Heizvorrichtungen 8 und 9 sind mit einer Batterie 12 über steuerbare Schalter 10 und 11 verbunden, die steuerbaren Schalter 10 und 11 sind über Steuerleitungen an einer elektronischen Steu­ ereinheit 13 angeschlossen. Die elektronische Steuereinheit 13 ist bei­ spielsweise ein ohnehin vorhandenes Brennkraftmaschinen-Steuergerät. Die steuerbaren Schalter 10 und 11 sind beispielsweise intelligente Leistungs­ schalter, die in der Nähe der elektrischen Heizvorrichtungen 8 und 9 ange­ ordnet sind und beispielsweise über einen Bus (z. B. CAN) mit der elektroni­ schen Steuereinheit 13 kommunizieren. Derartige intelligente Leistungs­ schalter können beispielsweise Eingangssignale wie die Temperatur der Batterie, die Spannung der Batterie oder der Strom sowie die Spannung an der elektrischen Heizvorrichtung erhalten, weiterverarbeiten und/oder an die elektronische Steuereinheit 13 weiterleiten. Derartige Leistungsschalter kön­ nen darüber hinaus in Verbindung mit den erhaltenen Eingangssignalen eine Diagnose zur Fehlererkennung durchführen.

Auch die elektronische Steuereinheit 13 weist eine Vielzahl von Anschlüssen für Ein- und Ausgangssignale, wie z. B. die Fahrpedalstellung, die Drossel­ klappenstellung, die Brennkraftmaschinendrehzahl, die Brennkraftmaschi­ nentemperatur, die Ansauglufttemperatur oder die Batteriespannung als Ein­ gangssignale sowie die Kraftstoffeinspritzmenge, den Zündzeitpunkt oder das Ansteuersignal für die Sekundärluftpumpe als Ausgangssignale, auf. Die elektronische Steuereinheit 13 führt beispielsweise auch die abgasbezoge­ nen Maßnahmen, wie z. B. die Anfettung des Luft-Kraftstoff-Gemisches, die Zündwinkelfrühverstellung oder die Sekundärluftzufuhr, durch. Ebenso wer­ den in der elektronischen Steuereinheit 13 Diagnosemaßnahmen zur Feh­ lererkennung ergriffen. Zur einfacheren Darstellung der Erfindung wird im folgenden lediglich auf die schematisch dargestellten Steuerleitungen zwi­ schen der elektronischen Steuereinheit 13 und den steuerbaren Schaltern 10 und 11 sowie auf die Eingangssignale T_kat1 und T_kat2 der elektronischen Steuereinheit 13 eingegangen. Die übrigen Ein- und Ausgangssignale E, A sind lediglich schematisch angedeutet. Die Eingangssignale T_kat1 bzw. T_kat2 geben die Temperaturen des ersten Katalysators b bzw. des zweiten Katalysators 7 wieder. Die elektronische Steuereinheit 13 gibt beispielsweise zeitgesteuert oder in Abhängigkeit von den Temperatur-Eingangssignalen T_kat1 und T_kat2 entsprechende Steuersignale über die gestrichelt darge­ stellten Steuerleitungen zu den steuerbaren Schaltern 10 und 11 aus. Derar­ tige Steuersignale bestimmen beispielsweise den Ein- und Ausschaltvorgang (EIN/AUS) der steuerbaren Schalter 10 und 11 und damit der elektrischen Heizvorrichtungen 8 und 9 sowie die Leistung P_kat1 und P_kat2, mit der die elektrischen Heizvorrichtungen 8 und 9 angesteuert werden.

In Fig. 2 werden über der Zeit t die Ein- und Ausschaltvorgange EIN und AUS der steuerbaren Schalter 10 und 11 bzw. der elektrischen Heizvorrich­ tungen 8 und 9 gleichzeitig dargestellt. Die Leistungen P_kat1 und P_kat2 sind in diesem Fall derart bestimmt, daß die zur Verfügung stehende elektrische Energie auf beide elektrische Heizvorrichtungen 8 und 9 anteilig aufgeteilt werden. Diese Betriebsweise der elektrischen Heizvorrichtungen 8 und 9 wäre ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung notwendig, nämlich wenn keine getrennt steuerbaren Schalter 10 und 11 vorhanden wären. Durch die daraus resultierende langzeitige Beheizung der Katalysatoren 6 und 7 mit nur verhältnismäßig geringer Leistung P_kat1 und P_kat2 führt nur zu einem geringen Anstieg der Temperaturen T_kat1 und T_kat2 in den Katalysatoren 6 und 7.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen demgegenüber ein beschleunigtes Aufheizen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die elektrischen Heizvorrichtungen 8 und 9 getrennt, d. h. unabhängig voneinander, schaltbar sind.

Nach Fig. 3 werden die elektrischen Heizvorrichtungen 8 und 9 über die steuerbaren Schalter 10 und 11 nacheinander eingeschaltet, wobei der Ein­ schaltvorgang EIN der elektrischen Heizvorrichtung 9 erst dann beginnt, wenn der Ausschaltvorgang AUS der elektrischen Heizvorrichtung 8 bereits vor einer Pausenzeit t_P vorgenommen wurde. Erfindungsgemäß könnte auch nach dem Einschaltvorgang EIN der elektrischen Heizvorrichtung 8 mit oder vor dem Ausschaltvorgang AUS der elektrischen Heizvorrichtung 8 der Einschaltvorgang EIN der elektrischen Heizvorrichtung 9 vorgenommen werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 5 setzt sich die Kaltstart­ phase aus der Summe der Betriebsdauer t₁ der elektrischen Heizvorrichtung 8, der Pausenzeit t_P und der Betriebszeit t₂ der elektrischen Heizvorrichtung 9 zusammen. Die Gesamtdauer der Kaltstartphase t₁ + t_P + t₂ kann bei­ spielsweise empirisch ermittelt und fest vorgegeben werden, sie kann sich jedoch auch in Abhängigkeit von den Temperaturen T_kat1 und T_kat2 varia­ bel ergeben. Der Beginn einer Kaltstartphase findet mit, kurz vor oder kurz nach dem Start der Brennkraftmaschine statt. Deren Ende ist vorzugsweise durch das Erreichen einer vorgegebenen Katalysatortemperatur T_kat1 und/oder T_kat2 festgelegt. Die Nachheizphase schließt vorzugsweise ohne Pausenzeit unmittelbar nach der Kaltstartphase an. Nach den Ausführungs­ beispielen gemäß Fig. 3 bis Fig. 5 werden in der Kaltstartphase (t₁ + t_P + t₂) die elektrischen Heizvorrichtungen 8 und 9 niemals gleichzeitig betrieben. Dies bringt den Vorteil, daß bei Betrieb jeweils nur einer elektrischen Heiz­ vorrichtung der jeweils eingeschalteten Heizvorrichtung die maximal zur Verfügung stehende elektrische Energie zugeführt werden kann. Die Aus­ wirkung dieser Vorgehensweise, insbesondere in der Kaltstartphase, ist an den Verläufen der Temperaturen T_kat1 und T_kat2 ersichtlich. In den Fig. 3 bis 5 steigt der Verlauf der Temperatur T_kat1 innerhalb der Betriebsdauer t₁ der elektrischen Heizvorrichtung 8 sehr schnell an. Ebenso verhält sich auch der Verlauf der Temperatur T_Kat2 der elektrischen Heizvorrichtung 9 wäh­ rend der Betriebsdauer t₂. Am Ende der Kaltstartphase weisen die Tempe­ raturen T_Kat1 und T_Kat2 in den Fig. 3 bis 5 erheblich höhere Werte auf als am Ende der Kaltstartphase in Fig. 2.

Zusätzlich können die in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Nachheizphasen t₃ und t₄ oder t₅ an die Kaltstartphase anschließen. Beispielsweise kann nach der Kaltstartphase eine unterschiedliche Festlegung der Betriebsdauer t₃ bzw. t₄, z. B. in Abhängigkeit von der Temperatur T_kat1 bzw. T_kat2 oder in Abhängigkeit von der Betriebsdauer t₁ bzw. t₂, vorgenommen werden. Eine Nachheizphase nach Fig. 4 wird vorzugsweise dann vorgenommen, wenn die Temperaturen T_kat1 und T_kat2 nach der Kaltstartphase noch nicht die gewünschte Soll-Temperatur erreicht haben. Bei gleichzeitigem Betrieb der Heizvorrichtungen 8 und 9 während der Nachheizphase sind die Leistungen P_kat1 und P_kat2 gegenüber den Leistungen in der Kaltstartphase reduziert.

Eine Nachheizphase gemäß Fig. 5 wird beispielsweise dann vorgenommen, wenn zwar die Temperatur T_kat2 bereits die Soll-Temperatur erreicht hat, während die Temperatur T_kat1 noch unterhalb der vorgegebenen Soll- Temperatur liegt. In diesem Fall kann durch die getrennt schaltbare elektri­ sche Heizvorrichtung 8 lediglich diese wiederholt für die vorgegebene Be­ triebsdauer t₅, vorzugsweise mit der maximal zur Verfügung stehenden elektrischen Energie, betrieben werden. Auch die Betriebsdauer t₅ kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Temperatur T_kat1 oder von der Be­ triebsdauer t₁ bestimmt werden. Darüber hinaus ist es möglich, eine Pau­ senzeit zwischen dem ende der Kaltstartphase und dem Beginn der Nach­ heizphase vorzusehen. Dagegen kann zum einen auch auf die Pausenzeit t_P verzichtet werden sowie auch in der Kaltstartphase überlappende Be­ triebsphasen der elektrischen Heizvorrichtungen vorgesehen sein, wenn ins­ besondere ein sehr schnelles Aufheizen der gesamten Katalysatoranord­ nung gewünscht ist und die Gefahr einer Bordnetzüberlastung nicht besteht.

Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß vorzugsweise dann, wenn aus­ schließlich die Heizvorrichtung 8 (oder 9) eingeschaltet ist, in den dem Kata­ lysator 6 (oder 7) zugeordneten Brennräumen und Abgasleitungen 5 (oder 4) selektiv abgasbezogene Maßnahmen zur Erhöhung der exothermen Reak­ tion in dem momentan elektrisch beheizten Katalysator ergriffen werden, um ein Aufheizen des jeweiligen Katalysators 8 (oder 9) noch weiter zu be­ schleunigen, während in den dem jeweils nicht beheizten Katalysator 9 (oder 8) zugeordneten Brennräumen und Abgasleitungen eher abgasbezogene Maßnahmen zur Abgasemissionsminimierung vorgenommen werden.

Erfindungswesentlich sind die getrennt schaltbaren elektrischen Heizvorrich­ tungen 8 und 9, wodurch insbesondere bei Bedarf ein gleichzeitiger Betrieb dieser Heizvorrichtungen vermieden wird und bei Betrieb jeweils nur einer Heizvorrichtung eine maximal mögliche Heizleistung erreicht wird.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum beschleunigten Aufheizen einer Abgas- Katalysatoranordnung in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abgas-Katalysatoranordnung (6, 7) mindestens zwei elektrische Heizvorrichtungen (8, 9) aufweist, die getrennt schaltbar sind.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei der die Abgas- Katalysatoranordnung mindestens zwei Katalysatoren aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Katalysatoren (6; 7) je eine elektrische Heizvorrichtung (8; 9) zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die elektrischen Heizvorrichtungen (8 9) während einer Kaltstartphase (t₁ +t_P+t₂) nacheinander einschaltbar sind.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur eine elektrische Heizvorrichtung (8, 9) eingeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausschalten (AUS) einer elektrischen Heizvorrichtung (8, 9) die im folgenden einzuschaltende Heizvorrichtung (9, 8) für eine vorgegebene Pausenzeit (t_P) verzögert einschaltbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß nach einer Kaltstartphase (t₁ + t_P + t₂) eine Nachheizphase (t₅) anschließt, in der zumindest eine elektrische Heizvorrichtung (8) wiederholt betreibbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Kaltstartphase (t₁ + t_P + t₂) eine Nachheizphase (t₃, t₄) anschließt, in der zumindest ein Teil (8 und/oder 9) der elektrischen Heizvorrichtungen (8, 9) gleichzeitig mit einer gegenüber der Kaltstartphase reduzierten Leistung (P_Kat1, P_Kat2) betreibbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, bei der mindestens zwei Katalysatoren zumindest je eine Abgasleitung und/oder je ein Brennraum zugeordnet sind/ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine elektronische Steuereinheit (13) vorgesehen ist, durch die in einer Abgasleitung (5; 4) und/oder in einem Brennraum, die beide einem durch eine elektrische Heizvorrichtung (8; 9) beheizten Katalysator (6; 7) zugeordnet sind, bezüglich der Zusammensetzung der in die Katalysatoren (6, 7) strömenden Abgase andere Maßnahmen ergriffen werden, als in einer Ab­ gasleitung (4; 5) und/oder in einem Brennraum, die beide einem nicht durch eine elektrische Heizvorrichtung (9; 8) beheizten Katalysator (7; 6) zugeordnet sind.