DE19533307A1 - Vorrichtung zum beschleunigten Aufheizen einer Abgas-Katalysatoranordnung in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung zum beschleunigten Aufheizen einer Abgas-Katalysatoranordnung in KraftfahrzeugenInfo
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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 Tkat1 und Tkat2 der elektronischen
Steuereinheit 13 eingegangen. Die übrigen Ein- und Ausgangssignale E, A
sind lediglich schematisch angedeutet. Die Eingangssignale Tkat1 bzw.
Tkat2 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
Tkat1 und Tkat2 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 Pkat1 und Pkat2, 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 Pkat1 und Pkat2 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 Pkat1 und Pkat2 führt nur zu einem
geringen Anstieg der Temperaturen Tkat1 und Tkat2 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 tP 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 tP und der Betriebszeit t₂ der elektrischen Heizvorrichtung
9 zusammen. Die Gesamtdauer der Kaltstartphase t₁ + tP + t₂ kann bei
spielsweise empirisch ermittelt und fest vorgegeben werden, sie kann sich
jedoch auch in Abhängigkeit von den Temperaturen Tkat1 und Tkat2 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 Tkat1
und/oder Tkat2 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 + tP + 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 Tkat1 und Tkat2 ersichtlich. In den Fig. 3
bis 5 steigt der Verlauf der Temperatur Tkat1 innerhalb der Betriebsdauer t₁
der elektrischen Heizvorrichtung 8 sehr schnell an. Ebenso verhält sich auch
der Verlauf der Temperatur TKat2 der elektrischen Heizvorrichtung 9 wäh
rend der Betriebsdauer t₂. Am Ende der Kaltstartphase weisen die Tempe
raturen TKat1 und TKat2 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 Tkat1 bzw. Tkat2 oder in
Abhängigkeit von der Betriebsdauer t₁ bzw. t₂, vorgenommen werden. Eine
Nachheizphase nach Fig. 4 wird vorzugsweise dann vorgenommen, wenn
die Temperaturen Tkat1 und Tkat2 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
Pkat1 und Pkat2 gegenüber den Leistungen in der Kaltstartphase reduziert.
Eine Nachheizphase gemäß Fig. 5 wird beispielsweise dann vorgenommen,
wenn zwar die Temperatur Tkat2 bereits die Soll-Temperatur erreicht hat,
während die Temperatur Tkat1 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 Tkat1 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
tP 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 +tP+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 (tP) verzögert einschaltbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet daß nach einer Kaltstartphase (t₁ + tP + 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 + tP + 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
(PKat1, PKat2) 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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19533307A DE19533307B4 (de) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | Vorrichtung zum beschleunigten Aufheizen einer Abgas-Katalysatoranordnung in Kraftfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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