DE3900155C2

DE3900155C2 -

Info

Publication number: DE3900155C2
Application number: DE3900155A
Authority: DE
Inventors: Kotaro Susono Shizuoka Jp Hayashi; Tokuta Mishima Shizuoka Jp Inoue; Sumio Gotenba Shizuoka Jp Ito; Kiyoshi Mishima Shizuoka Jp Kobashi; Shinichi Susono Shizuoka Jp Takeshima
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-01-08
Filing date: 1989-01-04
Publication date: 1992-07-16
Also published as: DE3900155A1; US4916897A

Description

Die Erfindung betrifft eine Auspuffanlage für einen Dieselmotor mit einem Auspufftopf sowie einer mit einer Heizeinrichtung versehenen Filteranlage, in welcher ein Filter derart angeschlossen ist, daß zur Regeneration des Filters zumindest ein Teil des Abgasstromes über Bypass-Leitungen in rückwärtiger Richtung durch das Filter führbar ist, wobei eine Steuereinrichtung zur Strömungssteuerung des Abgasstromes vorgesehen ist.

Eine derartige Auspuffanlage ist aus der JP 61-2 23 215 bekannt. Nachteilig an dieser Anlage ist, daß sie zusätzlich zum üblichen Auspufftopf vorgesehen ist. Es muß zur Schalldämpfung und Erzeugung eines Gegendrucks ein normaler Dämpfer- oder Auspufftopf vorgesehen sein neben der Filteranlage zur Reinigung des Abgases. Hierdurch gestaltet sich die Anlage zwangsläufig extrem voluminös.

Die JP 62-2 10 212 beschreibt ebenfalls eine in die Abgasleitung eingebaute Filteranlage. Auch hier muß ein zusätzlicher Auspufftopf vorgesehen sein, um die erforderliche Dämpfung und den angestrebten Rückstau zu erzielen. Die zusätzlichen Leitungen zur Führung des Abgasstromes erhöhen das Bauvolumen, so daß auch hier der Raumbedarf in nachteiliger Weise erheblich ist.

Die Erfindung will hier Abhilfe schaffen und stellt sich die Aufgabe, die Auspuffanlage der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sich trotz einer zusätzlichen Filteranlage das Gesamtbauvolumen für die Auspuffanlage nicht wesentlich erhöht und sich die Anlage problemlos ohne erhöhtes Raumbedürfnis in üblichen Kraftfahrzeugen montieren läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß innerhalb des Auspufftopfes eine vordere Kammer sowie eine hintere Kammer angeordnet ist, zwischen welchen sich eine dritte Kammer befindet, die das Filter enthält, wobei die vordere und die hintere Auspuffkammer über Regeleinrichtungen an das Einlaßrohr einerseits bzw. das Auslaßrohr andererseits anschließbar sind, und die vordere Kammer und/oder die hintere Kammer durch eine Trennwand unterteilt sind, die mit einer Mehrzahl von Durchlaßrohren versehen sind.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen dieser Auspuffanlage wird auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen.

Die Aufgabe wie auch weitere Ziele und die Merkmale sowie Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer in einen Auspufftopf eingebauten Abgas-Reinigungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Frontansicht einer bei der Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten Schelle;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von Fig. 1 im Zustand der Filter-Regenerierung;

Fig. 4 einen Flußplan der durch die Vorrichtung von Fig. 1 ausgeführten Filter-Regenerierroutine;

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer Abgas- Reinigungsvorrichtung mit einem dieser eingeglieder ten Geruchabsorbens in einer zweiten Ausführungs form gemäß der Erfindung;

Fig. 6 einen Flußplan der mit der Vorrichtung von Fig. 5 ausgeführten Absorbens-Regenerierroutine;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Reinigungsvor richtung in einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Reinigungsvor richtung in einer vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung einer Abgas- Reinigungsvorrichtung in einer fünften Ausführungs form gemäß der Erfindung;

Fig. 10 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von Fig. 9 im Zustand der Filter-Regenerierung;

Fig. 11 einen Flußplan der bei der Vorrichtung von Fig. 9 ausgeführten Filter-Regenerierroutine;

Fig. 12 einen Flußplan für ein erstes Beispiel eines Teils des Flußplans von Fig. 11 zur Berechnung des Öff nungsgrades einer dritten regelbaren Klappe;

Fig. 13 einen Flußplan für ein zweites Beispiel eines Teils des Flußplans von Fig. 11 zur Berechnung des Öffnungs grades der einstellbaren dritten Klappe;

Fig. 14 eine Schnittdarstellung einer Reinigungsvorrichtung in einer sechsten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 15 eine Schnittdarstellung einer Reinigungsvorrichtung in einer siebenten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 16 eine Schnittdarstellung einer Reinigungsvorrichtung in einer achten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 17 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von Fig. 16 im Zustand der Filter-Regenerierung;

Fig. 18 eine Frontansicht des Heizelements der Vorrichtung von Fig. 16;

Fig. 19 einen Flußplan der durch die Vorrichtung von Fig. 16 ausgeführten Filter-Regenerierroutine;

Fig. 20 eine Schnittdarstellung einer Reinigungsvorrichtung in einer neunten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 21 einen Teilschnitt der Vorrichtung von Fig. 20 im Zu stand der Filter-Regenerierung;

Fig. 22 einen Flußplan der durch die Vorrichtung von Fig. 21 durchgeführten Filter-Regenerierroutine;

Fig. 23 einen Teilschnitt einer Reinigungsvorrichtung in einer zehnten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 24 eine Schnittdarstellung einer Reinigungsvorrichtung in einer elften Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 25 einen Querschnitt nach der Linie A-A in der Fig. 24 eines Teils einer ein Geruchabsorbens abtrennenden Wand;

Fig. 26 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von Fig. 25 im Zustand der Filter-Regenerierung;

Fig. 27 einen Flußplan für die durch die Vorrichtung von Fig. 25 ausgeführte Routine zur Verhinderung einer Absorbens-Reinigung;

Fig. 28 einen Flußplan, der durch die Vorrichtung von Fig. 25 ausgeführten Geruchabsorbens-Schutzroutine.

Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispie len werden gleiche Bezugszahlen für gleichartige Elemente durchweg verwendet.

Die Fig. 1-3 zeigen eine Abgas-Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, die in einen Auspufftopf 10 eingebaut ist, welcher ein erstes Gehäuse 11 mit einer darin ausgebildeten ersten Expansionskammer, die durch eine Trennwand 12 in zwei Expansionskammern 13 und 14 geteilt ist, umfaßt. Mehrere Durchlaßrohre 15 verbinden diese beiden Expansionskammern 13 und 14 miteinander, um die dem Auspufftopf 10 eigene Funk tion herbeizuführen. Der Auspufftopf 10 umfaßt auch ein zwei tes Gehäuse 21 mit einer darin ausgebildeten zweiten Expan sionskammer, die ebenfalls durch eine Trennwand 22, die mit mehreren Durchlaßrohren 25 versehen ist, in zwei Expansions kammern 23 und 24 unterteilt ist. Bei dieser Ausführungsform sind das erste und zweite Gehäuse 11 sowie 21 fluchtend und mit Abstand zueinander angeordnet. Ein drittes Gehäuse 71 befindet sich zwischen dem ersten sowie zweiten Gehäuse 11 und 21, um zwischen diesen einen Kanal auszubilden und die Gehäuse mechanisch zu einer Einheit zu verbinden. Im folgen den werden die Kammern 13 sowie 23 als fernliegende und die Kammern 14 sowie 24 als naheliegende Kammern zur Vereinfa chung und Verdeutlichung der Beschreibung bezeichnet.

Von einem (nicht gezeigten) Abgassammler im Motor erstreckt sich ein Einlaßrohr 31, das nahe dem zweiten Gehäuse 21 in ein Haupt-Einlaßrohr 32 sowie ein Einlaß-Bypass 33 ver zweigt ist. Das Haupt-Einlaßrohr 32 erstreckt sich durch das zweite Gehäuse 21 sowie die Trennwand 12 des ersten Gehäuses 11 in die erste fernliegende Expansionskammer 13 des ersten Gehäuses 11, so daß das Abgas in die erste Expansionskammer eingeführt wird. Der Einlaß-Bypass 33 erstreckt sich durch die Trennwand 22 des zweiten Gehäuses in die zweite nahelie gende Expansionskammer 24 des zweiten Gehäuses 21.

Ein Haupt-Auslaßrohr 36 verläuft von der zweiten fernliegen den Expansionskammer 23 durch die Trennwand 22 des zwei ten Gehäuses 21 und durch das erste Gehäuse 11 zur Außenat mosphäre. Ein Auslaß-Umleitrohr 37 erstreckt sich von der ersten naheliegenden Expansionskammer 14 durch die Trenn wand 12 des ersten Gehäuses 11 zur Außenatmosphäre.

Im Einlaß-Bypass 33 ist eine Einlaß-Regelklappe 41 ange ordnet, die über eine Stange 42 mit einem Stellantrieb 43 verbunden ist. Diese Einlaß-Regelklappe 41 schließt normaler weise das Einlaß-Bypass 33 und öffnet dieses, wenn das Filter regeneriert werden soll, worauf noch näher eingegangen werden wird. Im Auslaß-Bypass 37 ist eine Auslaß-Regel klappe 46 angeordnet, die über eine Stange 47 mit einem Stell antrieb 51 verbunden ist. In gleichartiger Weise schließt die Auslaß-Regelklappe 46 normalerweise den Auslaß-Bypass 37 und öffnet diesen, wenn das Filter regeneriert wer den soll.

Die Stellantriebe 43 und 51 sind von gleichartiger Bauart und als durch Unterdruck betätigte Membran-Stellantriebe ausgebildet, weshalb lediglich ein Stellantrieb beschrieben wird. Der Stellantrieb 51 umfaßt ein Gehäuse 52 und eine darin angeordnete Membran 53, so daß eine Konstantdruckkam mer 54 und eine Unterdruckkammer gebildet werden. Die Mem bran 53 ist durch die Stange 47 mit der Auslaß-Regelklappe 46 verbunden. Die Konstantdruckkammer 54 hat normalerweise Verbindung zur Atmosphäre, während die Unterdruckkammer 55 mittels einer Verzögerungsunterdruck-Übertragungseinrichtung 56 mit einer Unterdruck-Versorgungseinrichtung 61 in Ver bindung steht. In der Unterdruckkammer 55 ist eine Feder 59 angeordnet. Die Verzögerungsunterdruck-Übertragungseinrich tung 56 weist eine Drosselöffnung 57 sowie ein Rückschlag ventil 58 auf, so daß der Unterdruck durch Schließen des Rückschlagventils 58 allmählich in die Unterdruckkammer 55 und durch Öffnen des Rückschlagventils 58 der Atmosphären druck (Aufheben des Unterdrucks) rapid eingeführt wird.

Wenn der Atmosphärendruck in die Unterdruckkammer 55 eingelei tet wird, dann wird die Membran 53 durch die Feder 59 zur Kon stantdruckkammer 54 hin verlagert, um die Auslaß-Regelklappe 46 zu schließen. Wenn dagegen in der Unterdruckkammer 55 der Unterdruck vorherrscht, dann wird die Membran 53 unter Kom pression der Feder 59 zur Unterdruckkammer 55 hin verlagert, um die Auslaß-Regelklappe 46 zu öffnen. Der Stellantrieb 43 für die Einlaß-Regelklappe 41 ist unmittelbar an die Unter druck-Versorgungseinrichtung 62 ohne eine Verzögerungsunter druck-Übertragungseinrichtung angeschlossen und öffnet die Einlaß-Regelklappe 41, wenn der Unterdruck vorherrscht, und er schließt die Klappe, wenn der Atmosphärendruck vor herrscht.

Das dritte Gehäuse 71 hat offene Stirn- oder Endflächen 72 und 73, die an einem zylindrischen Bund 16 des ersten Gehäu ses 11 und einem zylindrischen Bund 26 des zweiten Gehäuses 21 jeweils fest sind. Eine lösbare Verbindung zwischen die sen Gehäusen kann mittels einer Schelle 81, die in Fig. 2 gezeigt ist, hergestellt werden.

Die Schelle 81 umfaßt ein Paar von halbkreisförmigen Klemm gliedern 82 und 83 mit abgebogenen Lappen 82a und 83a, durch die jeweils eine Schraube 84 geführt ist, die mit einer Mut ter zusammenwirkt.

Das Haupt-Einlaßrohr 32 und das Haupt-Auslaßrohr 36 verlaufen außerhalb des dritten Gehäuses 71 zwischen dem ersten sowie zweiten Gehäuse 11 sowie 21, und diese Rohre haben jeweils Verbindungen 34 bzw. 38, welche lösbar unter Verwendung einer Schelle 81 hergestellt werden können.

Im dritten Gehäuse 71 ist ein Filterpaket 74 angeordnet, um Partikel, die im Abgas enthalten sind, aufzufangen, wobei benachbart zum Filterpaket 74 auf der Seite der zweiten nahe liegenden, im zweiten Gehäuse 21 ausgebildeten Expansionskam mer 24 ein elektrisches Heizelement 75 angeordnet ist, um die am Filterpaket 74 abgelagerten Partikel zu verbrennen und dadurch das Filterpaket zu regenerieren. Das Heizelement 75 ist an eine Batterie 77 mittels eines Relais 76 angeschlos sen, durch das dem Heizelement 75 eine Spannung zugeführt wird, wenn am Filterpaket 74 Partikel in einem vorbestimm ten Ausmaß abgelagert sind. Das Ausmaß der abgelagerten Par tikel kann mittels eines in der ersten nahegelegenen Expan sionskammer 14 im ersten Gehäuse 11 angeordneten Druckfüh lers 78 ermittelt werden, der eine Bestimmung, daß die Parti kel am Filterpaket 74 bis zu dem vorbestimmten Ausmaß abgela gert sind, wenn der Druck höher als ein vorbestimmter Wert wird, ermöglicht.

Normalerweise schließen die Einlaß-Regelklappe 41 und die Auslaß-Regelklappe 46 das Einlaß-Umleitrohr 33 bzw. das Aus laß-Umleitrohr 37, wie in Fig. 1 gezeigt ist, um die im Abgas enthaltenen Partikel aufzufangen. Insofern wird das Abgas vom Haupt-Einlaßrohr 32 in die erste fernliegende Expan sionskammer 13 geführt, von der es durch die erste nahelie gende Expansionskammer 14 in das Filterpaket 74 strömt, wie durch Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist. Bei dem Strömen des Abgases durch das Filterpaket 74 werden die Partikel in die sem aufgefangen. Nach dem Durchtritt durch das Filterpaket 74 strömt das Abgas durch die zweite nahegelegene sowie die zweite fernliegende Expansionskammer 24 bzw. 23, worauf es zur Außenatmosphäre abgeführt wird.

Bei dem Strömen des Abgases durch die Expansionskammern 13, 14, 24 und 23 des Auspufftopfes 10 werden auch die Auspuff geräusche gedämpft.

Wenn das Filterpaket 74 regeneriert werden soll, so öffnen die Einlaß-Regelklappe 41 und die Auslaß-Regelklappe 46 das Einlaß-Umleitrohr 33 bzw. den Auslaß-Bypass 37, wie in Fig. 3 gezeigt ist, so daß das Abgas durch das Haupt-Einlaß rohr 32 und den Einlaß-Bypass 33 strömt, wie in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet ist. Der Teil des Abgases, der durch das Haupt-Einlaßrohr 32 strömt, wird in die erste fernlie gende Expansionskammer 13 geführt und strömt von dieser durch die erste naheliegende Expansionskammer 14 in das Auslaß-Um leitrohr 37, von dem das Abgas zur Außenatmosphäre abgeführt wird. Der andere Teil des Abgases, der durch den Einlaß-Bypass 33 strömt, wird in die zweite naheliegende Expan sionskammer 24 geleitet, in der die Abgasströmung nochmals in einen Teil, der durch das Filterpaket 74 strömt, und einen anderen Teil, der durch die zweite fernliegende Expansionskam mer 23 sowie die Haupt-Auslaßleitung 36 zur Außenatmosphäre strömt, verzweigt wird. Es ist festzuhalten, daß die Strö mungsrichtung des Abgases, das während der Regenerierung des Filterpakets 74 durch dieses strömt, umgekehrt zur Strö mung bei dem normalen Auffangen der Partikel verläuft. Gleich zeitig wird an das Heizelement 75 eine Spannung gelegt, durch die dann Hitze erzeugt wird, um die am Filterpaket 74 abgela gerten Partikel zu verbrennen.

Für diesen Regeneriervorgang ist die Vorrichtung so ausge legt, daß eine Abgasmenge, die durch das Filterpaket 74 strömt, etwa ein Zehntel der gesamten Abgasmenge beträgt. Beispielsweise wird die Einlaß-Regelklappe 41 in einem vor bestimmten Ausmaß geöffnet, so daß etwa die Hälfte der ge samten Abgasmenge durch das Haupt-Einlaßrohr 32 und die ande re Hälfte durch den Einlaß-Bypass 33 strömt. Auch strö men vier Zehntel bzw. sechs Zehntel der gesamten Abgasmenge durch das Haupt-Auslaßrohr 36 bzw. den Auslaß-Bypass 37. Insofern durchströmt nahezu das gesamte Abgas lediglich zwei der vier Expansionskammern, jedoch ist unter dieser Bedingung die Wirkung in bezug auf eine Geräuschverminderung nicht so gut wie im Normalzustand. Etwa ein Zehntel der gesamten Ab gasmenge, das durch das Filterpaket 74 während dessen Rege nerierung strömt, wird dazu verwendet, ein Abkühlen des elek trischen Heizelements 75 durch das Abgas zu verhindern, so daß eine stabile Verbrennung der Partikel gewährleistet und ein Abblasen der Partikel vom Filterpaket 74 unterbunden wird.

Während des Regeneriervorgangs ruft die Verzögerungsunter druck-Übertragungseinrichtung 56 auch eine allmähliche Über tragung des Unterdrucks zur Auslaß-Regelklappe 46 hervor, die deshalb allmählich geöffnet wird. Insofern wird der Pe gel des Auspuffgeräuschs nicht plötzlich verändert, so daß der Fahrer keinerlei Unbehagen empfindet.

Ein elektronisches Steuergerät 91 ist für die Steuerung des Betriebs der Einlaß-Regelklappe 41, der Auslaß-Regelklappe 46 und des elektrischen Heizelements 75 vorgesehen. Das Steu ergerät 91 umfaßt einen Eingabe-Ausgabe-Kanal (E/A-Kanal) 92, einen Speicher 94, eine zentrale Verarbeitungseinheit (ZE) 95 und einen diese Bauelemente untereinander verbinden den Datenbus 96. Der Druckfühler 78, die Unterdruck-Versor gungseinrichtungen 61 sowie 62 und das Relais 76 sind mit dem E/A-Kanal 92 verbunden.

Die Fig. 4 zeigt einen Flußplan der Regenerierroutine des Filterpakets, die durch das Steuergerät 91 ausgeführt wird. Diese Routine wird durch Unterbrechungen zu vorbestimmten Zeitintervallen ausgelöst.

Im Schritt 101 wird entschieden, ob ein Flag f auf 1 gesetzt ist oder nicht. Das Flag f wird auf 1 gesetzt, wenn das Fil terpaket 74 regeneriert werden soll, und es bleibt auf 0 wäh rend eines normalen Filterbetriebs. Deshalb geht im Normal betrieb der Vorrichtung das Programm zum Schritt 102 über, in dem bestimmt wird, ob der vom Druckfühler 78 ermittelte Druck Δ P größer als ein vorbestimmter Druckwert P₀ ist. Wenn die Menge von am Filterpaket 74 abgelagerten Partikeln relativ klein ist, dann ist der ermittelte Druck Δ P geringer als der vorbestimmte Druck P₀, weshalb das Programm die Schrit te 103-108 überspringt und die Routine dieses Zyklus endet. Erreicht der ermittelte Druck Δ P auf Grund eines Anwach sens der abgelagerten Partikel den vorbestimmten Wert P₀, so geht das Programm vom Schritt 102 zum Schritt 103, um die Regenerierung des Filterpakets 74 einzuleiten.

Im Schritt 103 wird das Flag f auf 1 gesetzt, und dann wer den im Schritt 104 die Einlaß-Regelklappe 41 sowie die Auslaß- Regelklappe 46 geöffnet, und dem elektrischen Heizelement 75 wird eine Spannung angelegt. Die Einlaß-Regelklappe 41 wird plötzlich geöffnet, während die Auslaß-Regelklappe 46 dagegen allmählich unter der Einwirkung der Verzögerungsunter druck-Übertragungseinrichtung 56 geöffnet wird, wie bereits erwähnt wurde. Das elektrische Heizelement 75 erzeugt dann Hitze, um die am Filterpaket 74 abgelagerten Partikel zu ver brennen. Im Schritt 105 wird dann entschieden, ob seit dem Erregen des Heizelements 75 drei Minuten vergangen sind. Wenn die Regenerierung des Filterpakets 74 begonnen wird, so sind in diesem Zyklus drei Minuten noch nicht verstri chen, weshalb das Programm die Schritte 106-108 überspringt und die Routine dieses Zyklus endet. In den dem Auslösen der Regenerierung des Filterpakets 74 folgenden Zyklen geht das Programm vom Schritt 101 unmittelbar zum Schritt 105, da das Flag f auf 1 gesetzt ist, und die Entscheidung im Schritt 105 wird wiederholt, bis drei Minuten verstrichen sind. Wenn drei Minuten verstrichen sind, dann geht das Pro gramm vom Schritt 105 zum Schritt 106 über, um die Spannungs zufuhr zum Heizelement 75 zu unterbrechen, woran sich der Schritt 107 anschließt, in dem die Einlaß- sowie die Auslaß regelklappen 41 und 46 geschlossen werden. Schließlich wird im Schritt 108 das Flag f auf 0 zurückgesetzt und die Routine beendet.

Wie zu erkennen ist, ist bei der ersten Ausführungsform der Erfindung das Filterpaket 74 zwischen dem ersten sowie zwei ten Gehäuse 11 bzw. 21 des Auspufftopfes 10 angeordnet und dazu vorgesehen, Partikel unter Nutzung der mit Bezug zur Strömung im Haupt-Einlaßrohr 32 umgekehrten Strömung im Aus pufftopf 10 aufzufangen. Deshalb ist es möglich, eine umgekehr te Strömung durch das Filterpaket 74 ohne die Notwendigkeit für andere spezielle Leitungsführungen für die Regenerierung des Filterpakets 74 herbeizuführen. Als Ergebnis dessen kann die Abgas-Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung sehr kom pakt ausgestaltet und mit Leichtigkeit am Fahrzeug montiert werden. Auch ist der Strömungsweg des Abgases einfach, so daß ein geringer Strömungswiderstand mit einem geringeren Verlust im Abgasdruck vorhanden ist.

Das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 21 sind durch das Haupt-Einlaßrohr 32 sowie das Haupt-Auslaßrohr 36, die jeweils an die Trennwände 12 bzw. 22 geschweißt sind, unter einander verbunden. Deshalb ist es nicht notwendig, die Ver bindungen des dritten Gehäuses 71 mit dem ersten sowie zwei ten Gehäuse 11 bzw. 21 zu verstärken. In dieser Hinsicht kann das dritte Gehäuse 71 mit dem ersten Gehäuse 11 bzw. dem zweiten Gehäuse 21 durch die simple Schelle 81, die in Fig. 2 gezeigt ist, verbunden werden, so daß hierdurch ein einfa cher, schwierigkeitsloser Austausch des Filterpakets 74 er möglicht wird. Auch haben das Haupt-Einlaßrohr 32 und das Haupt-Auslaßrohr 36 jeweils Verbindungen 34 und 38, die unter Verwendung der Schelle 81 hergestellt werden können, so daß folglich auch das Haupt-Einlaßrohr 32 und das Haupt- Auslaßrohr 36 auf einfache Weise ersetzt werden können.

Ferner ist das Filterpaket 74 in den Auspufftopf 10 einge baut und somit an der hintersten Stelle des Abgassystems ange ordnet. Die Temperatur des Abgases ist an dieser hintersten Stelle des gesamten Systems relativ niedrig, so daß die Par tikel wirksam aufgefangen werden können. Auch werden, wenn die Partikel am Auspufftopf niedergeschlagen und durch das Abgas abgeblasen werden, solche abgeblasene Partikel wieder am Filterpaket aufgefangen, was eine gesteigerte Abgasreini gung zum Ergebnis hat.

Die Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß der Er findung, bei der ein Geruchabsorbens 201 in monolithischer Form im dritten Gehäuse 71 angeordnet ist, um unangenehme Gerüche im Abgas zusätzlich zu dem Partikel auffangenden Filterpaket 74 abzufangen. Das Geruchabsorbens 201 ist auf der Seite des zweiten Gehäuses 21 vom Filterpaket 74 ange ordnet, wobei das elektrische Heizelement 75 zwischen dem Filterpaket 74 und dem Geruchabsorbens 201 liegt. Vorzugs weise wird das Geruchabsorbens 201 aus Sepiolith oder Zeolith gebildet und kann einen Katalysator enthalten, um die unange nehmen Geruchkomponenten zu oxidieren. Es ist zu bemerken, daß in der Leitung zwischen der Unterdruckkammer 55 des Stell antriebs 51 und der Unterdruck-Versorgungseinrichtung 61 eine Verengung 202 ausgebildet ist, so daß bei dieser zweiten Ausführungsform die bei der ersten Ausführungsform vorhande ne Verzögerungsunterdruck-Übertragungseinrichtung 56 ent fällt. Die anderen Anordnungen sind zu denen der ersten Aus führungsform gleichartig.

Der Betrieb der zweiten Ausführungsform ist zu demjenigen der ersten Ausführungsform mit Ausnahme des Vorhandenseins des Geruchabsorbens 201 gleich. Das bedeutet, daß die Einlaß- und die Auslaß-Regelkappe 41 sowie 46 normalerweise geschlossen sind und das Abgas vom Haupt-Einlaßrohr 32 durch das erste Gehäuse 11, das Filterpaket 74, das Geruchabsorbens 201, das zweite Gehäuse 21 und das Haupt-Auslaßrohr 36 zur Außenatmosphäre strömt, so daß Geräusche vermindert und Par tikel sowie unangenehme Gerüche aufgefangen werden. Das Geruchabsorbens 201 ist stromab vom Filterpaket 74 angeord net, so daß für das Absorbens 201 schädliche Partikel, wie die Schwebstoffteilchen im Abgas, metallische Bestandteile im Motor-Schmieröl u. dgl., durch das Filterpaket 74 aufgefan gen und nicht zum Geruchabsorbens 201 geführt werden. Dadurch wird die Lebensdauer des Geruchabsorbens 201 verlängert.

Die Regenerierung des Filterpakets 74 wird in zur ersten Aus führungsform gleicher Weise ausgeführt, indem die Einlaß- sowie Auslaß-Regelklappe 41 sowie 46 geöffnet werden und dem elektrischen Heizelement 75 Spannung zugeführt wird. Während dieses Regeneriervorgangs strömt das regenerierende Abgas in umgekehrter Richtung vom Geruchabsorbens 201 zum Filterpa ket 74.

Die Regenerierung des Geruchabsorbens 201 kann unabhängig von der Regenerierung des Filterpakets 74 durchgeführt wer den. Bei dem Regenerieren des Geruchabsorbens 201 wird die Auslaß-Regelklappe 46 geöffnet, während die Einlaß-Regelklap pe 41 geschlossen wird, und dem Heizelement 75 wird Spannung zugeführt, um Hitze zu erzeugen. Demzufolge wird die Tempera tur des Abgases erhöht, so daß unangenehme Geruchkomponenten, die am Geruchabsorbens 201 absorbiert oder niedergeschlagen wurden, von diesem gelöst oder verbrannt werden. Wenn die Regenerierung beendet ist, wird das Heizelement 75 stromlos gemacht und die Auslaß-Regelklappe 46 geschlossen. Diese Klap pe 46 wird beim Öffnen oder Schließen allmählich bewegt, da die Vakuumübertragung durch die Verengung 202 verzögert wird. Es ist festzuhalten, daß die Regenerierung des Filterpakets 74 vorzugsweise weniger oft als diejenige des Geruchabsor bens 201 ausgeführt wird.

Die Fig. 6 zeigt einen Flußplan der Regenerierroutine des Geruchabsorbens 201, die vom Steuergerät 91 (Fig. 1) gesteu ert wird. Diese Routine wird durch eine Unterbrechung mit vorbestimmten Zeitintervallen wie im Fall der Regenerierrou tine des Filterpakets 74 ausgelöst.

Im Schritt 111 wird entschieden, ob ein Flag f auf 1 gesetzt ist oder nicht. In diesem Fall wird das Flag f auf 1 gesetzt, wenn das Geruchabsorbens regeneriert wird, und weil das Flag f bei einem Normalbetrieb der Vorrichtung zurückgesetzt wird, so geht wie bei der Filter-Regenerierroutine das Programm zum Schritt 112 über. Im Schritt 112 wird bestimmt, ob der Integrationswert der Motordrehzahl N₁ größer ist als ein vor bestimmter Wert N₀. Ist die Menge an unangenehmen Geruchkom ponenten, die am Geruchabsorbens 201 abgefangen wurden, rela tiv klein, dann ist der Integrationswert der Drehzahl N₁ kleiner als der vorbestimmte Wert N₀, so daß das Programm beendet wird. Falls der Integrationswert der Drehzahl N₁ grö ßer als der vorbestimmte Wert N₀ ist, so wird entschieden, daß eine große Menge an unangenehmen Geruchkomponenten aufge fangen worden ist, weshalb die Regenerierung des Geruchabsor bens 201 notwendig wird. In typischer Weise entspricht der vorbestimmte Wert N₀ einem Integrationswert der Motordreh zahl, wenn das Fahrzeug über eine Stunde mit 40 km/h gefahren ist.

Im Schritt 113 wird das Flag f auf 1 gesetzt, um anzuzeigen, daß die Regenerierung durchgeführt wird, und im Schritt 114 wird die Auslaß-Regelklappe 46 geöffnet sowie dem Heizele ment 75 Strom zugeführt. Die Auslaß-Regelklappe 46 wird auf Grund der Einwirkung der Verengung 202 allmählich geöffnet, während das Heizelement 75 Hitze erzeugt, um ein Lösen oder Verbrennen der unangenehmen Geruchkomponenten zu bewirken. Im Schritt 115 wird entschieden, ob zwei Minuten seit dem Einschalten des Heizelements 75 verstrichen sind, und das Programm beendet die Routine dieses Zyklus nach dem Verstrei chen von zwei Minuten.

Nachdem die Regenerierung des Geruchabsorbens eingeleitet worden ist, geht das Programm vom Schritt 111 zum Schritt 115 über, weil das Flag f auf 1 gesetzt ist, und die Schrit te 116-119 werden ausgeführt, wenn zwei Minuten verstri chen sind. Im Schritt 116 wird die Spannungszufuhr zum Heiz element 75 unterbrochen, und dann wird im Schritt 117 die Auslaß-Regelklappe 46 geschlossen, worauf im Schritt 118 das Flag f auf 0 zurückgesetzt wird. Schließlich wird im Schritt 119 der Integrationswert der Umdrehung N₁ auf 0 zurückgesetzt und die Routine beendet.

Mit dieser zweiten Ausführungsform können die unangenehmen Geruchkomponenten zusätzlich zu der durch die erste Ausfüh rungsform erhaltenen Wirkung entfernt werden.

Die Fig. 7 zeigt die dritte Ausführungsform gemäß der Erfin dung. Es ist darauf hinzuweisen, daß lediglich diejenigen Bauelemente, die sich zu denjenigen der ersten Ausführungs form unterscheiden, im folgenden näher erläutert werden. Das erste Gehäuse 11 ist mit der Trennwand 12 versehen, die die erste Expansionskammer in die erste fernliegende Expansions kammer 13, die als Resonanzkammer wirkt, und die erste nahelie gende Expansionskammer 14 unterteilt, während das zweite Ge häuse 21 die einzige zweite Expansionskammer 23 ohne eine Trennwand aufweist. Das Haupt-Einlaßrohr 32 steht mit der ersten naheliegenden Expansionskammer 14 in Verbindung, wäh rend das Einlaßrohr 31 ein einziges Rohr ist, von dem das Haupt-Einlaßrohr 32 und der Einlaß-Bypass 33 innerhalb des zweiten Gehäuses 21 abzweigen, was zur ersten Ausfüh rungsform, wobei das Einlaßrohr 31 in das Haupt-Einlaßrohr 32 und den Einlaß-Bypass 33 außerhalb des zweiten Gehäu ses 21 verzweigt wird, unterschiedlich ist. Die Einlaß-Regel klappe 41 ist an der Verzweigungsstelle angeordnet und kann insofern verwendet werden, um in ausgewählter Weise das Haupt- Einlaßrohr 32 und das Einlaß-Umleitrohr 33 zu öffnen oder zu schließen. Das Haupt-Auslaßrohr 36 ist ebenfalls ein ein ziges Rohr, wobei der Auslaß-Bypass 37 mit dem Haupt- Auslaßrohr 36 innerhalb der ersten naheliegenden Expansions kammer 14 im ersten Gehäuse 11 verbunden ist. Die Auslaß- Regelklappe 46 ist im Auslaß-Bypass 37 angeordnet und schließt bzw. öffnet diesen.

Ferner wird bei dieser dritten Ausführungsform ein Ziel- oder Sollwert für das Auslösen der Regenerierung des Filterpakets 74 in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl und der Motor last gewählt, weshalb ein Motordrehzahlfühler 221 und ein Motorlastfühler 222 mit dem E/A-Kanal 92 des Steuergeräts 91 verbunden sind. Die anderen Anordnungen sind zu denen der ersten Ausführungsform gleichartig.

In einem normalen Auffangbetrieb schließen die Einlaß-Regel klappe 41 und die Auslaß-Regelklappe 46 das Einlaß-Umleitrohr 33 bzw. das Auslaß-Umleitrohr 37, so daß das Abgas vom Haupt- Einlaßrohr 32 in das erste Gehäuse 11, durch das Filterpaket 74 und das zweite Gehäuse 21 strömt sowie zur Außenatmosphäre durch das Haupt-Auslaßrohr 36 austritt, wie durch die ausge zogen dargestellten Pfeile in Fig. 7 angedeutet ist. Um das Filterpaket 74 zu regenerieren, wird das Heizelement 75 ange schaltet, so daß Hitze erzeugt wird, und die Einlaß-Regel klappe 41 öffnet das Einlaß-Umleitrohr 33 und schließt das Haupt-Einlaßrohr 32. Die Auslaß-Regelklappe 46 öffnet das Auslaß-Umleitrohr 37, so daß das Abgas vom Einlaß-Bypass 33 in die zweite Expansionskammer 23 strömt, wie durch ge strichelte Pfeile in Fig. 7 angedeutet ist. Ein Teil dieses Abgases strömt durch das Filterpaket 74 in die erste nahelie gende Expansionskammer 14 und aus dieser durch den Auslaß-Bypass 37 sowie das Haupt-Auslaßrohr 36 zur Außenatmosphä re. Der übrige Teil des Abgases strömt unmittelbar von der zweiten Expansionskammer 23 durch das Haupt-Auslaßrohr 36 zur Außenatmosphäre. Die am Filterpaket 74 abgelagerten Par tikel werden verbrannt. Es ist zu bemerken, daß der Strömungs widerstand des Haupt-Auslaßrohres 36 und der Öffnungsgrad der Auslaß-Regelklappe 46 so eingestellt werden, daß die Ab gasmenge, die durch das Filterpaket 74 strömt, etwa ein Zehn tel der gesamten Abgasmenge beträgt.

Die Anordnung der dritten Ausführungsform ist viel einfacher als diejenige der ersten Ausführungsform, weil das Haupt- Einlaßrohr 32 und das Haupt-Auslaßrohr 36 als jeweils ein einziges Rohr ausgebildet sind.

Die Fig. 8 zeigt die vierte Ausführungsform gemäß der Erfin dung, wobei lediglich Bauelemente, die sich zu denjenigen der dritten Ausführungsform unterscheiden, erläutert werden. Die Einlaß-Regelklappe 41 ist im Einlaß-Umleitrohr 33, wel ches mit dem Haupt-Einlaßrohr 32 verbunden ist, angeordnet. Eine dritte Regelklappe 215 liegt im Haupt-Auslaßrohr 36 strom auf der Stelle, an der das Haupt-Auslaßrohr 36 und der Auslaß- Bypass 37 miteinander verbunden sind. Bei einem normalen Auffangbetrieb sind die Einlaß- sowie die Auslaß-Regelklap pe 41 bzw. 46 geschlossen, während die dritte Regelklappe 215 offen ist. Das Abgas strömt vom Haupt-Einlaßrohr 32 in das erste Gehäuse 11 sowie durch das Filterpaket 74 und das zweite Gehäuse 21 zur Außenatmosphäre durch das Haupt-Auslaß rohr 36, wie mit ausgezogenen Pfeilen in Fig. 8 angedeutet ist. Um das Filterpaket 74 zu regenerieren, wird das elektri sche Heizelement 75 eingeschaltet, so daß Hitze erzeugt wird, und es werden die Einlaß-Regelklappe 41 sowie die Auslaß-Re gelklappe 46 geöffnet, wobei die dritte Regelklappe 215 offen ist. Deshalb strömt ein Teil des Abgases vom Einlaß-Bypass 33 in die zweite Expansionskammer 23, von hier durch das Filterpaket 74 sowie die erste naheliegende Expansions kammer 14 und durch das Auslaß-Umleitrohr 37 sowie das Haupt- Auslaßrohr 36 zur Außenatmosphäre, wie durch gestrichelte Pfeile in Fig. 8 angegeben ist. Der restliche Teil des Abga ses, der nicht durch das Filterpaket 74 tritt, strömt unmit telbar vom Haupt-Einlaßrohr 32 in die erste nahegelegene Expansionskammer 14 sowie durch das Auslaß-Umleitrohr 37 in das Haupt-Auslaßrohr 36 zur Außenatmosphäre. Die am Filterpa ket 74 abgelagerten Partikel werden verbrannt, so daß dieses regeneriert wird. Der Strömungswiderstand des Haupt-Auslaß rohres 36 und der Öffnungsgrad der Auslaß-Regelklappe 46 wer den so geregelt, daß die Abgasmenge, die durch das Filterpa ket 74 tritt, etwa ein Zehntel der gesamten Abgasmenge be trägt. Die Wirkung der vierten Ausführungsform ist zu derje nigen der dritten Ausführungsform gleichartig.

Die Fig. 9 zeigt die fünfte Ausführungsform gemäß der Erfin dung. Der Auspufftopf 10 ist eine Vorrichtung, die Hochdruck- Abgas empfängt und dieses vor dem Ausstoßen in Niederdruck- Abgas umsetzt. Zu diesem Zweck umfaßt der Auspufftopf 10 meh rere Trennwände, die mit einer Vielzahl von Löchern verse hen sind. Der Auspufftopf 10 muß diese grundlegende Funktion einerseits erfüllen, jedoch soll er andererseits einen gerin gen Strömungswiderstand aufweisen, da die Ausgangsleistung des Motors vermindert wird, wenn der Strömungswiderstand hoch ist. Bei der erfindungsgemäßen Abgas-Reinigungsvorrich tung, die in den Auspufftopf 10 eingebaut ist, wird das Haupt- Auslaßrohr 36 während des normalen Auffangbetriebs der Par tikel und während des Regenerierens des Filterpakets 74 ver wendet, so daß es üblicherweise für einen normalen Gebrauch einen großen Durchmesser haben muß. Wenn der Strömungswider stand des Haupt-Auslaßrohres 36 niedrig ist, so strömt je doch während der Regenerierung des Filterpakets 74 der größte Teil des Abgases durch das Haupt-Auslaßrohr 36 mit dem geringeren Strömungswiderstand, so daß die Strömungsmenge des durch das Filterpaket 74 tretenden Abgases vermindert wird. Dieses Problem wird jedoch durch diese fünfte Ausfüh rungsform gelöst.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform umfaßt der Auspuff topf 10 einen als Einheit ausgebildeten äußeren Mantel mit einer mittigen Querwand 10a, die das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 21 bildet. Im ersten Gehäuse 11 ist eine Trennwand 12 vorgesehen, die die erste fernliegende und die erste naheliegende Expansionskammer 13 bzw. 14 voneinander trennt. Eine Vielzahl von kleinen Löchern 15a sind anstelle der Durchlaßrohre 15 der ersten Ausführungsform in der Trennwand 12 ausgebildet. Das zweite Gehäuse 21 ist eben falls mit einer Trennwand 22 versehen, die eine Vielzahl von kleinen Öffnungen 15a hat und die zweite fernliegende sowie die zweite naheliegende Expansionskammer 23 bzw. 24 voneinan der trennt. In der mittigen Querwand 10a ist eine Zentrums bohrung 10b ausgebildet, in welche das dritte Gehäuse 71 ein gepaßt ist, um eine Verbindung zwischen der ersten sowie zwei ten Expansionskammer herzustellen, und das Gehäuse 71 ist durch Schweißen oder andere geeignete Mittel an der mitti gen Querwand 10a befestigt. Das keramische Filterpaket 74 der Wabenbauart und das elektrische Heizelement 75 sind im dritten Gehäuse 71 angeordnet, während ein Druckfühler 78a bzw. 78b jeweils in der ersten bzw. zweiten Expansionskam mer vorhanden ist.

Das Haupt-Einlaßrohr 32 mündet in der ersten fernliegenden Expansionskammer 13, während das Haupt-Auslaßrohr 36 in der zweiten fernliegenden Expansionskammer 23 seinen Eintritt hat. Der Einlaß-Bypass 33 mündet in der zweiten nahelie genden Expansionskammer 24. Der Auslaß-Bypass 37 führt von der ersten naheliegenden Expansionskammer 14 zum Haupt- Auslaßrohr 36. Im Einlaß-Umleitrohr 33 ist die Einlaß-Regel klappe 41 angeordnet. Im Auslaß-Bypass 37 liegt die Auslaß- Regelklappe 46. Im Haupt-Auslaßrohr 36 befindet sich wie bei der vierten Ausführungsform von Fig. 8 die dritte Regelklap pe 215. Es ist insofern möglich, eine Abgasströmung während des normalen Auffangbetriebs, wie sie durch die hellen Pfeile in Fig. 9 angegeben ist, und zwei Teilströmungen des Abgases während der Regenerierung des Filterpakets 74, wie durch die hellen und dunklen Pfeile in Fig. 10 angedeutet ist, zu be werkstelligen. Die dunklen Pfeile zeigen die durch das Fil terpaket 74 verlaufende umgekehrte Strömung.

Bei dieser fünften Ausführungsform ist wenigstens die dritte Regelklappe 215 so ausgelegt, daß ihre Öffnung genau gesteu ert werden kann, um den Abgasstrom (heller Pfeil in Fig. 10) durch das Haupt-Auslaßrohr 36 zu drosseln, so daß ein zur umgekehrten Strömung des Abgases (dunkler Pfeil in Fig. 10) durch das Filterpaket 74 gerichteter Gegendruck erzeugt wird, wodurch das Abgas durch das Filterpaket 74 mit einer gewünsch ten Strömungsgeschwindigkeit tritt. Vorzugsweise wird die Abgasströmung so geregelt, daß die durch das Filterpaket 74 tretende Abgasmenge etwa ein Zehntel der gesamten Abgasmenge beträgt. Zu diesem Zweck ist die dritte Regelklappe 215 an einen durch Unterdruck betriebenen Membran-Stellantrieb 50 sowie eine Unterdruck-Versorgungseinrichtung 60 in gleichar tiger Weise wie die Einlaß- sowie Auslaß-Regelklappe 41 bzw. 46 angeschlossen. Die Unterdruck-Versorgungseinrichtung 60 umfaßt ein Magnetventil mit einer Unterdrucköffnung 60a, die an eine (nicht gezeigte) Unterdruckquelle angeschlossen ist, und eine Atmosphärenöffnung 60b, so daß dem Stellantrieb 50 in ausgewählter Weise ein Unterdruck oder Atmosphärendruck angelegt wird. Die Unterdruck-Versorgungseinrichtung 60 kann durch Betriebssignale gesteuert werden, so daß wenigstens die Öffnung der dritten Regelklappe 215 präzis geregelt wer den kann.

Die Fig. 11 zeigt einen Flußplan einer Regenerierroutine des Filterpakets 74, der demjenigen von Fig. 4 ähnlich ist.

Im Schritt 121 wird bestimmt, ob das Flag f auf 1 gesetzt ist oder nicht. Das Flag f wird auf 0 durch die Initialisierungs vorgänge des Steuergeräts 91 zurückgesetzt, worauf das Pro gramm zum Schritt 122 übergeht, in dem bestimmt wird, ob die Motor-Kühlwassertemperatur TW über einem vorbestimmten Wert von 60°C liegt. Ist das Ergebnis NEIN, so geht das Programm zum Schritt 132 über. Ist das Ergebnis JA, so geht das Pro gramm zum Schritt 123 über, in dem der Druckunterschied Δ P=P₁-P₂ unter Verwendung der von den Druckfühlern 78a sowie 78b, die stromauf und stromab vom Filterpaket 74 ange ordnet sind, ermittelten Werte P₁ und P₂ berechnet wird. Der Druckunterschied Δ P gibt den Anstieg des Gegendrucks des Filterpakets 74 im normalen Betrieb, d. h. das Ausmaß der Verstopfung des Filterpakets 74, wieder. Im Schritt 124 wird dann bestimmt, ob der Druckunterschied Δ P größer als ein Bezugswert P_m ist. In diesem Fall wird der Bezugswert P_m im Speicher als eine Tabelle (Map) der Funktion der Motor drehzahl und -last gespeichert. Ist der Druckunterschied Δ P größer als der Bezugswert P_m, so wird entschieden, daß das Filterpaket 74 in hohem Ausmaß verstopft ist und deshalb regeneriert werden muß.

Ist das Ergebnis in den Schritten 122 sowie 124 NEIN, so geht das Programm zum Schritt 132 über, in dem die dritte Regel klappe 215 völlig geöffnet wird. Im Schritt 133 werden die Einlaß- und die Auslaß-Regelklappe 41 bzw. 46 geschlossen, worauf im Schritt 134 dem Heizelement 75 Spannung nicht zuge führt wird.

Lautet das Ergebnis im Schritt 124 JA, so geht das Programm zum Schritt 125 über, in dem das Flag f auf 1 gesetzt wird. Im Schritt 126 wird dann bestimmt, ob vom Setzen des Flags f aus eine vorbestimmte Zeit t₀ verstrichen ist. Ist diese Zeit t₀ verstrichen, so geht das Programm zum Schritt 131, in dem das Flag f auf 0 gesetzt wird, weil die Regenerierung des Filterpakets 74 beendet ist. Ist im Schritt 126 das Er gebnis NEIN, d. h., daß die vorbestimmte Zeit t₀ nicht ver strichen ist, so geht das Programm zum Schritt 127 über, um die Regenerierung des Filterpakets durchzuführen.

Im Schritt 127 wird der Öffnungsgrad der dritten Regelklap pe 215 in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors berechnet, worauf im Schritt 128 die Klappe 215 im berechne ten Ausmaß geöffnet wird. Im Schritt 129 werden die Einlaß- sowie die Auslaß-Regelklappe 41 bzw. 46 geöffnet, und im Schritt 130 wird an das elektrische Heizelement 75 Spannung gelegt.

Die Fig. 12 und 13 zeigen Beispiele für die Berechnung des Öffnungsgrades der dritten Regelklappe 215 in Übereinstim mung mit dem Betriebszustand des Motors.

Bei dem Beispiel von Fig. 12 wird der Öffnungsgrad der drit ten Klappe 215 in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl be stimmt (Schritt 127A), so daß der Grad y₁ gewählt wird, wenn die Motordrehzahl NE größer ist als 1200 U/min (Schritt 127B), und der Grad y₂ wird gewählt, wenn die Motordrehzahl NE klei ner ist als 1200 U/min (Schritt 127C). In diesem Fall ist der Grad y₁ im Zustand hoher Drehzahl größer als der Grad y₂ im Zustand niedriger Drehzahl, und somit wird ein größe rer Anteil des Abgases unmittelbar durch das Haupt-Auslaß rohr 36 im Zustand hoher Drehzahl und ein kleinerer Anteil des Abgases unmittelbar durch das Haupt-Auslaßrohr 36 im Zu stand niedriger Drehzahl abgeführt, um den auf das Filterpa ket 74 aufgebrachten Gegendruck auf einen konstanten Wert einzuregeln, so daß der Regenerierzustand des Filterpakets 74 ohne Rücksicht auf die sich ändernden Motor-Betriebsbe dingungen konstant gemacht wird. Es ist zu bemerken, daß, obgleich in diesem Beispiel lediglich eine Bezugs-Motordreh zahl verwendet wird, es möglich ist, eine Mehrzahl von Bezugs- Drehzahlen zu verwenden und eine Schritt-für-Schritt-Regelung des Öffnungsgrades der dritten Regelklappe 215 auszuführen. Darüber hinaus ist es möglich, den Öffnungsgrad der dritten Klappe 215 präzis zu regeln.

Bei dem Beispiel von Fig. 13 wird der Druckunterschied Δ P, der von den Druckfühlern 78a sowie 78b stromauf und stromab vom Filterpaket 74 ermittelten Druckwerte P₁ und P₂ verwen det. Im Schritt 127D wird der Druckunterschied Δ P berechnet, und im Schritt 127E wird der Öffnungsgrad y der dritten Regel klappe 215 berechnet. Der Öffnungsgrad y der dritten Klappe 215 wird vorbestimmt und als eine Funktion des Druckunter schieds Δ P in einer Map gespeichert. Es ist zu bemerken, daß die Beziehung zwischen den Drücken stromauf und stromab vom Filterpaket 74 in Übereinstimmung mit dem Bestehen des norma len Auffangzustandes oder des Filter-Regenerierzustandes umgekehrt ist. Der Öffnungsgrad y der dritten Regelklappe 215 wird so bestimmt, daß der Gegendruck während des Filter- Regenerierzustandes geregelt wird. Wenngleich der Öffnungs grad der dritten Klappe 215 bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel allein geregelt wird, so kann vorzugsweise auch die Auslaß-Regelklappe 46 zusammen mit der dritten Regelklappe 215 gesteuert werden, da die Auslaß-Regelklappe 46 einen Ein fluß auf den Gegendruck hat.

Die Fig. 14 zeigt die sechste Ausführungsform gemäß der Er findung. Hierbei ist die Auslaß-Regelklappe 46 an der Verbin dungsstelle des Haupt-Auslaßrohres 36 sowie des Auslaß-Bypasses 37 angeordnet und arbeitet mit einer an der Verbin dungsstelle ausgebildeten Ventilsitzanordnung zusammen, so daß die Auslaß-Regelklappe 46 eine Bewegung zwischen einer ersten Stellung, in der sie das Haupt-Auslaßrohr 36 öffnet sowie der Auslaß-Bypass 37 schließt, wie mit ausgezoge nen Linien in Fig. 14 dargestellt ist, und einer zweiten Stellung, in der sie in das Haupt-Auslaßrohr 36 hineinragt, um den Querschnitt des Haupt-Auslaßrohres 36 teilweise zu drosseln, sowie der Auslaß-Bypass 37 öffnet, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 14 dargestellt ist, ausführt. Die Auslaß-Regelklappe 46 kann präzis zwischen der genann ten ersten und zweiten Stellung durch den Stellantrieb der vorherigen Ausführungsform bewegt werden, womit sie auch die Drosselfunktion, die durch die dritte Regelklappe 215 bei der vorherigen Ausführungsform bewerkstelligt wird, bewirkt.

Die Fig. 15 zeigt die siebente Ausführungsform gemäß der Er findung, wobei ein zweiter Auslaß-Bypass 39, der zur ersten nahegelegenen Expansionskammer 14 offen ist, paral lel zum ersten Auslaß-Bypass 37 angeordnet ist, so daß das zweite und erste Auslaß-Umleitrohr 39 bzw. 37 am Haupt- Auslaßrohr 36 an einer gemeinsamen Verbindungsstelle inein ander übergehen. Die Auslaß-Regelklappe 46 ist an dieser Verbindungsstelle der drei Rohre 36, 37 sowie 39 angeordnet und arbeitet mit einer an der Verbindungsstelle ausgebilde ten Ventilsitzanordnung so zusammen, daß die Auslaß-Regel klappe 46 zwischen einer ersten und zweiten Stellung eine Bewegung ausführen kann. In der ersten Stellung öffnet die Klappe 46 das Haupt-Auslaßrohr 36 und schließt sowohl der erste als auch der zweite Auslaß-Bypass 37 bzw. 39, wie durch ausgezogene Linien in Fig. 15 dargestellt ist. In der zweiten Stellung öffnet die Klappe 46 den ersten Auslaß-Bypass 37 und ragt sowohl in das Haupt-Auslaßrohr 36 als auch den zweiten Auslaß-Bypass 39 hinein, um den Quer schnitt des Haupt-Auslaßrohrs 36 und des zweiten Auslaß-Bypasses 39 teilweise zu drosseln, wie durch strich-punk tierte Linien in Fig. 15 gezeigt ist. Gemäß dieser Ausfüh rungsform kann der Durchmesser des ersten Auslaß-Bypasses 37 im Vergleich zu der Ausführungsform von Fig. 14, wobei der Auslaß-Bypass 37 einen größeren Durchmesser haben muß, um jegliche Verminderung in der Ausgangsleistung des Motors auf Grund der Drosselwirkung des Haupt-Auslaßroh res 36 während der Regenerierung des Filterpakets 74 zu kom pensieren, vermindert werden, wodurch eine kompakte Auslaß- Regelklappe 46 und eine eine Leckage verhindernde Ventilsitz anordnung erlangt werden können.

Die Fig. 16-18 zeigen die achte Ausführungsform gemäß der Erfindung. Bei den vorherigen Beispielen wurde ein geringer Teil des Abgases zum Strömen in umgekehrter Richtung durch das Filterpaket 74 während dessen Regenerierung gebracht und der größere Teil des Abgases, ohne durch das Filterpaket 74 zu treten, abgeführt. Das ist von Vorteil insofern, als die Partikel relativ langsam verbrennen, so daß ein plötzlicher Anstieg in der Verbrennungstemperatur nicht auftritt, wodurch eine Überhitzung des Filterpakets 74 verhindert wird. Jedoch ist die Menge an abgeführtem unbehandelten Abgas größer, je langsamer und je länger der Verbrennungsprozeß abläuft. Die achte Ausführungsform löst dieses Problem.

Die Fig. 18 zeigt ein Beispiel für ein elektrisches Heizele ment 75, das sechs radial verlaufende Isolatoren 75A und sechs Widerstandsheizdrähte A 1, A 2, A 3, B 1, B 2 und B 3, die jeweils zwischen benachbarten Isolatoren 75A angeordnet sind, umfaßt. Sechs außenliegende Anschlüsse 75B sind mit den äuße ren Enden der Widerstandsheizdrähte jeweils verbunden, de ren innere Enden an Masse liegen. Die außenliegenden An schlüsse 75B können über (nicht gezeigte) Leiter mit dem Re lais 76 (Fig. 16) verbunden werden, so daß eine Spannung in dividuell und in Aufeinanderfolge an die Widerstandsheiz drähte A 1, A 2, A 3, B 1, B 2 und B 3 gelegt werden kann.

Wie die Fig. 16 zeigt, ist das Einlaß-Umleitrohr 33 zur zweiten fernliegenden Expansionskammer 23 offen, wobei in der zwei ten fernliegenden sowie in der zweiten naheliegenden Expan sionskammer 23 bzw. 24 eine axial verlaufende Zwischenwand 40 vorgesehen ist, die vor dem Heizelement 75 angeordnet ist. Die Zwischenwand 40 verläuft in axialer Richtung von einer der Öffnung des Einlaß-Bypasses 33 nahen Stelle zu einer der Stirnfläche des Filterpakets 74 nahen Stelle, um die zwei te Expansionskammer in zwei Teilkanäle 23A sowie 24A und 23B sowie 24B zu unterteilen. Die Zwischenwand 40 ist derart ausgebildet, daß sie das in Fig. 18 gezeigte Heizelement 75 nahe der Stirnfläche des Filterpakets 74 diametral trennt. Beispielsweise trennt die Zwischenwand 40 das Heizelement 75 in eine A-Gruppe von Widerstandsheizdrähten A 1, A 2 sowie A 3 und eine B-Gruppe von Heizdrähten B 1, B 2 sowie B 3. Das Haupt-Auslaßrohr 36 ist zum einen Teilkanal 23B offen, jedoch kann das Abgas von beiden Teilkanälen zum Haupt-Auslaßrohr 36 strömen, wie in Fig. 16 gezeigt ist. Im in Fig. 17 gezeig ten Zustand ist das Haupt-Auslaßrohr 36 geschlossen.

Teilstrom-Regelklappen 40A bzw. 40B sind jeweils in den Teil kanälen 23A bzw. 23B angeordnet. Diese Teilstrom-Regelklap pen 40A und 40B werden geöffnet, wenn die Einlaß-Regelklappe 41 sowie die Auslaß-Regelklappe 46 geschlossen sind, wie in Fig. 16 gezeigt ist, und lediglich eine der Teilstrom- Regelklappen 40A sowie 40B wird teilweise geöffnet, wenn die Einlaß-Regelklappe 41 und die Auslaß-Regelklappe 46 offen sind, wie in Fig. 17 dargestellt ist. Diese Teilstrom-Regel klappen 40A und 40B sind mit den Stellantrieben 43 und der Unterdruck-Versorgungseinrichtung 62, die durch Betriebssi gnale gesteuert werden können, verbunden.

Die Arbeitsweise der in den Fig. 16-18 dargestellten Vor richtung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 19 erläutert.

Die Fig. 19 zeigt einen Flußplan der Regenerierroutine des Filterpakets 74. Im Schritt 141 wird bestimmt, ob die Motor- Kühlwassertemperatur TW höher ist als der vorbestimmte Wert von 60°C. Lautet das Ergebnis JA, so geht das Programm zum Schritt 142 über, während bei dem Ergebnis NEIN ein Übergang zum Schritt 154 erfolgt. Im Schritt 142 wird bestimmt, ob ein Flag f auf 1 gesetzt ist oder nicht. Im positiven Fall geht das Programm zum Schritt 146, im negativen Fall zum Schritt 143 über. Im Schritt 143 wird der Druckunterschied Δ P berechnet, und im Schritt 144 wird bestimmt, ob der Druck unterschied Δ P größer als ein vorbestimmter Wert P_m ist. Lautet das Ergebnis JA, so geht das Programm zum Schritt 145 über, während bei dem Ergebnis NEIN ein Übergang zum Schritt 154 erfolgt, in dem die Einlaß- sowie die Auslaß-Regelklappe 41 bzw. 46 geschlossen werden. Im Schritt 145 wird das Flag f auf 1 gesetzt um anzuzeigen, daß der Regeneriervorgang läuft.

Im Schritt 146 wird bestimmt, ob seit dem Setzen des Flags f eine vorbestimmte Zeit t₁+t₂ verstrichen ist. Bei dem Ergebnis JA geht das Programm zum Schritt 152 über, während bei NEIN ein Übergang zum Schritt 147 erfolgt. Im Schritt 147 werden die Einlaß- sowie die Auslaß-Regelklappe 41 und 46 geöffnet, um eine umgekehrte Abgasströmung durch das Fil terpaket 74 herbeizuführen. Im Schritt 148 wird dann bestimmt, ob die verstrichene Zeit t kürzer als eine vorbestimmte erste Zeit t₁ ist. Lautet das Ergebnis JA, so geht das Programm zum Schritt 149 über, während bei NEIN zum Schritt 150 überge gangen wird. Im Schritt 149 wird die Spannung zuerst an die A-Gruppe der Widerstandsheizdrähte A 1, A 2 sowie A 3 gelegt und die zugehörige Teilstrom-Regelklappe 40A nur teilweise geöffnet. Die andere Teilstrom-Regelklappe 40B bleibt in der in Fig. 17 gezeigten völlig offenen Stellung. Deshalb unter scheidet sich die Strömungsmenge des Abgases in den Teilka nälen 23A und 24A von derjenigen in den Teilkanälen 23B und 24B. In typischer Weise beträgt die Abgas-Strömungsmenge in den Teilkanälen 23A und 24A ein Dreißigstel der Gesamt strömung.

Auf diese Weise wird stromab vom Filterpaket 74 bei Betrach tung in der normalen Strömungsrichtung ein Rahmen oder Bereich durch Anlegen einer Spannung an die A-Gruppe der Widerstands heizdrähte abgegrenzt, der nicht durch die umgekehrte Abgas strömung in den Teilkanälen 23A und 24A ausgeblasen wird und sich längs der Wandausbildung des Filterpakets 74 in der stromaufwärtigen Richtung weiter fortsetzt. Der andere Teil des in den Teilkanälen 23B und 24B strömenden Abgases ruft ein Verbrennen der Partikel nicht hervor, da der entsprechen den B-Gruppe der Widerstandsheizdrähte keine Spannung zuge führt wird, und insofern dauert das Auffangen der Partikel durch das Filterpaket 74 an.

Für diesen Verbrennungsvorgang ist ein Verfahren bekannt, in dem in Aufeinanderfolge die Widerstandsheizdrähte A 1, A 2 und A 3 der A-Gruppe einer nach dem anderen in Intervallen von einigen Minuten angeschaltet wird, so daß eine Spannung über eine Zeitspanne von insgesamt drei Minuten im Schritt 149 von Fig. 19 angelegt wird. Anschließend pflanzt sich die Flamme naturgemäß fort, um die Regenerierung des Filterpa kets 74 weiterzuführen. Die Zeitspanne (t₁), die für die voll ständige Verbrennungsregenerierung notwendig ist, kann experi mentell bestimmt werden, beispielsweise wird die Regenerierung innerhalb von 20 Minuten abgeschlossen. Wenn während dieses Regeneriervorgangs der Motor beschleunigt wird, so kann die Einlaß-Regelklappe 41 teilweise geschlossen und damit das Haupt-Einlaßrohr 32 teilweise geöffnet werden, um jeglichen Druckverlust im Abgas zu vermindern.

Lautet im Schritt 148 das Ergebnis NEIN, so geht das Programm zum Schritt 150 über, in dem die Spannungszufuhr zur A-Gruppe der Widerstandsheizdrähte A 1, A 2 und A 3 unterbrochen wird, wobei angenommen wird, daß die Spannung in diesem Fall kon tinuierlich zugeführt wird, und die Teilstrom-Regelklappe 40A ganz geöffnet wird. Im Schritt 151 wird dann eine Span nung an die B-Gruppe der Heizdrähte B 1, B 2 sowie B 3 gelegt und die zugeordnete Teilstrom-Regelklappe 40B teilweise ge öffnet. Da bei dem beschriebenen Vorgang, wenn die Zeit t₂ verstreicht, das Ergebnis im Schritt 146 JA lautet, wird die Spannungszufuhr zur B-Gruppe im Schritt 152 unterbrochen und die zugeordnete Teilstrom-Regelklappe 40B ganz geöffnet. Dann wird im Schritt 153 das Flag f auf 0 zurückgesetzt, und das Programm geht zum Schritt 154 über.

Wenn der Motorbetrieb unterbrochen wird, bevor das Ergebnis im Schritt 146 zu JA wird, werden das Flag f und die verblei bende Zeit gespeichert. Der restliche Regeneriervorgang wird fortgesetzt, wenn das Ergebnis im Schritt 141 nach einem er neuten Starten des Motors zu JA wird.

Die Fig. 20 und 21 zeigen die neunte Ausführungsform der Er findung, wobei die Regenerierung des Filterpakets 74 unter Verwendung von lediglich einer Strömungsregelklappe 216 be wirkt wird.

Bei dieser Ausführungsform ist die Querwand 10a des Aus pufftopfes 10 zur zweiten Expansionskammer hin verlagert, um deren Volumen zu vermindern und das Volumen der ersten Expansionskammer, in der vier Expansionskammern 13, 14, 27 und 28 durch Trennwände 12 mit kleinen Löchern 15a ausgebil det sind, zu vergrößern. Insofern wird die Hauptfunktion des Auspufftopfes 10 in der ersten Expansionskammer bewirkt und der zusätzliche Anstieg im Druckverlust im Abgas, der auf das Filterpaket 74 zurückzuführen ist, vermindert.

Wie bei den vorherigen Ausführungsformen erstreckt sich das Haupt-Einlaßrohr 32 durch die Querwand 10a und mündet in der ersten Expansionskammer. Das Haupt-Auslaßrohr 36 verläuft von der zweiten Expansionskammer zur Außenatmosphäre. Bei dieser Ausführungsform umfaßt das Haupt-Einlaßrohr 32 ein erstes Einlaßrohrteil 32a, ein zweites Einlaßrohrteil 32b und ein drittes Einlaßrohrteil 32c. Das erste sowie zweite Einlaßrohrteil 32a und 32b sind fluchtend angeordnet, so daß die Öffnung des ersten Einlaßrohrteils 32a und diejenige des zweiten Einlaßrohrteils 32b einander zugewandt sind, wobei zwischen diesen ein kleiner Zwischenraum besteht, um einen Durchlaß 32d des Haupt-Einlaßrohres 32 zu bilden. Die Aus trittsöffnung des ersten Einlaßrohrteils 32a ist ausgekelcht, so daß ein Teil des Abgases unmittelbar in die erste Expan sionskammer geblasen wird, während das restliche Abgas in die erste Expansionskammer durch das zweite sowie dritte Einlaßrohrteil 32b und 32c strömt, wobei die Austrittsöff nung des dritten Rohrteils 32c dem Filterpaket 74 zugewandt ist. Alternativ kann anstelle des Durchlasses 32d im Haupt- Einlaßrohr 32, wenn dieses eine ununterbrochene Ausbildung aufweist, ein Loch ausgebildet sein, jedoch kann der Durch laß 32d auch entfallen, wie bei der zehnten Ausführungsform von Fig. 23 gezeigt ist.

Der Bereich zwischen dem zweiten sowie dritten Einlaßrohrteil 32b und 32c hat an einer einzigen Stelle Verbindung mit dem Haupt-Auslaßrohr 36. Das dritte Einlaßrohrteil 32c verläuft getrennt vom Haupt-Auslaßrohr in die erste Expansionskammer. An der genannten Verbindungsstelle ist die Strömungsregel klappe 216 angeordnet, die die Gestalt einer scheibenförmigen Drosselklappe mit einer zusätzlich angebrachten kreisförmigen Platte hat.

Die Strömungsregelklappe 216 bewegt sich zwischen einer ersten, in Fig. 20 gezeigten und einer zweiten, in Fig. 21 gezeigten Stellung. In der ersten Stellung blockiert die Re gelklappe 216 die Verbindung zwischen dem Haupt-Einlaßrohr 32 und dem Haupt-Auslaßrohr 36, indem die Öffnungen des zwei ten Einlaßrohrteils 32b sowie des dritten Einlaßrohrteils 32c zum Haupt-Auslaßrohr 36 hin geschlossen werden. Ferner öffnet die Regelklappe 216 in der ersten Stellung das Haupt- Auslaßrohr 36, so daß das Abgas von der ersten Expansionskam mer durch das Filterpaket 74 und die zweite Expansionskammer 23 zum Haupt-Auslaßrohr 36 strömen kann, wie durch helle Pfeile in Fig. 20 angedeutet ist. In der zweiten Stellung läßt die Strömungsregelklappe 216 wenigstens eine teilweise Verbindung zwischen dem Haupt-Einlaßrohr 32 und dem Haupt- Auslaßrohr 36 zu, indem das Haupt-Auslaßrohr 36 geschlossen, das zweite Einlaßrohrteil 32b mit dem Haupt-Auslaßrohr 36 stromauf von der Verbindungsstelle und das dritte Einlaßrohr teil 32c mit dem Haupt-Auslaßrohr 36 stromab von der Verbin dungsstelle verbunden werden, um eine umgekehrte Abgasströ mung durch das Filterpaket 74 herbeizuführen, wobei durch die Strömung nach den dunklen Pfeilen in Fig. 21 das Filter paket 74 regeneriert wird. Bei dieser Ausführungsform strömt ein Teil des Abgases unmittelbar in die erste Expansionskam mer und wird über das dritte Einlaßrohrteil 32c abgeführt, wie durch die hellen Pfeile in Fig. 21 angedeutet ist.

Die Fig. 22 zeigt einen Flußplan der Regenerierroutine des Filterpakets 74, welcher zu den Schritten der vorherigen Aus führungsformen gleichartige Schritte enthält. Im Schritt 161 wird bestimmt, ob ein Flag f auf 1 gesetzt ist oder nicht, und im Schritt 162 wird entschieden, ob die Motor-Kühlwasser temperatur TW über dem vorbestimmten Wert von 60°C liegt. Im Schritt 163 wird der Druckunterschied Δ P berechnet, und im Schritt 164 wird bestimmt, ob der Druckunterschied Δ P größer ist als ein vorbestimmter Wert P_m. Im Schritt 165 wird das Flag f auf 1 gesetzt, was bedeutet, daß der Regene riervorgang läuft. Im Schritt 166 wird bestimmt, ob eine vor bestimmte Zeit t₀ verstrichen ist, und im Schritt 169 wird das Flag f auf 0 zurückgesetzt.

Lautet das Ergebnis im Schritt 166 NEIN, so geht das Programm zum Schritt 167 über, in dem die Strömungsregelklappe 216 in die zweite Position verlagert wird, um das Regenerieren des Filterpakets 74 auszuführen. Im Schritt 168 wird dann Spannung an das elektrische Heizelement 75 gelegt. Lautet im Schritt 166 die Entscheidung JA, so geht das Programm zum Schritt 170 über, in dem die Strömungsregelklappe 216 in die erste Stellung verlagert wird, um eine normale Abgasströmung zuzulassen. Im Schritt 171 wird dann die Spannungszufuhr zum Heizelement 75 unterbrochen.

Gemäß der zehnten Ausführungsform von Fig. 23 ist das erste Einlaßrohrteil 32a verlängert, so daß es in das Haupt-Auslaß rohr 36 eingeht, wodurch das zweite Einlaßrohrteil 32b und der Durchlaß 32d entfallen. Insofern wird das gesamte Abgas in die erste Expansionskammer durch das dritte Einlaßrohrteil 32c eingeführt und vom Haupt-Auslaßrohr 36 während eines normalen Betriebs abgeführt, wenn die Strömungsregelklappe 216 in der ersten Stellung ist. Während des Regenerierens des Filterpakets 74 wird, wenn die Strömungsregelklappe 216 in der zweiten Stellung ist, das Abgas durch das erste Einlaß rohrteil 32a sowie das Haupt-Auslaßrohr 36 in die zweite Ex pansionskammer geführt, es strömt durch das Filterpaket 74 und wird dann über das dritte Einlaßrohrteil 32c sowie das Haupt-Auslaßrohr 36 abgeführt. Ferner schließt die Strömungs regelklappe 216 das Haupt-Auslaßrohr 36 nicht völlig ab, weshalb das vom ersten Einlaßrohrteil 32a in das Haupt-Auslaß rohr 36 eingeführte Abgas teilweise in die zweite Expansions kammer und teilweise unter einem Strömen an der Regelklappe 216 vorbei zur stromabwärtigen Seite des Haupt-Auslaßrohres 36 strömt. Dadurch ist es möglich, die Menge an umgekehrt strömendem Abgas, die durch das Filterpaket 74 tritt, zu regeln.

Die Fig. 24 und 26 zeigen die elfte Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei das Geruchabsorbens 201 im Auspufftopf 10 wie bei der zweiten Ausführungsform von Fig. 5 dem Filter paket 74 nachgeschaltet ist. Die JP-Patent-OS Nr. 62- 1 78 708 offenbart die Anordnung des Geruchabsorbens in Reihe mit dem Filterpaket, wobei das Filterpaket gemäß dieser Schrift nicht in den Auspufftopf eingebaut ist. Ferner wer den eine normale Strömung des Abgases durch das Filterpaket und das Geruchabsorbens sowie eine umgekehrte Strömung des Abgases durch das Geruchabsorbens und das Filterpaket während dessen Regenerierung beschrieben. Das bei dieser Vorrichtung auftretende Problem besteht darin, daß wegen der Vibrationen des Motors und aus anderen Gründen Abriebpartikel vom Geruch absorbens abbrechen und während der Regenerierung des Filter pakets zu diesem geführt werden, so daß eine Verstopfung des Filterpakets hervorgerufen wird. Das angesprochene Pro blem wird durch die elfte Ausführungsform gemäß der Erfin dung gelöst.

Bei dieser Ausführungsform ist die zweite Expansionskammer durch die Trennwand 22 in die zweite fernliegende Expansions kammer 23 sowie die zweite naheliegende Expansionskammer 24 unterteilt, wobei das Geruchabsorbens 201 in der zweiten fernliegenden Expansionskammer 23 aufgenommen ist. Die Trenn wand 22 ist in ihrem oberen Teil mit einer Blendenplatte 25b versehen, die, wie in Fig. 25 gezeigt ist, eine Vielzahl von Öffnungen hat. Das Geruchabsorbens 201 besteht aus pelle tisierten Bestandteilen, wie Aktivkohle. Für das Geruchabsor bens 201 können jedoch auch andere Komponenten verwendet wer den, z. B. eine keramische, monolithische Kordieritbasis mit einer γ-Aluminiumoxidbeschichtung oder Sepiolith oder Zeolith. Das Einlaß-Umleitrohr 33 mündet in der zweiten nahe liegenden Expansionskammer 24, in der ein Temperaturfühler 223 angeordnet ist, der die Abgastemperatur ermittelt. Ein Abschnitt 36a des Haupt-Auslaßrohres 36 ist von dem Geruch absorbens 201 umschlossen und mit einer Vielzahl von kleinen Öffnungen versehen, um eine Abgasströmung zu ermöglichen.

Die Einlaß-Regelklappe 41 und die Auslaß-Regelklappe 46 sind während eines normalen Betriebs geschlossen, wie in Fig. 24 gezeigt ist, so daß das Abgas von der ersten Expansionskam mer durch das Filterpaket 74 in die zweite naheliegende Ex pansionskammer 24 strömt. Dann strömt das Abgas aufwärts zur zweiten fernliegenden Expansionskammer 23 und durch die obere Blendenplatte 25b sowie abwärts durch die zweite fernliegen de Expansionskammer 23, wobei die unangenehme Geruchkompo nente im Abgas im Geruchabsorbens 201 abgefangen und damit sauberes Abgas aus dem Haupt-Auslaßrohr 36 zur Außenatmo sphäre abgeführt wird. Da das Abgas in der zweiten fernlie genden Expansionskammer 23 abwärts strömt, muß es durch das Geruchabsorbens 201 treten, so daß das Auffangen wirkungs voll ohne Rücksicht auf die Höhe der Säule des Geruchabsor bens 201 wirksam durchgeführt wird.

Die Einlaß-Regelklappe 41 und die Auslaß-Regelklappe 46 wer den während des Regeneriervorgangs des Filterpakets 74, wie in Fig. 26 gezeigt ist, geöffnet, so daß das Abgas getrennt durch das Haupt-Einlaßrohr 32 und das Einlaß-Umleitrohr 33 strömt, wie vorher beschrieben wurde. Deshalb strömt ein Teil des Abgases vom Einlaß-Bypass 33 in die zweite nahelie gende Expansionskammer 24, in der es wiederum getrennt wird, so daß ein Teil in umgekehrter Richtung durch das Filterpaket 74 strömt, um mit dem angeschalteten Heizelement 75 zusammen die Regenerierung des Filterpakets durchzuführen, und ein anderer Teil durch das Geruchabsorbens 201 strömt. Dadurch wird das Geruchabsorbens 201 nicht durch die hohe Temperatur der Partikel am Filterpaket 74 überhitzt, wie auch das Fil terpaket 74 nicht durch vom Geruchabsorbens 201 abgebrochene Abriebpartikel verstopft wird.

Das Geruchabsorbens 201 hat eine Gleichgewicht-Absorptions kapazität und kann über diese Kapazität hinaus nicht weiter absorbieren. Falls der Motor gestartet wird, wenn sich das Geruchabsorbens 201 auf seiner Gleichgewicht-Absorptionska pazität befindet, dann wird die unangenehme Geruchkomponente sofort vom Geruchabsorbens 201 durch den plötzlichen Anstieg im Abgas rund um das Fahrzeug abgeführt. Eine derartige uner wünschte Abfuhr oder Reinigung wird durch den Steuervorgang nach der Fig. 27 verhindert.

Die Fig. 27 zeigt einen Flußplan der Absorbensreinigung-Hin derungsroutine, in der ein Abführen oder Reinigen bei einem Starten des Motors verhindert sowie nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne, wenn das Fahrzeug mit einer mitt leren oder hohen Geschwindigkeit fährt, bewirkt wird. Diese Routine wird unabhängig von der Regenerierung des Filterpa kets 74 ausgeführt.

Im Schritt 175 wird bestimmt, ob ein Flag f_a auf 1 gesetzt ist oder nicht; in diesem Fall wird das Flag f_a auf 1 gesetzt, wenn eine Reinigung des Geruchabsorbens 201 verhindert wird. Normalerweise geht das Programm zum Schritt 176 über, in dem Abgas in das Geruchabsorbens 201 eingeführt wird. Im Schritt 176 wird bestimmt, ob ein Flag f_b auf 1 gesetzt ist oder nicht; in diesem Fall wird das Flag f_b auf 1 gesetzt, wenn sich das Geruchabsorbens 201 auf der Gleichgewicht-Absorp tionskapazität befindet. Im Schritt 177 wird bestimmt, ob der Motor im Leerlaufzustand ist oder nicht, und im Schritt 178 wird bestimmt, ob der Motor für mehr als dreißig Minuten im Leerlauf war. Es wird angenommen, daß das Geruchabsorbens 201 auf der Gleichgewicht-Absorptionskapazität ist, wenn die Ergebnisse im Schritt 177 und 178 JA lauten. Dann wird im Schritt 179 das Flag f_b auf 1 gesetzt.

Im Schritt 180 wird bestimmt, ob die Fahrgeschwindigkeit Null ist, d. h., ob das Fahrzeug fährt. Lautet das Ergebnis im Schritt 180 JA, so geht das Programm zum Schritt 181 über, in dem die Auslaß-Regelklappe 46 geöffnet wird, und im Schritt 182 wird das Flag f_a auf 1 gesetzt. In diesem Fall wird die Einlaß-Regelklappe 41 geöffnet gehalten, so daß das aus dem Haupt-Einlaßrohr 32 in die erste Expansionskammer eintreten de Abgas zum Auslaß-Bypass 37, das einen niedrigen Strö mungswiderstand hat, strömt und insofern im wesentlichen nicht durch das Geruchabsorbens 201 tritt, so daß eine Abfuhr oder Reinigung der unangenehmen Geruchkomponente unterbun den wird.

Im Schritt 183 wird bestimmt, ob seit dem Unterbinden der Reinigung drei Minuten verstrichen sind, und im Schritt 184 wird bestimmt, ob die Fahrgeschwindigkeit V höher ist als ein vor bestimmter Mittelwert, z. B. 30 km/h. Wenn die Ergebnisse der Schritte 183 und 184 JA lauten, so geht das Programm zum Schritt 185 über, in dem ein Schließen der Auslaß-Regelklap pe 46 ermöglicht wird. Das Abgas strömt dann durch das Fil terpaket 74 und das Geruchabsorbens 201, welches naturgemäß durch die Abgasströmung gereinigt wird, wobei die Abgastem peratur höher wird als die Aufwärmtemperatur des Motors, bei welcher der Geruch erzeugt wird. Die Gleichgewicht-Absorp tionskapazität im hohen Temperaturzustand wird gegenüber derjenigen im niedrigen Temperaturzustand geringer, wodurch das Entfernen der unangenehmen Geruchkomponente vom Geruchab sorbens 201 bewirkt wird.

Bei diesem Reinigungsvorgang wird die Auslaß-Regelklappe 46 vorzugsweise allmählich geschlossen, um eine langsame Reini gung durchzuführen und die Geruchkomponente in die Atmosphä re zu zerstreuen; für diesen Zweck wird vorzugsweise eine Drosselung, wie die Einrichtung 57 in Fig. 1, vorgesehen und das Rückschlagventil zwischen dem Stellantrieb 51 für die Auslaß-Regelklappe 46 und der zugeordneten Unterdruck-Versor gungseinrichtung 61 umgekehrt ausgerichtet. Schließlich wer den in den Schritten 186 und 187 die Flags f_a und f_b auf 0 zurückgesetzt.

Ferner kann das Geruchabsorbens 201 beeinflußt werden, wenn Abgas mit einer sehr hohen Temperatur, z. B. 500°C, durch das Absorbens 201 für einen langen Zeitraum geführt wird. Die Fig. 28 zeigt einen Flußplan für eine Absorbens-Schutzrou tine, um das Geruchabsorbens 201 gegenüber einem derartigen hohen Temperaturzustand zu schützen. Diese Routine kann unab hängig von der Regenerierung des Filterpakets 74 und der Ver hinderung der Absorbensreinigung durchgeführt werden.

Im Schritt 191 wird bestimmt, ob ein Flag f_c auf 1 gesetzt ist oder nicht; in diesem Fall wird das Flag f_c auf 1 gesetzt, wenn ein Schutz des Geruchabsorbens 201 ausgeführt wird. Im Schritt 192 wird bestimmt, ob die Abgastemperatur T_EX höher ist als ein vorbestimmter Wert (500°C). Lautet das Er gebnis JA, so geht das Programm zum Schritt 193 über, in dem die Auslaß-Regelklappe 46 geöffnet wird, um dem Abgas ein Umströmen des Filterpakets 74 und des Geruchabsorbens 201 zu ermöglichen, so daß das Geruchabsorbens geschützt wird. Im Schritt 194 wird dann das Flag f_c auf 1 gesetzt und der Schutz-Zeitgeber in Gang gesetzt. Dann wird im Schritt 195 entschieden, ob die vorbestimmte Zeit, z. B. 10 min, ver strichen ist. Lautet das Ergebnis JA, so geht das Programm zum Schritt 196 über, um die Auslaß-Regelklappe 46 zu schlie ßen, worauf im Schritt 197 das Flag f_c auf 0 zurückgesetzt wird. Dieser Schutzvorgang kann intermittierend, während die Temperatur sehr hoch ist, ausgeführt werden, und zu diesem Zweck gibt der Temperaturfühler 223 von Fig. 24 ein Hochtem peratur-Signal ab, wenn Abgas hoher Temperatur vorhanden ist, und er gibt ein Niedrigtemperatur-Signal ab, wenn die Zufuhr von Abgas für den Schutzvorgang unterbrochen wird. Ferner gibt dieser Fühler weiterhin ein Niedrigtemperatur-Signal für eine vorbestimmte Zeitspanne, nachdem der Schutzvorgang beendet ist, ab, bis seine Temperatur ansteigt.

Claims

1. Auspuffanlage für einen Dieselmotor mit einem Auspufftopf sowie einer mit einer Heizeinrichtung versehenen Filteranlage, in welcher ein Filter derart angeschlossen ist, daß zur Regeneration des Filters zumindest ein Teil des Abgasstromes über Bypass-Leitungen in rückwärtiger Richtung durch das Filter führbar ist, wobei eine Steuereinrichtung zur Strömungssteuerung des Abgasstromes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Auspufftopfes (10) eine vordere Kammer (13, 14) sowie eine hintere Kammer (23, 24) angeordnet ist, zwischen welchen sich eine dritte Kammer (71) befindet, die das Filter (74) enthält, wobei die vordere und die hintere Auspuffkammer (13, 14; 23, 24) über Regeleinrichtungen (41, 43; 46, 47) an das Einlaßrohr (31) einerseits bzw. das Auslaßrohr (36, 37) andererseits anschließbar sind, und die vordere Kammer (13, 14) und/oder die hintere Kammer (23, 24) durch eine Trennwand (12, 22) unterteilt sind, die mit einer Mehrzahl von Durchlaßrohren (15, 25) versehen sind.

2. Auspuffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsregeleinrichtung einen Einlaß-Bypass (33), das das Einlaßrohr (31) mit der zweiten Expansionskammer (23, 24) verbindet und in dem eine Einlaß-Regelklappe (41) angeordnet ist, einen Auslaß-Bypass (37), der die erste Expansionskammer (13, 14) entweder mit dem Auslaßrohr (36) oder der Außenatmosphäre verbindet und in dem eine Auslaß-Regelklappe (46) angeordnet ist, sowie eine Steuereinrichtung (91), die die Einlaß-Regelklappe (41) sowie die Auslaß-Regelklappe (46) normalerweise schließt und bei erforderlicher Regenerierung des Filters (74) öffnet, umfaßt.

3. Auspuffanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einlaß-Regelklappe (41) und die Auslaß-Regel klappe (46) jeweils durch Unterdruck betätigte Stellan triebe (43, 51) vorgesehen sind und eine Verzögerungs unterdruck-Übertragungseinrichtung (56) in einer Unter druck-Versorgungsleitung (61) für die Auslaß-Regelklappe (46) angeordnet ist.

4. Auspuffanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßrohr (36) stromauf einer Verbindung des Auslaß-Bypasses (37) mit dem Auslaßrohr (36) eine dritte Regelklappe (215) angeordnet ist, die eine das Auslaßrohr durchströmende Abgasströmung und dadurch eine Abgas-Strömungsmenge, die in entgegengesetzter Richtung durch das Filter (74) bei erforderlicher Regenerierung des Filters strömt, regelt.

5. Auspuffanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einlaß-Regelklappe (41), die Auslaß-Regelklappe (46) und die dritte Regelklappe (215) jeweils durch Unterdruck betätigte Stellantriebe (43, 51, 59) vorgesehen sind, von denen wenigstens der eine (50) für die dritte Regelklappe (215) einstellbar ist.

6. Auspuffanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Regelklappe (215) in Abhängigkeit von einer Drehzahl (NE) des Motors einstellbar geregelt ist.

7. Auspuffanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Regelklappe (215) in Abhängigkeit von einem Druckunterschied (Δ P) zwischen dem Druck (P₁) des Abgases stromoberhalb des Filters (74) und dem Druck (P₂) des Abgases stromab des Filters (74) einstellbar geregelt ist.

8. Auspuffanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaß-Regelklappe (46) an einer Verbindungsstelle des Auslaß-Bypasses (37) mit dem Auslaßrohr (36) zur gemeinsamen Regelung der Abgasströmung durch den Auslaß-Bypass sowie das Auslaßrohr angeordnet ist.

9. Auspuffanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Auslaß-Bypass (39) vorgesehen ist, der die erste Expansionskammer (13, 14) mit dem Auslaßrohr (36) verbindet, und der erste sowie der zweite Auslaß-Bypass (37, 39) an der Verbindungsstelle ineinander übergehen und daß die Auslaß-Regelklappe (46) zur gemeinsamen Regelung der Abgasströmung durch den ersten Auslaß-Bypass (37), das Auslaßrohr (36) sowie den zweiten Auslaß-Bypass (39) angeordnet ist.

10. Auspuffanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßrohr (32) an einer Verbindungsstelle in das Auslaßrohr (36) mündet und sich getrennt weiter in die erste Expansionskammer (13, 14) erstreckt, daß die Strömungsregeleinrichtung eine an der Verbindungsstelle angeordnete Strömungsregelklappe (216) umfaßt und daß die Strömungsregelklappe zwischen der ersten Stellung, in der eine Verbindung zwischen dem Einlaßrohr (32) sowie dem Auslaßrohr (36) abgesperrt ist, und einer zweiten Stellung, in welcher wenigstens eine teilweise Verbindung zwischen dem Einlaßrohr (32) und dem Auslaßrohr (36) zur Herstellung einer entgegengesetzten Abgasströmung durch das Filter (74) bei notwendiger Regenerierung des Filters besteht, bewegbar ist.

11. Auspuffanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßrohr (32) wenigstens einen Durchlaß (32d) in die erste Expansionskammer (13, 14) stromauf von der Verbindungsstelle aufweist.

12. Auspuffanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Expansionskammer (23, 24) in Reihe mit dem Filter (74) ein Geruchabsorbensmittel (201) vorgesehen ist.

13. Auspuffanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (21) wenigstens zwei Expansions kammern (24, 23) umfaßt, von denen die eine nahe zum Filter (74) und die andere entfernt von diesem angeordnet ist, daß Geruchabsorbensmittel (201) in der fernliegenden Expansionskammer (23), an die das Auslaßrohr (36) angeschlossen ist, angeordnet ist.