DE4238445A1 - Air entry device for IC engine exhaust line with catalyser - uses entry pipe with electrically controlled valve regulating air flow rate to ensure optimum cleaning - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine und insbesondere eine Einrichtung zum Einleiten von Luft in das Auspuffrohr, um Gas zu reinigen, das von der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird.

Eine herkömmliche Einrichtung zum Einleiten von Luft in das Auspuffrohr, um das von der Brennkraftmaschine ausgestoßene Gas zu reinigen, ist wie in Fig. 3 gezeigt aufgebaut. In Fig. 3 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 eine Brennkraftmaschine; 2 ein Getriebe; 3 ein Einlaßrohr; 4 ein Auspuffrohr; 5 einen Katalysator; 6 ein Drosselventil; 7 einen Einlaßluft-Durchflußsensor; 8 eine auf der Brennkraftmaschine 1 angebrachte Luftpumpe; 9 ein Lufteinleitungsrohr, das an einem Ende an die Luftpumpe 8 und an dem anderen Ende an das Auspuffrohr 4 angeschlossen ist; und 10 ein Entspannungsventil zum Entweichen von Luft, wenn ein übermäßiger Luftbetrag in das Auspuffrohr 4 eingeleitet wird.

Im folgenden wird der Betrieb der in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr beschrieben. Wenn der Motor angelassen wird, führt die Luftpumpe 8 über das Lufteinleitungs-Rohr 9 Luft an das Auspuffrohr 4 zu. Die an das Auspuffrohr 4 zugeführte Luft reagiert mit den Bestandteilen HC und CO in einem Abgas in dem Auspuffrohr 4 und dem Katalysator 5, wodurch das Abgas gereinigt wird. Eine Durchflußrate der Luft ist wie in Fig. 4 gezeigt über der Zeit im wesentlichen konstant.

Die so aufgebaute herkömmliche Lufteinleitungs-Einrichtung kann keinen optimalen Durchfluß von Luft vorsehen, die zum Reinigen des Abgases in dem Auspuffrohr und dem Katalysator benötigt wird.

Die vorliegende Erfindung ist durchgeführt worden, um das obige Problem zu lösen und besitzt als Aufgabe eine Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine effiziente Abgas-Reinigungsreaktion innerhalb des Auspuffrohrs und des Katalysators schafft.

Die obige Aufgabe wird von einer Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine gelöst, die folgende Merkmale umfaßt: ein Lufteinleitungs-Rohr, das mit einem Abgasrohr der Brennkraftmaschine verbunden ist, ein Steuerventil, das auf dem Lufteinleitungs-Rohr vorgesehen ist, um eine Durchflußrate von Luft zu steuern, die in das Auspuffrohr geleitet wird und eine Steuereinheit, die mit dem Steuerventil elektrisch gekoppelt ist, um das Steuerventil durch ein Steuersignal zu steuern, das von der Steuereinheit erzeugt wird, um eine Durchflußrate von an die Brennkraftmaschine zugeführter Luft entsprechend einem Parameter, beispielsweise einer Motorgeschwindigkeit, eines Drucks einer Durchflußrate von an den m Motor angesaugter Luft, einer Motorgeschwindigkeit, eines Drucks innerhalb des Lufteinleitungs-Rohrs, des Produkts der Motorgeschwindigkeit und des Drucks innerhalb des Ansaugrohrs und einer Drosselöffnung zu variieren.

Bei der so aufgebauten Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr wird Luft durch das Lufteinleitungs-Rohr an das Auspuffrohr geleitet, wenn die Brennkraftmaschine anläuft. Dabei wird ein Signal von einem Einlaßluft-Durchflußsensor, einem Sensor zur Erfassung eines Luftdrucks innerhalb des Einlaßrohrs, eines Drosselöffnungssensors, eines Motorgeschwindigkeitssensors und dergleichen an die Steuereinheit angelegt. Die Steuereinheit berechnet eine Durchflußrate der in das Einlaßrohr eingeleiteten Luft und verändert den eingeleiteten Luftdurchfluß unter Verwendung eines Parameters, der eine Durchflußrate von an den Motor angesaugten Luft, einer Motorgeschwindigkeit, eines Drucks innerhalb des Lufteinleitungs-Rohrs, dem Produkt der Motorgeschwindigkeit und des Drucks innerhalb des Einleitungsrohrs und einer Drosselöffnung ist. Die Steuereinheit erzeugt ein Steuersignal zur Übertragung an ein Steuerventil, das auf dem Lufteinleitungs-Rohr vorgesehen ist. Das Steuerventil wird durch das Steuersignal von der Steuereinheit gesteuert.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Diagramm, das den Aufbau einer Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 Kurvendarstellungen, die die Steuerung einer Durchflußrate von an ein Auspuffrohr durch die Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr geführter Luft zeigen;

Fig. 3 ein Diagramm, das den Aufbau einer herkömmlichen Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine zeigt; und

Fig. 4 eine Kurvendarstellung, die eine Veränderung einer Durchflußrate von an ein Auspuffrohr durch die herkömmliche Einrichtung geführter Luft zeigt.

Ein Ausführungsbeispiel einer Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine entsprechend der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In Fig. 1 ist der Aufbau einer Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden gleiche oder äquivalente Abschnitte wie diejenigen in Fig. 3, die die herkömmliche Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr zeigt, mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.

Die Lufteinleitungs-Einrichtung 20 für ein Auspuffrohr umfaßt eine Steuereinheit 21 und ein Steuerventil 22, das auf einem Lufteinleitungs-Rohr 9 vorgesehen ist und sich stromabwärts eines Entspannungsventils 10 befindet. Die Steuereinheit 21 besitzt eine elektrische Verbindung mit einem Einlaßluft-Durchflußsensor 7, der in einem Luftfilter enthalten ist, mit einem Sensor 23 für den Druck in einem Rohr, der auf einem Einlaßrohr 3 vorgesehen ist; mit einem Drosselöffnungssensor 24, der mit einer Drossel 6 in Eingriff steht, um eine Öffnung der Drossel 6 zu erfassen und mit einem Geschwindigkeitssensor 25, der an dem Motor 1 angebracht ist. Die so angeschlossene Steuereinheit empfängt Signale 26, 27, 28 und 19 von diesen Sensoren 7, 23 und 24 oder 25.

Eine Durchflußrate von in das Auspuffrohr 4 eingeleiteter Luft wird derart gesteuert, daß die Steuereinheit 21 das Steuerventil 22 unter Verwendung von wenigstens einem der Signale 26 bis 29, die von den Sensoren 7, 23 und 24 oder 25 abgegeben werden, steuert. Genauer gesagt wird in dem ersten Ausführungsbeispiel das Einlaßluft-Durchflußsignal 26 von dem Einlaßluft-Durchflußsensor 7 der Steuereinheit 21 eingegeben. Wenn das Signal 26 empfangen wird, berechnet die Steuereinheit 21, wie in Fig. 2, gezeigt eine Durchflußrate a der an das Auspuffrohr 4 geführten Luft und eine Änderung b des geführten Luftflusses bezüglich einer Durchflußrate der Einlaßluft und gibt ein Steuersignal 30 an das Steuerventil 22 für dessen Steuerung ab.

Über die Steuerung durch die Steuereinheit wird die Durchflußrate von in das Auspuffrohr 4 eingeleiteter Luft, wie in Fig. 2 gezeigt, zu beliebigen Zeitintervallen entsprechend der Durchflußrate von Einlaßluft des Motors 1 verändert und dann an das Auspuffrohr 4 durch das Lufteinleitungs-Rohr 9 abgegeben. Die Zeitintervalle werden durch die Frequenzen, gewöhnlicherweise 1 bis 10 Hz, definiert. Der verwendete Katalysator 5 bestimmt optimale Werte der Zeitintervalle.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beschrieben. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Motorgeschwindigkeit des Motors 1 wie in Fig. 1 gezeigt durch den Geschwindigkeitssensor 25 erfaßt. Wenn ein Erfassungssignal 29 von dem Geschwindigkeitssensor 25 empfangen wird, berechnet die Steuereinheit 21 eine Durchflußrate von geleiteter Luft und eine Änderung der Durchflußrate der geleiteten Luft. Dann gibt die Steuereinheit wie in Fig. 2 gezeigt an das Steuerventil 22 ein Steuersignal 30 ab, das die Durchflußrate von eingeleiteter Luft in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit darstellt. Der verwendete Katalysator bestimmt optimale Werte der Durchflußraten-Änderung.

In einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Signal 27, das einen Druck innerhalb des Einlaßrohrs darstellt und von dem Sensor 23 für Druck in einem Rohr abgegeben wird, als ein Parameter für die Berechnung von der Steuereinheit 21 verwendet. In einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Produkt des Motorgeschwindigkeitsausgangs 29 von dem Geschwindigkeitssensor 25 für den Motor 1 und das Signal 27 für den Druck in dem Rohr als ein Parameter für die Berechnung von der Steuereinheit 21 verwendet. Als Alternative wird ein Drosselöffnungssignal 28 von dem Drosselöffnungssensor 24 als ein Parameter für die Berechnung verwendet. Ein von der Steuereinheit 21 als Ergebnis einer Berechnung durch die Steuereinheit abgegebenes Steuersignal 30 wird zum Steuern des Steuerventils 22 und somit einer Durchflußrate von eingeleiteter Luft verwendet.

Wie oben beschrieben, steuert die Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Durchflußrate von Luft, die in das Auspuffrohr gebracht wird, entsprechend gegenwärtiger Laufbedingungen des Motors. Mit diesem Aufbau werden die Herstellungskosten verkleinert. Außerdem wird der Reinigungsvorgang für das Abgas weiter verbessert, da eine optimale Durchflußrate von Luft fortwährend in das Auspuffrohr eingeleitet wird.

Claims (3)

1. Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr (4) einer Brennkraftmaschine (1) umfassend:
ein Lufteinleitungs-Rohr (9), das mit einem Auspuffrohr (4) der Brennkraftmaschine (1) verbunden ist;
ein Steuerventil (22), das auf dem Lufteinleitungs-Rohr (9) vorgesehen ist, um eine Durchflußrate der in das Auspuffrohr (4) eingeleiteten Luft zu steuern; und
eine Steuereinheit (21) zum Steuern des Steuerventils (22) durch ein Steuersignal, das durch die Steuereinheit (21) erzeugt wird, wobei die Steuereinheit (21) mit dem Steuerventil (22) elektrisch verbunden ist, um eine Durchflußrate von an die Brennkraftmaschine geleiteter Luft entsprechend einer Information zu verändern.

2. Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr (4) einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Sensoren (7, 23, 24, 25) zum Erfassen der Information.

3. Lufteinleitungs-Einrichtung für ein Auspuffrohr (4) einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Information durch wenigstens eine Motorgeschwindigkeit, und/oder eines Drucks innerhalb einer Durchflußrate von an den Motor angesaugten Luft, und/oder einer Motorgeschwindigkeit, und/oder eines Drucks innerhalb des Lufteinleitungs-Rohrs (9), und/oder des Produkts der Motorgeschwindigkeit und des Drucks innerhalb des Einleitungs-Rohrs (9) und/oder einer Drosselöffnung definiert ist.