DE4324506A1 - Vorrichtung zum Reinigen von Motorenabgas - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Reinigen des Abgases von einem Motor
mittels eines Katalysators.
Während mannigfaltige Vorrichtungen herkömmlicherweise
benutzt werden, um das Abgas von einem Motor mittels
eines Katalysators zu reinigen, ist ein Modell
erhältlich, bei dem geheizte Luft eingeführt wird an
einem Punkt stromaufwärts des Katalysators, um zu
gewährleisten, daß die Katalysatortemperatur erhöht ist,
und zwar so schnell wie möglich nach dem Motorenstart, um
dadurch die Effizienz der Reinigung zu erhöhen. Falls
geheizte Luft in die Abgasleitung eingeführt wird
unmittelbar, nachdem der Motor gestartet ist, und wenn
die Katalysatortemperatur und daher die
Reinigungseffizienz noch niedrig sind, wird die
eingeführte heiße Luft den Katalysator heizen und dabei
wird die Reaktion beinhaltend die Oxidation von HC und CO
in dem Abgas durch den Katalysator beschleunigt, um
dadurch einen schnellen Anstieg in der Temperatur des
Katalysators zu bewirken.
Ein herkömmlicher Abgasreiniger des betrachteten Typs
wird im folgenden beschrieben werden mit Bezug auf die
Fig. 2 und 3. Fig. 2 zeigt schematisch das Layout der
herkömmlichen Vorrichtung zum Reinigen des Abgases von
einem Motor, und Fig. 3 ist eine Darstellung zum Zeigen
der Luftflußmenge, die in die Abgasleitung eingeführt
wird.
In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1A den Motor,
2A das Getriebe des Motors 1A, und 3A ist eine
Ansaugleitung. Der Abschnitt stromaufwärts des
Ansaugweges gebildet durch die Ansaugleitung 3A
kommuniziert mit der Atmosphäre über einen Luftfilter 4A.
Gezeigt durch 5A ist ein Drosselventil, welches die
Luftmenge steuert, welche in den Motor 1A einzusaugen
ist. Der Motor 1A ist so ausgerichtet, daß er versorgt
wird mit einem Kraftstoff mittels einer Einspritzung
(nicht gezeigt). Gezeigt durch 6A ist die Abgasleitung
und ein Katalysator 7A zum Reinigen des Abgases durch
eine chemische Reaktion, vorgesehen stromabwärts der
Abgasleitung 6A.
Gezeigt durch 8A ist eine Luftpumpe zum Einführen von
Luft in die Abgasleitung 6A. Diese Luftpumpe 8A ist von
einem mechanischen Typ, welcher angetrieben wird durch
den Motor 1A und der Luftentladungsauslaß der Pumpe
kommuniziert mit der Abgasleitung 6A an dem Abschnitt
stromaufwärts des Katalysators 7A über eine
Lufteinführungsleitung 9A, ein Steuerventil 10A, ein
Rücksperrventil 11A, eine Heizung 12A usw. Der
Lufteinsaugeingang der Pumpe 8A öffnet sich entweder zur
Atmosphäre hin oder kommuniziert mit dem Ansaugweg.
Ein Steuerventil 10A ist so eingerichtet, daß es den
Luftkanal öffnen und schließen wird, der mit dem
Luftentladungsauslaß der Luftpumpe 8A kommuniziert, und
der Öffnungs- oder Schließbetrieb des Ventils 10A wird
gesteuert durch eine Steuereinheit 13A, welche später
beschrieben werden wird. Das Rücksperrventil 11A ist so
eingerichtet, daß es den selektiven Durchgang von Luft
von der Luftpumpe 8A zur Abgasleitung 6A zulassen wird,
um dadurch zu verhindern, daß das Abgas ausleckt aus der
Abgasleitung 6A, um in die Luftpumpe 8A einzudringen. Die
Heizvorrichtung 12A ist versehen mit einer Heizung (nicht
gezeigt), welche Wärme erzeugt, wenn ein elektrischer
Strom an sie angelegt wird, und ist so ausgerichtet, daß
sie die Luft, die durch den oben erwähnten Luftkanal
fließt, erwärmen wird. Die Anwendung eines elektrischen
Stroms durch die Heizvorrichtung 12A wird gesteuert durch
die Steuereinheit 13A, wie das Steuerventil 10A.
Die Steuereinheit 13A ist so ausgerichtet, daß wenn der
Startschaltet (nicht gezeigt) für den Motor 1A
eingeschaltet wird, sie das Steuerventil 10A öffnen wird,
während sie verursacht, daß ein elektrischer Strom an die
Heizvorrichtung 12A angelegt wird.
Durch diese Konstruktion wird der Abgasreiniger der
vorliegenden Erfindung in folgender Weise betrieben. Wenn
der Motor 1A gestartet wird, beginnt die Luftpumpe 8A zu
arbeiten und gleichzeitig öffnet sich das Steuerventil
10A, woraufhin Luft ausgesandt wird von der Luftpumpe 8A
und durch die Lufteinführungsleitung 9A, das Steuerventil
10A, das Rücksperrventil 11A und die Heizvorrichtung 12A
fließt, um in die Abgasleitung 6A an dem Punkt
stromaufwärts des Katalysators 7A eingeführt zu werden.
Die Änderung in der Menge der so eingeführten Luft ist
gezeigt in Fig. 3. Das Symbol A in Fig. 3 bezeichnet
die Zeit des Motorenanlassens. Wie gezeigt, ist die
Luftmenge, die eingeführt wird in die Abgasleitung 6A im
allgemeinen konstant nach dem Motorenanlassen, falls der
Motor mit konstanter Drehzahl (UpM) läuft.
Wenn der Motor 1A gestartet ist, wird die Steuereinheit
13A veranlassen, daß ein elektrischer Strom durch die
Heizvorrichtung 12A fließt, so daß die von der Luftpumpe
8A entladene Luft geheizt wird mit der Vorrichtung 12A,
bevor sie in die Abgasleitung 6A eingeführt wird.
Die so in die Abgasleitung 6A eingeführte geheizte Luft
wird vermischt mit dem Abgas in der Abgasleitung 6A, und
die resultierende Mischung fließt in den Katalysator 7A.
Wenn sowohl das Abgas als auch die geheizte Luft in den
Katalysator 7A fließen, wird der letztere geheizt durch
die heiße Luft, während gleichzeitig HC und CO in dem
Abgas umgewandelt werden in H2O und CO2 durch O2 in
der geheizten Luft. Mit anderen Worten werden die Hitze
der heißen Luft und die Hitze der Reaktion effektiv
ausgenutzt, um die Temperatur des Katalysators 7A, sobald
der Motor gestartet ist, zu erhöhen.
Das Problem mit dem Abgasreiniger mit der oben
beschriebenen Konstruktion ist, daß der Motor 1A
ausgerüstet sein muß mit einer Lichtmaschine und einer
Batterie großer Kapazität. Das ist deshalb so, weil die
Heizvorrichtung 12A eine hohe Leistung verbraucht, und
ein elektrischer Strom angelegt gehalten wird an sie
während der Periode vom Maschinenanlassen bis zum
Stoppen.
Das Problem bei dem Motor 1B ausgerüstet mit dem
herkömmlichen Abgasreiniger ist, daß seine Drehzahl dazu
neigt abzufallen, während geheizte Luft eingeführt wird
in die Abgasleitung 6B. Das ist deshalb so, weil die
Heizvorrichtung 12B eine hohe Leistung verbraucht und,
wenn sie das Heizen durchführt, die Lichtmaschine mehr
Leistung erzeugt, wodurch die Belastung des Motors 1B
erhöht wird. Genauer gesagt wird, falls der Motor 1B in
den Leerlauf gebracht wird, seine Drehzahl
gewöhnlicherweise nicht konstant und ist geneigt,
unbeständiger zu laufen. Falls weiterhin die Drehzahl des
leerlaufenden Motors abfällt, neigt die elektrische
Leistung, die in die Batterie zu laden ist, unzureichend
zu werden.
Ein herkömmlicher Abgasreiniger des betrachteten Typs
wird im folgenden beschrieben werden mit Bezug auf die
Fig. 7 und 8. Fig. 7 zeigt schematisch das Layout der
herkömmlichen Vorrichtung zum Reinigen des Abgases von
einem Motor, und Fig. 8 ist eine Darstellung zum Zeigen
der Luftflußmenge, die in die Abgasleitung eingeführt
wird.
In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 1C den Motor,
2C ist das Getriebe des Motors 1C, und 3C ist eine
Ansaugleitung. Der Abschnitt stromaufwärts des
Ansaugweges, gebildet durch die Ansaugleitung 3C,
kommuniziert mit der Atmosphäre über einen Luftfilter 4C.
Gezeigt durch 5C ist ein Drosselventil, welches die
Luftmenge steuert, die in den Motor 1C einzusaugen ist.
Der Motor 1C ist so eingerichtet, daß er versorgt wird
mit einem Kraftstoff mittels einer Einspritzung (nicht
gezeigt). Gezeigt durch 6C ist die Abgasleitung und ein
Katalysator 7C zum Reinigen des Abgases durch eine
chemische Reaktion, vorgesehen stromabwärts der
Abgasleitung 6C.
Gezeigt durch 8C ist eine Luftpumpe zum Einführen von
Luft in die Abgasleitung 6C. Die Luftpumpe 8C ist von
einem Typ, welcher elektrisch betrieben wird, und der
Luftentladungsauslaß der Pumpe kommuniziert mit der
Abgasleitung 6C an dem Abschnitt stromaufwärts des
Katalysators 7C über eine Lufteinführungsleitung 9C, ein
Steuerventil 10C, ein Rücksperrventil 11C, eine
Heizvorrichtung 12C, usw. Der Betrieb der Luftfilterpumpe
8C wird gesteuert durch eine Kontroller 13C, welcher im
folgenden beschrieben werden wird. Der Luftansaugeinlaß
der Pumpe 8C öffnet sich entweder zur Atmosphäre oder
kommuniziert mit dem Ansaugweg.
Das Steuerventil 10C ist so angepaßt, daß es den
Luftkanal öffnen und schließen wird, welcher mit dem
Luftentladungsauslaß der Luftpumpe 8C kommuniziert, und
der Öffnungs- oder Schließbetrieb des Ventils 10C wird
gesteuert durch die Steuereinheit 13C. Das
Rücksperrventil 11C ist so eingerichtet, daß es den
selektiven Durchgang von Luft von der Luftpumpe 8C zur
Abgasleitung 6C zulassen wird, um dadurch zu verhindern,
daß das Abgas ausleckt von der Abgasleitung 6C, um in die
Luftpumpe 8C einzudringen.
Die Heizvorrichtung 12C ist versehen mit einer Heizung
(nicht gezeigt), welche Wärme erzeugt, wenn ein
elektrischer Strom angelegt wird, und ist so
ausgerichtet, daß sie die Luft, die durch den oben
erwähnten Luftkanal fließt, heizt. Die Anwendung eines
elektrischen Stroms durch die Heizvorrichtung 12C wird
gesteuert durch die Steuereinheit 13C, wie die Luftpumpe
8C und das Steuerventil 10C.
Die Steuereinheit 13C ist so eingerichtet, daß wenn der
Startschalter (nicht gezeigt) für den Motor 1C
eingeschaltet wird, er das Steuerventil 10C öffnen wird,
während verursacht wird, daß ein elektrischer Strom
angelegt wird an sowohl die Luftpumpe 8C und die
Heizvorrichtung 12C. Die Steuereinheit 13C ist ebenfalls
so ausgerichtet, daß wenn der Lauf des Motors
vorbeschriebene Bedingungen erfüllt (welche im folgenden
als "Vorgabebedingungen" bezeichnet werden), er das
Steuerventil 10C schließen wird, während verursacht wird,
daß sowohl die Luftpumpe 8C als auch die Heizvorrichtung
12C den Betrieb beenden. Ein weiteres Merkmal der
Steuereinheit 13C ist, daß wenn der Motor 1C seinen Lauf
stoppt, sie das Steuerventil 10C schließen wird, während
sie verursacht, daß sowohl die Luftpumpe 8C als auch die
Heizvorrichtung 12C ihren Betrieb beenden.
So konstruiert wird der Abgasreiniger der vorliegenden
Erfindung in folgender Weise betrieben. Wenn der Motor 1C
gestartet wird, wird das Steuerventil 10C geöffnet und
gleichzeitig werden sowohl die Luftpumpe 8C als auch die
Heizvorrichtung 12C ihren Betrieb starten, woraufhin Luft
ausgesandt wird von der Luftpumpe 8C und durch die
Lufteinführungsleitung 9C, das Steuerventil 10C, das
Rücksperrventil 11C und die Heizvorrichtung 12C fließt,
um eingeführt zu werden in die Abgasleitung 6C an dem
Punkt stromaufwärts des Katalysators 7C.
Die von der Luftpumpe 8C ausgesandte Luft wird geheizt in
der Heizvorrichtung 12C, bevor sie in die Abgasleitung 6C
eingeführt wird. Die Änderung in der Menge der so
eingeführten Luft ist gezeigt in Fig. 8. Das Symbol A
bezeichnet die Zeit des Motorenstarts. Wie gezeigt, ist
die Menge in die Abgasleitung 6C eingeführter Luft im
allgemeinen konstant nach dem Anlassen des Motors.
Die geheizte Luft, die so eingeführt wird in die
Abgasleitung 6C, wird vermischt mit dem Abgas in der
Abgasleitung 6C und die resultierende Mischung fließt in
den Katalysator 7C. Wenn sowohl das Abgas und die
geheizte Luft in den Katalysator 7C fließen, wird der
letztere geheizt durch die heiße Luft, während
gleichzeitig HC und CO in dem Abgas umgewandelt werden in
H2O und CO2 durch O2 in der geheizten Luft. Mit
anderen Worten werden die Hitze der heißen Luft und die
Hitze der Reaktion effektiv genutzt, um die Temperatur
des Katalysators 7C, sobald der Motor gestartet ist, zu
erhöhen.
Falls der Motor 1C den Betrieb stoppt oder der Zustand
seines Laufs die Vorgabebedingungen erfüllt, schließt die
Steuereinheit 13C das Steuerventil 10C, während
gleichzeitig er veranlaßt, daß sowohl die Luftpumpe 8C
als auch die Heizvorrichtung 12C ihren Betrieb beenden.
Das Problem bei dem herkömmlichen Abgasreiniger mit der
oben beschriebenen Konstruktion ist, daß die
Dauerhaftigkeit der Heizvorrichtung 12C und anderer
Vorrichtungen oder Komponenten, welche um die
Heizvorrichtung 12C angesiedelt sind, niedrig sind. Das
ist deshalb so, da, wenn der Heizbetrieb der
Heizvorrichtung 12C gestoppt wird, die Luftpumpe
ebenfalls veranlaßt wird, ihren Betrieb zu stoppen. Daher
wird sogar, falls die Anwendung eines elektrischen Stroms
an die Heizvorrichtung 12C unterbrochen wird, ihre
thermische Trägheit die Heizvorrichtung 12C und andere
Vorrichtungen oder Komponenten in ihrer Umgebung
erwärmen.
Die vorliegende Erfindung wurde geschaffen unter diesen
Umständen und hat als Aufgabe, eine
Abgasreinigungsvorrichtung zu schaffen, welche in der
Lage ist, den Katalysator schnell nach dem
Motorenanlassen zu heizen, während sie den
Leistungsverbrauch auf einem hinreichend niedrigen Pegel
hält.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst nach dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung
zum Reinigen des Abgases von einem Motor, welche umfaßt:
eine Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an
einem Punkt stromaufwärts des Katalysators in eine
Abgasleitung und eine Heizvorrichtung zum Heizen von der
Luft, wobei die Heizvorrichtung verbunden ist mit einer
Steuereinheit, welche bewirkt, daß die Heizvorrichtung
das Heizen beendet, wenn die Motorentemperatur einen
vorbestimmten Pegel überschreitet.
Nach einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende
Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen des Abgases von
einem Motor, welche umfaßt: eine
Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an
einem Punkt stromaufwärts des Katalysators in eine
Abgasleitung und eine Heizvorrichtung zum Heizen der
Luft, wobei die Lufteinführungseinrichtung und die
Heizvorrichtung verbunden sind mit einer Steuereinheit,
welche, wenn die Motorentemperatur einen vorbestimmten
Pegel überschreitet, veranlaßt, daß die
Lufteinführungseinrichtung das Einführen von Luft
beendet, während sie gleichzeitig veranlaßt, daß die
Heizvorrichtung das Heizen beendet.
Ein elektrischer Strom wird angelegt an die
Heizvorrichtung nur während der Periode von einem
Motorenstart bis zur Zeit, wenn die Motorentemperatur
einen vorbestimmten Pegel erreicht, und daher ist die
Zeit, während der ein Strom an die Heizvorrichtung
angelegt wird, verkürzt, um den erforderlichen
Leistungsverbrauch zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung wurde bewerkstelligt unter
diesen Umständen und hat als Aufgabe das Vorsehen eines
Motorenabgasreinigers, der erlaubt, daß der leerlaufende
Motor mit einer konstanten Drehzahl läuft, sogar wenn die
Heizvorrichtung das Heizen durchführt und welche
ebenfalls ein hinlängliches Laden der Batterie während
des Leerlaufes gewährleistet.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist nach dem ersten Aspekt
der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen
des Abgases für einen Motor geschaffen, welche umfaßt:
eine Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an
einem Punkt stromabwärts des Katalysators in eine
Abgasleitung, eine elektrische Heizvorrichtung zum Heizen
der Luft und eine Drehzahländerungseinrichtung, welche
die Drehzahl des Motors bei einem Wert höher als der
Leerlaufgeschwindigkeit hält, und eine Steuereinheit,
welche die Drehzahländerungseinrichtung betätigt, wenn
der Motor in den Leerlauf gebracht wird, während die
Heizvorrichtung Heizen durchführt.
Nach seinem zweiten Aspekt sieht die vorliegende
Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen des Abgases von
einem Motor vor, welche umfaßt: eine
Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an
einem Punkt stromaufwärts des Katalysators in eine
Abgasleitung mit der Hilfe einer motorgetriebenen
Luftpumpe, eine elektrische Heizvorrichtung zum Heizen
der Luft, eine Drehzahländerungseinrichtung, welche die
Drehzahl des Motors bei einem Wert höher als die
Leerlaufdrehzahl hält, und eine Steuereinheit, welche die
Drehzahländerungseinrichtung betreibt, wenn der Motor zum
Leerlauf gebracht wird, während die Luftpumpe betätigt
wird und die Heizvorrichtung das Heizen durchführt.
Falls die Drehzahländerungseinrichtung betätigt wird, um
die Drehzahl des Motors zu erhöhen, während sie
leerläuft, wird mehr Leistung durch die Lichtmaschine
erzeugt, um einen Ausgleich zu schaffen für den
Leistungsverbrauch durch den Abgasreiniger.
Die vorliegende Erfindung ist unter diesen Umständen
bewerkstelligt worden und hat als Aufgabe, einen
Abgasreiniger zu schaffen, der geschützt ist gegen eine
Verschlechterung in der Beständigkeit der Heizvorrichtung
und anderer Vorrichtungen oder Komponenten, welche darum
angesiedelt sind.
Um diese Aufgabe zu erfüllen schafft die vorliegende
Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen eines
Motorenabgases, welche umfaßt: eine
Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an
einem Punkt stromaufwärts des Katalysators in eine
Abgasleitung und eine Heizvorrichtung zum Heizen der
Luft, wobei die Lufteinführungseinrichtung mit einer
Steuereinheit verbunden ist, welche ermöglicht, daß die
Einrichtung die Einführung von Luft für eine
spezifizierte Zeit fortführt, nachdem die Heizvorrichtung
das Heizen nicht länger durchführt.
Die Lufteinführungseinrichtung führt Luft weiter ein,
sogar nachdem die Heizvorrichtung den Betrieb stoppt und
daher wird die Heizvorrichtung der Wärme entledigt durch
die eingeführte Luft und kühlt sich dementsprechend ab.
Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 schematisch das Layout des
Motorenabgasreinigers nach der
Erfindung;
Fig. 2 schematisch das Layout einer
herkömmlichen Vorrichtung zum Reinigen
des Abgases von einem Motor;
Fig. 3 eine Darstellung zum Zeigen der
Luftflußmenge, die in die Abgasleitung
eingeführt wird;
Fig. 4 schematisch das Layout des
Motorenabgasreinigers der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 5 schematisch das Layout des
Motorenabgasreinigers nach der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 einen Steuerplan zum Zeigen des
Betriebs des Motorenabgasreinigers
nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 schematisch das Layout einer
herkömmlichen Vorrichtung zum Reinigen
des Abgases von einem Motor; und
Fig. 8 eine Darstellung zum Zeigen der
Luftflußmenge, die in die Abgasleitung
eingeführt wird.
Eine Ausführungsform nach dem ersten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird im weiteren detailliert
beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 1.
Fig. 1 zeigt schematisch das Layout des
Motorenabgasreinigers nach der vorliegenden Erfindung.
Die Komponenten des Reinigers, welche identisch oder
äquivalent denen sind, die in Fig. 2 gezeigt sind,
werden durch die gleichen Bezugszeichen identifiziert
werden und nicht im folgenden detailliert beschrieben
werden.
Mit Bezug auf Fig. 1 ist eine Luftpumpe zum Einführen
von Luft in die Abgasleitung 6A gezeigt. Anders als beim
herkömmlichen mechanischen Typ wird diese Luftpumpe 21A
elektrisch betrieben. Die Lufteinführungseinrichtung als
wesentlicher Teil des Reinigers umfaßt die Luftpumpe 21A,
das Steuerventil 10A, das Rücksperrventil 11A usw.
Gezeigt durch 22A ist eine Steuereinheit zum Steuern des
Betriebs der Luftpumpe 21A, des Steuerventils 10A, der
Heizvorrichtung 12A usw. Die Steuereinheit 22A ist
verbunden nicht nur mit den oben erwähnten Vorrichtungen
oder Teilen, welche zu steuern sind, sondern ebenfalls
mit einem Temperatursensor 23A, der die Temperatur des
Kühlwassers des Motors 1A erfaßt, so daß er diese
Vorrichtung oder Teile in Übereinstimmung mit der durch
den Sensor 23A erfaßten Kühlwassertemperatur steuern
kann. Der Ausdruck "Motorentemperatur", wie bei der
vorliegenden Erfindung benutzt, bedeutet die Temperatur
des Kühlwassers, soweit Beispiel 1A betroffen ist. Die
Konstruktion der Steuereinheit 22A wird im folgenden
detaillierter beschrieben werden.
Die Steuereinheit 22A startet ihren Betrieb, wenn der
Startschalter (nicht gezeigt) des Motors 1A eingeschaltet
wird und vergleicht dann die Temperatur des Kühlwassers,
erfaßt durch den Sensor 23A mit einer vorgeschriebenen
Temperatur (welche im weiteren als die
"Vorgabetemperatur" bezeichnet wird). Ein Beispiel der
Vorgabetemperatur ist die Temperatur des Kühlwassers, die
erreicht wird, wenn das Motorenaufwärmen endet, um den
Motor 1A in den Gleichgewichtslauf zu bringen. Wenn die
Temperatur des Kühlwassers unterhalb der
Vorgabetemperatur ist, wird ein elektrischer Strom an
sowohl die Luftpumpe 21A als auch die Heizvorrichtung 12A
gelegt, während zur gleichen Zeit das Steuerventil 10A
geöffnet ist. Wenn die Temperatur des Kühlwassers höher
wird als die Vorgabetemperatur (zum Beispiel etwa 50°C),
wird die Anwendung des elektrischen Stromes an die
Heizvorrichtung 12A unterbrochen.
Falls dem Motor 1A ausgerüstet mit dem betriebenen
Reiniger gestattet wird und bevor sein Aufwärmen endet,
wird die Luftpumpe 21A angetrieben und Luft fließt durch
die Lufteinführungsleitung 9A, das Steuerventil 10A, das
Rücksperrventil 11A und die Heizvorrichtung 12A, so daß
sie eingeführt wird von der Luftpumpe 21A in die
Abgasleitung 6A. Falls das Motorenaufwärmen endet, um den
Motor 1A in Gleichgewichtslauf zu bringen, endet der
Heizbetrieb der Heizvorrichtung 12A.
Ein in Beispiel 1A zu benutzender Motor 1A ist
ausgerüstet mit einer Lichtmaschine (nicht gezeigt) eines
gut bekannten Designs, die verbunden ist mit der
Kurbelwelle (ebenfalls nicht gezeigt) und welche durch
den Motor 1A anzutreiben ist. Die Leistung, die erzeugt
wird durch die Lichtmaschine, wird teilweise in einer
Batterie (nicht gezeigt) gespeichert und teilweise
zugeführt an verschiedene Vorrichtungen und Komponenten
des Abgasreinigers.
Der Betrieb des Abgasreinigers der vorliegenden Erfindung
wird im weiteren detaillierter beschrieben werden. Wenn
der Startschalter für den Motor 1A eingeschaltet wird,
startet der Motor 1A seinen Lauf und die Steuereinheit
22A wird die Temperatur des Kühlwassers mit der
Vorgabetemperatur vergleichen. Falls die erfaßte
Temperatur des Kühlwassers unterhalb der
Vorgabetemperatur ist, werden die Vorrichtungen und Teile
unter Steuerung der Steuereinheit 22A so betrieben, daß
Luft eingeführt wird von der Luftpumpe 21A in die
Abgasleitung 6A. Dabei wird ein elektrischer Strom
angelegt an die Heizvorrichtung 12A, um dadurch die
eingeführte Luft zu heizen.
Wenn die geheizte Luft so eingeführt wird in die
Abgasleitung 6A an dem Punkt stromaufwärts des
Katalysators, wird die Temperatur des Katalysators 7A
erhöht in dem gleichen Weise wie beim Stand der Technik,
nämlich durch die Hitze der Heißluft und durch die Hitze
der Reaktion, die sich entwickelt, wenn HC und CO in dem
Abgas einer oxidierenden Reaktion untergehen, und zwar
mit dem Sauerstoff in der geheizten Luft.
Wenn das Motorenaufwärmen endet, um den Motor 1A in
Gleichgewichtslauf zu bringen, und wenn die Temperatur
des Kühlwassers die Vorgabetemperatur überschreitet,
erfaßt die Steuereinheit 22A die Tatsache und unterbricht
die Anwendung des elektrischen Stroms an die
Heizvorrichtung 12A. In dieser Situation ist die
Luftpumpe 21A die Hauptleistungsverbrauchsvorrichtung in
dem Abgasreiniger unter Betrachtung. Deshalb bietet der
Reiniger nach der vorliegenden Erfindung, welcher das
Anlegen eines elektrischen Stroms an die Heizvorrichtung
12A nur für die Periode vom Motorenanlassen bis zu der
Zeit, wenn die Temperatur des Kühlwassers die
Vorgabetemperatur erreicht, zuläßt, den Vorteil, daß die
Zeitperiode der Stromanwendung an die Heizvorrichtung 12A
verkürzt ist, um den erforderlichen Leistungsverbrauch zu
reduzieren.
Beispiel 1A betrifft den Fall, in dem die Temperatur des
Kühlwassers betrachtet wird als die Motorentemperatur,
welche einen Indikator für die Steuerung der
Stromanwendung an die Heizvorrichtung 12A ist. Jedoch ist
dies nicht der einzige Fall der vorliegenden Erfindung
und die Motorentemperatur kann erfaßt werden bezüglich
anderer Faktoren, wie zum Beispiel die Temperatur des
Schmiermitteis des Motors 1A.
Beim Benutzen der Temperatur des Schmiermittels ist ein
Temperatursensor entweder in der Ölwanne gelegen am Boden
des Motors 1A, oder nahe dem Schmiermittelkanal innerhalb
des Motors 1A angesiedelt, so daß der Erfassungsabschnitt
des Sensors das Schmiermittel kontaktieren wird.
An nächster Stelle wird der Motorenabgasreiniger nach dem
zweiten Aspekt der Erfindung im weiteren beschrieben
werden. Die Vorrichtung zur Benutzung beim Implementieren
des zweiten Aspekts der Erfindung kann realisiert werden
durch bloßes Ändern des internen Programms der
Steuereinheit 22A in dem in Fig. 1 gezeigten
Abgasreiniger und daher ist die folgende Beschreibung der
Vorrichtung basierend auf Fig. 1.
Der Motorenabgasreiniger nach dem zweiten Aspekt der
Erfindung ist so eingerichtet, daß zur Zeit, zu der das
Aufwärmen des Motors endet, der Betrieb der Luftpumpe 21A
zum Einführen von Luft in die Abgasleitung 6A ebenfalls
unterbrochen wird. Dies wird auf folgende Weise erreicht:
Wenn die Steuereinheit 22A die Anwendung des elektrischen
Stroms an die Heizvorrichtung 12A beim Erfassen der
Tatsache, daß die Temperatur des Kühlwassers die
Vorgabetemperatur überschritten hat, unterbricht, stoppt
die Steuereinheit 22A ebenfalls die Luftpumpe 21A,
während sie gleichzeitig das Steuerventil 10A schließt.
Somit werden beide Aktionen des Einführens von Luft und
des Heizens davon zu enden veranlaßt zur Zeit, wenn das
Motorenaufwärmen endet. Falls dies getan ist, wird der
Leistungsverbrauch durch den Abgasreiniger reduziert auf
einen sehr niedrigen Pegel, während gleichzeitig
verhindert werden kann, daß das Abgas sauerstoffreich
wird wegen der Luft, die eingeführt wird, wenn der Motor
1A in einem Gleichgewichtszustand läuft.
Der Betrieb des Einführens von Luft kann ebenfalls
gestoppt werden durch Schließen von nur dem Steuerventil
10A. Wenn das Steuerventil 10A benutzt wird, um die
einzuführende Luftmenge zu steuern, kann man das
beabsichtigte Ziel erreichen durch Öffnen oder Schließen
des Steuerventils 10A; deshalb kann sogar nach dem Ende
des Motorenaufwärmens Luft eingeführt werden in einer
Flußmenge, die angepaßt ist dem aktuellen Zustand des
Motorenlaufs. Falls eine Steuerung auf diese Art
durchgeführt wird, kann das Abgas, das oberhalb des
Katalysators fließt, in einen Zustand gebracht werden, in
dem die Effizienz der Abgasreinigung in dem Katalysator
7A am höchsten ist.
Wie auf den vorhergehenden Seiten beschrieben, umfaßt die
Vorrichtung zum Reinigen des Motorenabgases nach dem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die
Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an
einem Punkt stromaufwärts des Katalysators in die
Abgasleitung und die Heizvorrichtung zum Heizen der Luft,
und diese Heizvorrichtung ist verbunden mit der
Steuereinheit, welche verursacht, daß die Heizvorrichtung
das Heizen stoppt, wenn die Motorentemperatur einen
vorbestimmten Pegel überschreitet. Die Vorrichtung zum
Reinigen des Motorenabgases nach dem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung umfaßt die
Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an
einem Punkt stromaufwärts des Katalysators in der
Abgasleitung und die Heizvorrichtung zum Heizen der Luft,
und sowohl die Lufteinführungseinrichtung als auch die
Heizvorrichtung sind mit der Steuervorrichtung verbunden,
welche veranlaßt, daß wenn die Motorentemperatur einen
vorbestimmten Pegel überschreitet, daß die
Lufteinführungseinrichtung das Einführen von Luft stoppt,
während sie gleichzeitig verursacht, daß die
Heizvorrichtung das Heizen stoppt. Bei jedem Typ
Vorrichtung wird ein elektrischer Strom angelegt an die
Heizvorrichtung nur während der Periode vom
Motorenanlassen bis zur Zeit, zu der die
Motorentemperatur einen vorbestimmten Pegel erreicht und
daher ist die Zeit, während der ein Strom angelegt wird
an die Heizvorrichtung, verkürzt, um den erforderlichen
Leistungsverbrauch zu reduzieren.
Daraus resultierend kann der Reiniger nach der
vorliegenden Erfindung betrieben werden mit einer
Lichtmaschine und einer Batterie, welche jeweils klein in
der Kapazität und Größe sind. Zusätzlich kann die
Heizvorrichtung, an die elektrischer Strom für eine
kürzere Zeit anzulegen ist, eine höhere Lebensdauer haben
und daher kann ihre Effektivität - benutzend geheizte
Luft, um die Katalysatortemperatur zu erhöhen, sobald der
Motor gestartet ist, um dadurch die Effizienz der
Abgasreinigung zu erhöhen - aufrechterhalten werden über
einen größeren Zeitraum.
Weiterhin kann die Leistungserzeugung durch die
Lichtmaschine auf einen niedrigen Pegel eingestellt
werden und daher kann die Motorenlast hinreichend
reduziert werden, um den erforderlichen
Kraftstoffverbrauch einzusparen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im
folgenden detailliert beschrieben mit Bezug auf Fig. 4.
Fig. 4 zeigt schematisch das Layout des
Motorenabgasreinigers nach der vorliegenden Erfindung.
Die Komponenten des Reinigers, welche identisch oder
äquivalent denen sind, die in Fig. 2 gezeigt sind,
werden durch gleiche Bezugszeichen identifiziert und
werden nicht im folgenden detailliert beschrieben
werden.
Mit Bezug auf Fig. 4 ist 21B eine Luftpumpe zum
Einführen von Luft in die Abgasleitung 6B. Verschieden
zum herkömmlichen mechanischen Typ wird die Luftpumpe 21B
elektrisch angetrieben. Die Lufteinführungseinrichtung
als wesentlicher Bestandteil des Reinigers umfaßt diese
Luftpumpe 21B, ein Steuerventil 10B, ein Rücksperrventil
11B usw.
Gezeigt durch 22B ist ein Leerlaufschalter zum Erfassen
der Tatsache, daß der Motor 1B in den Leerlauf gebracht
worden ist. Dieser Leerlaufschalter 22B ist von einem
Typ, der die Position eines Drosselventils 5B erfaßt und
ist so eingerichtet, daß wenn der Motor 1B in den
Leerlauf gebracht worden ist, ein Erfassungssignal
geliefert wird an die Steuereinheit, welche im folgenden
beschrieben wird.
Gezeigt durch 23B ist ein Leerlaufdrehzahlregler, der als
Drehzahländerungseinrichtung zum Erhöhen der Drehzahl des
Motors winkt. Dieser Leerlaufdrehzahlregler 23B ist
darauf ausgelegt, die Drehzahl des Motors auf einem Wert
höher als einer Leerlaufdrehzahl durch ein geeignetes
Verfahren, wie zum Beispiel dem Ändern der Öffnung des
Drosselventils 5B oder Variieren des Einstellungsbetrages
durch eine wohlbekannten Leerlaufdrehzahlregler (nicht
gezeigt), der vorgesehen sein kann in der Nachbarschaft
des Drosselventils 5B, zu halten. Der Betrieb des
Leerlaufdrehzahlreglers 23B wird gesteuert durch die
Steuereinheit, welche im folgenden beschrieben wird.
Gezeigt durch 24B ist die Steuereinheit zum Steuern des
Leerlaufdrehzahlreglers 23B. Diese Steuereinheit 24B ist
so eingerichtet, daß sie nicht nur den
Leerlaufdrehzahlregler 23B steuert, sondern auch den
Betrieb der Luftpumpe 21B des Steuerventils 10B, der
Heizvorrichtung 12B usw., nämlich auf herkömmliche Art
und Weise. Die Steuereinheit 24B ist nicht nur mit den
oben erwähnten Vorrichtungen oder Teilen, welche zu
steuern sind, verbunden, sondern auch mit diesem
Leerlaufschalter 22B, so daß der Leerlaufdrehzahlregler
23B betätigt wird in Richtung zum Erhöhen der Drehzahl
des Motors, während ein elektrischer Strom angelegt ist
an die Heizvorrichtung 12B und wenn die Steuereinheit 24B
versorgt ist mit einem Leerlauferfassungssignal von dem
Leerlaufschalter 22B.
Die Steuereinheit 24B, welche in der betrachteten
Ausführungsform benutzt wird, ist so eingerichtet, daß
wenn sie die Anwendung des elektrischen Stroms an die
Heizvorrichtung 12B abschneidet, falls der Motor nach
seinem Anlassen einen Betriebszustand erreicht, der den
Vorgabebedingungen genügt. Die Steuereinheit 24B ist
ebenfalls so angepaßt, daß wenn die Heizvorrichtung 12B
nicht länger Heizen durchführt, die Steuereinheit nicht
die oben beschriebene Steuerung an dem
Leerlaufdrehzahlregler 23B durchführen wird, sogar wenn
sie versorgt wird mit einem Erfassungssignal von dem
Leerlaufschalter 22B.
Gezeigt durch 25B ist die Lichtmaschine und die
Folgeriemenscheibe 25aB der Lichtmaschine 25B und ist
gekoppelt mit der Kurbelwelle 1aB des Motors 1B über
einen Riemen 25bB und dergleichen. Die Leistung, erzeugt
durch die Lichtmaschine 25B, wird teilweise gespeichert
in einer Batterie (nicht gezeigt) und teilweise angelegt
an verschiedene Vorrichtungen und Komponenten des
Abgasreinigers.
Es wird jetzt der Betrieb der Abgasreinigungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Wenn
der Startschalter für den Motor 1B eingeschaltet wird,
beginnt der Motor 1B zu laufen, und die Steuereinheit 24B
wird die Luftpumpe 21B, das Steuerventil 10B und die
Heizvorrichtung 12B so betätigen, daß geheizte Luft
eingeführt werden wird in die Abgasleitung 6B.
Wenn die geheizte Luft somit eingeführt wird in die
Abgasleitung 6B am Punkt stromaufwärts des Katalysators,
wird die Temperatur des Katalysators 7B auf die gleiche
Weise wie nach dem Stand der Technik erhöht, nämlich
durch die Hitze der heißen Luft und durch die Hitze der
Reaktion, die sich entwickelt, wenn HC und CO usw. in dem
Abgas eine oxidierende Reaktion ergeben mit dem
Sauerstoff in dem Abgas.
Sofort nach seinem Anlassen darf der Motor 1B laufen mit
geheizter Luft, eingeführt in die Abgasleitung 6B, wie
oben beschrieben. Wenn der Motor 1B in den Leerlauf
gebracht wird, erfaßt der Leerlaufschalter 22B die
Tatsache und liefert ein Erfassungssignal an die
Steuereinheit 24B.
Beim Empfangen des Erfassungssignals betätigt die
Steuereinheit 24B den Leerlaufdrehzahlregler 23B in der
Richtung zum Erhöhen der Drehzahl des Motors, falls ein
elektrischer Strom angelegt wird an die Heizvorrichtung
12B. Wenn die Heizvorrichtung 12B nicht das Heizen
durchführt, wird die Steuereinheit 24B nicht den
Leerlaufdrehzahlregler 23B in der Richtung zum Erhöhen
der Drehzahl des Motors betätigen, sogar wenn die Einheit
versorgt wird mit dem Erfassungssignal von dem
Leerlaufschalter 22B. Somit wird die Drehzahl des Motors
1B beim Leerlauf, während ein elektrischer Strom angelegt
ist an die Heizvorrichtung 12B, höher sein als dann, wenn
kein elektrischer Strom angelegt ist an die
Heizvorrichtung 12B.
Falls der Leerlaufdrehzahlregler 23B betätigt wird, um
die Drehzahl des Motors während des Leerlaufs zu erhöhen,
wird daher mehr Leistung durch die Lichtmaschine erzeugt,
um den Leistungsverbrauch durch die Heizvorrichtung 12B
auszugleichen.
An nächster Stelle wird der Motorenabgasreiniger nach dem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung im folgenden
beschrieben werden. Die Vorrichtung zur Benutzung beim
Implementieren des zweiten Aspekts der Erfindung kann
allein durch Ändern des internen Programms der
Steuereinheit 24B in dem Abgasreiniger, wie gezeigt in
Fig. 4, realisiert werden, und daher basiert die
folgende Beschreibung der Vorrichtung auf Fig. 4.
Die Steuereinheit 24B, benutzt beim Motorenabgasreiniger
nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist
so eingerichtet, daß sie den Leerlaufdrehzahlregler 23B
betätigen wird, falls sie versorgt mit einem
Leerlauferfassungssignal von dem Leerlaufschalter 22B,
während die Luftpumpe 21B in Betrieb ist oder die
Heizvorrichtung 12B das Heizen durchführt. Die
Steuereinheit 24B, die in der oben beschriebenen Weise
konstruiert ist, gewährleistet, daß solange die Luftpumpe
21B in Betrieb ist, die Drehzahl des Motors 1B erhöht
ist, falls er in den Leerlauf gebracht ist, und dieser
Vorteil wird erhalten sogar, falls die Heizvorrichtung
12B nicht länger die Luft heizt. Daraus resultierend
verhindert die Steuereinheit 24B, daß die Drehzahl des
Motors abnimmt aufgrund des Leistungsverbrauchs durch die
motorgetriebene Luftpumpe 21B.
Wie beschrieben auf den vorhergehenden Seiten umfaßt die
Vorrichtung zum Reinigen des Motorenabgases nach dem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die
Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an
einem Punkt stromaufwärts des Katalysators in die
Abgasleitung, die elektrische Heizvorrichtung zum Heizen
der Luft, die Drehzahländerungseinrichtung, die die
Drehzahl des Motors auf einem höheren Wert als der
Leerlaufdrehzahl hält, und die Steuereinheit, die die
Drehzahländerungseinrichtung betätigt, wenn der Motor in
den Leerlauf gebracht ist, während die Heizvorrichtung
das Heizen durchführt. Die Vorrichtung zum Reinigen des
Motorenabgases nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung umfaßt die Lufteinführungseinrichtung zum
Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts des
Katalysators in der Abgasleitung mit Hilfe einer
motorgetriebenen Luftpumpe, die elektrische
Heizvorrichtung zum Heizen der Luft, die
Drehzahländerungseinrichtung, die die Drehzahl des Motors
auf einem höheren Wert als der Leerlaufdrehzahl hält, und
die Steuereinheit, die die Drehzahländerungseinrichtung
betätigt, wenn der Motor in den Leerlaufzustand gebracht
ist, während die Luftpumpe betätigt ist und die
Heizvorrichtung das Heizen durchführt. Falls die
Drehzahländerungseinrichtung in einem der
Vorrichtungstypen betätigt wird, um die Drehzahl des
Motors zu erhöhen, während er im Leerlauf ist, wird mehr
Leistung durch die Lichtmaschine erzeugt, um einen
Ausgleich zu schaffen für den Leistungsverbrauch durch
den Abgasreiniger.
Daraus resultierend kann die Drehzahl des Motors
stabilisiert werden, sogar wenn er im Leerlauf ist,
während die Heizvorrichtung das Heizen durchführt;
weiterhin kann ein Laden in die Batterie positiv
durchgeführt werden während des Leerlaufs.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im
weiteren detailliert beschrieben werden mit Bezug auf die
Fig. 5 und 6.
Fig. 5 zeigt schematisch das Layout des
Motorenabgasreinigers nach der vorliegenden Erfindung,
und Fig. 6 ist ein Steuerplan zum Zeigen des Betriebs
des Motorenabgasreinigers der vorliegenden Erfindung. Die
Komponenten des Reinigers, die in Fig. 5 gezeigt sind,
welche gleich oder äquivalent denen sind, die in Fig. 7
gezeigt sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen
identifiziert und werden im weiteren nicht detailliert
beschrieben werden.
Mit Bezug auf Fig. 5 ist ein 21C eine
Verzögerungssteuervorrichtung, die als die Steuereinheit
fungiert, welche eine der wesentlichen Teile der
vorliegenden Erfindung ist. Schaltungsmäßig ist die
Verzögerungssteuervorrichtung 21C eingesetzt zwischen dem
Kontroller 13C und dem Steuerventil 10C. Die
Verzögerungssteuervorrichtung 21C ist so ausgelegt, daß
nachdem die Steuereinheit 13C den Betrieb der
Heizvorrichtung 12C gestoppt hat, sie sowohl die
Luftpumpe 8C als auch das Steuerventil 10C steuert,
welche einen Teil der Lufteinführungseinrichtung
darstellen, der ein weiterer wesentlicher Abschnitt der
vorliegenden Erfindung ist. Dabei sollte bemerkt werden,
daß die Lufteinführungseinrichtung aus der Luftpumpe 8C,
dem Steuerventil 10C, dem Rücksperrventil 11C usw.
besteht.
Die Verzögerungssteuervorrichtung 21C führt Steuerung in
solch einer Weise durch, daß während einer spezifizierten
Zeitdauer nach dem Stoppen der Heizvorrichtung 12C die
Luftpumpe 8C in Betrieb gehalten wird und gleichzeitig
das Steuerventil 10C geöffnet ist. Die Steuerung auf
diese Art und Weise wird im weiteren der Einfachheit
halber als "Verzögerungssteuerung" bezeichnet.
Die Steuereinheit 13C, benutzt bei der vorliegenden
Erfindung, ist so eingerichtet, daß wenn die Anwendung
eines elektrischen Stroms auf die Heizvorrichtung 12
abgeschnitten ist, da der Motor 1C stoppt oder der
Zustand seines Laufes die Vorgabebedingungen erfüllt, ein
Steuerstartsignal ebenfalls geliefert wird an die
Verzögerungssteuerungsvorrichtung 21C. Somit ist die
Verzögerungssteuerungsvorrichtung 21C so ausgelegt, daß
sie, wenn eine spezifizierte Zeit vergangen ist seit
Versorgung mit dem vorher erwähnten Steuerstartsignal,
verursacht, daß die Luftpumpe 8C den Betrieb stoppt und
gleichzeitig das Steuerventil 10C geschlossen wird.
Die Benutzung des Steuerstartsignals ist nicht das
einzige Verfahren zum Starten der Steuerung mit der
Verzögerungssteuervorrichtung 21C und andere Techniken
können angewandt werden, sofern sie dazu geeignet sind,
wie zum Beispiel Starten der Steuerung zur Zeit, wenn die
Leistungsquelle zum Antreiben der Pumpe und des Ventils
entkoppelt wird von der Verzögerungssteuervorrichtung
21C.
Wenn die Einführung von Luft somit fortgesetzt werden
wird, nachdem die Heizvorrichtung gestoppt ist, wird die
eingeführte Luft effektiv die Heizvorrichtung 12C
abkühlen.
Wir beschreiben jetzt den Betrieb des Abgasreinigers der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf den Steuerplan von
Fig. 6. Fig. 6(a) zeigt das Ein-Aus-Zeitverhalten in
der Steuerung der Lufteinführung durch den Kontroller
13C; Fig. 6(b) zeigt das Ein-Aus-Zeitverhalten in der
Steuerung der Heizvorrichtung durch den Kontroller 13C;
und Fig. 6(c) zeigt das Ein-Aus-Zeitverhalten in der
Steuerung der Luftpumpe und des Steuerventils durch den
Kontroller 13C.
Wenn der Motorenstartschalter eingeschaltet wird, um den
Motor 1C zu starten, legt die Steuereinheit 13C einen
elektrischen Strom sowohl an die Luftpumpe 8C als auch an
die Heizvorrichtung 12C, während er gleichzeitig das
Steuerventil 10C öffnet. Die Anwendung eines elektrischen
Strom sowohl an die Luftpumpe 8C als auch an das
Steuerventil 10C wird vollzogen über die
Verzögerungssteuervorrichtung 21C. Demzufolgen wird
geheizte Luft eingeführt in die Abgasleitung 6C an dem
Punkt stromaufwärts des Katalysators.
Wenn die geheizte Luft somit eingeführt wird in die
Abgasleitung 6C und die Temperatur des Katalysators 7C
auf diese Art und Weise wie beim Stand der Technik erhöht
wird, nämlich durch die Hitze der heißen Luft und durch
die Wärme der Reaktion, die sich entwickelt, wenn HC, CO
usw. in dem Abgase eine oxidierende Reaktion untergehen
mit dem Sauerstoff der geheizten Luft. Falls, wie in
Fig. 6(a) gezeigt, der Motor 1C gestoppt wird, wodurch
die Steuerungsleistungsversorgung abgeschaltet wird oder
falls das Vorgabebedingungs-Steuersignal an den
Kontroller 13C ausgeschaltet wird, da der Laufzustand des
Motors den Vorgabebedingungen genügt, dann stoppt die
Steuereinheit 13C das Steuern der Heizvorrichtung 12C,
wie in Fig. 6(b) gezeigt, um dadurch zu verursachen, daß
die Heizvorrichtung 12C das Heizen stoppt. Die Zeit, zu
der die Heizvorrichtung gestoppt wird, ist durch A in
Fig. 6 angezeigt.
Wenn die Steuereinheit 13C somit veranlaßt, daß die
Heizvorrichtung 12C das Heizen stoppt, wird das
zugehörige Steuersignal eingespeist an die
Verzögerungssteuerungsvorrichtung 21C, welche dann
beginnt, eine Verzögerungssteuerung mit der Luftpumpe 8C
und dem Steuerventil 10C durchzuführen. Genauer gesagt
hält die Verzögerungssteuerungsvorrichtung 21C sowohl die
Luftpumpe 8C als auch das Steuerventil 10C in einem
spezifizierten Zustand, so daß die Einführung von Luft
fortgesetzt wird während der spezifizierten Zeitdauer
angedeutet durch T1 in Fig. 6(c) und nach Verstreichen
der Zeit T1 verursacht die
Verzögerungssteuervorrichtung 21C, daß diese Elemente das
Einführen von Luft beenden. Um die Einführung von Luft zu
beenden, wird die Luftpumpe 8C gestoppt durch Abschneiden
des Anlegens von elektrischem Strom nach dem Verstreichen
der Zeit T1 (so wie angedeutet durch B in Fig. 6),
während gleichzeitig das Steuerventil 10C geschlossen
wird.
Somit setzt die Lufteinführungseinrichtung bestehend aus
der Luftpumpe 8C, dem Steuerventil 10C, usw. das
Einführen-von Luft sogar dann fort, nachdem die
Heizvorrichtung gestoppt ist, und die eingeführte Luft
führt Luft von der Heizvorrichtung 12C weg, um sie
abzukühlen.
Beispiel 1C betrifft den Fall, in dem eine
Verzögerungssteuervorrichtung 21C vorgesehen ist als vom
Kontroller 13C separate Einheit, aber falls erforderlich,
kann die Verzögerungssteuervorrichtung 21C in dem
Kontroller 13C beinhaltet sein. Alternativ kann eine
Steuerungsschaltung, welche die gleiche Funktion wie die
Verzögerungssteuervorrichtung 21C durchführt, sowohl in
die Luftpumpe 8C als auch in das Steuerungsventil 10C
eingebaut werden. Welches Verfahren auch benutzt wird,
das Resultat ist vergleichbar mit dem in Beispiel 1C
erhaltenen.
Wie auf den vorherigen Seiten beschrieben, umfaßt die
Motorenabgasreinigungsvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung die Lufteinführungseinrichtung zum Einführen
von Luft an einem Punkt stromaufwärts des Katalysators in
die Abgasleitung und die Heizvorrichtung zum Heizen der
Luft und die Lufteinführungseinrichtung ist verbunden mit
der Steuereinheit, die erlaubt, daß die Einrichtung die
Einführung von Luft fortsetzt während einer
spezifizierten Zeit, nachdem die Heizvorrichtung nicht
länger das Heizen durchführt. Da die
Lufteinführungseinrichtung fortfährt, Luft einzuführen,
sogar nachdem die Heizvorrichtung ihren Betrieb gestoppt
hat (beispielsweise ca. 40 s bei 1 KW und 100 l/min),
wird die Heizvorrichtung der Wärme entledigt durch die
eingeführte Luft und kühlt sich dementsprechend ab.
Daher kann man verhindern, daß die Heizvorrichtung und
umgebende Teile oder Vorrichtungen heiß werden, nachdem
die Einführung von geheizter Luft ausgesetzt ist und
daraus resultierend wird ihre thermische Verschlechterung
effektiv verhindert und ihre Beständigkeit erhöht.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Reinigen von Abgas eines Motors,
mit:
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung,
einer Heizvorrichtung, eingesetzt in einem Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um die Luft zu heizen, und
einer Steuereinheit, die mit der Heizvorrichtung verbunden ist, eine Motorentemperatur erfaßt und verursacht, daß die Heizvorrichtung das Heizen beendet, wenn die Motorentemperatur einen vorbeschriebenen Pegel überschreitet.
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung,
einer Heizvorrichtung, eingesetzt in einem Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um die Luft zu heizen, und
einer Steuereinheit, die mit der Heizvorrichtung verbunden ist, eine Motorentemperatur erfaßt und verursacht, daß die Heizvorrichtung das Heizen beendet, wenn die Motorentemperatur einen vorbeschriebenen Pegel überschreitet.
2. Vorrichtung zum Reinigen von Abgas eines Motors,
mit:
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung,
einer Heizvorrichtung eingesetzt in einem Pfad der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um so die Luft zu heizen, und
einer Steuereinheit, die verbunden ist mit der Lufteinführungseinrichtung und der Heizvorrichtung und, wenn die Motorentemperatur einen vorbeschriebenen Pegel überschreitet, veranlaßt, daß die Lufteinführungseinrichtung das Einführen von Luft beendet, während sie gleichzeitig veranlaßt, daß die Heizvorrichtung das Heizen beendet.
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung,
einer Heizvorrichtung eingesetzt in einem Pfad der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um so die Luft zu heizen, und
einer Steuereinheit, die verbunden ist mit der Lufteinführungseinrichtung und der Heizvorrichtung und, wenn die Motorentemperatur einen vorbeschriebenen Pegel überschreitet, veranlaßt, daß die Lufteinführungseinrichtung das Einführen von Luft beendet, während sie gleichzeitig veranlaßt, daß die Heizvorrichtung das Heizen beendet.
3. Vorrichtung zum Reinigen von Abgas eines Motors,
mit:
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung,
einer elektrischen Heizvorrichtung eingesetzt in einem Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um die Luft zu heizen,
einer Drehzahländerungseinrichtung, die die Drehzahl des Motors auf einem höheren Wert als einer Leerlaufdrehzahl hält, und
einer Steuereinheit, die die Drehzahländerungseinrichtung betätigt, wenn der Motor in den Leerlauf gebracht wird, während die Heizvorrichtung das Heizen durchführt.
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung,
einer elektrischen Heizvorrichtung eingesetzt in einem Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um die Luft zu heizen,
einer Drehzahländerungseinrichtung, die die Drehzahl des Motors auf einem höheren Wert als einer Leerlaufdrehzahl hält, und
einer Steuereinheit, die die Drehzahländerungseinrichtung betätigt, wenn der Motor in den Leerlauf gebracht wird, während die Heizvorrichtung das Heizen durchführt.
4. Vorrichtung zum Reinigen von Abgas eines Motors,
mit:
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung mit Hilfe einer motorbetriebenen Luftpumpe,
einer elektrischen Heizvorrichtung eingesetzt in einem Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um die Luft zu heizen,
einer Drehzahländerungseinrichtung, welche die Drehzahl des Motors auf einem höheren Wert als einer Leerlaufdrehzahl hält, und
einer Steuereinheit, die die Drehzahländerungseinrichtung betätigt, wenn der Motor in den Leerlauf gebracht wird, während die Luftpumpe in Betrieb ist und die Heizvorrichtung das Heizen durchführt.
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung mit Hilfe einer motorbetriebenen Luftpumpe,
einer elektrischen Heizvorrichtung eingesetzt in einem Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um die Luft zu heizen,
einer Drehzahländerungseinrichtung, welche die Drehzahl des Motors auf einem höheren Wert als einer Leerlaufdrehzahl hält, und
einer Steuereinheit, die die Drehzahländerungseinrichtung betätigt, wenn der Motor in den Leerlauf gebracht wird, während die Luftpumpe in Betrieb ist und die Heizvorrichtung das Heizen durchführt.
5. Vorrichtung zum Reinigen von Abgas eines Motors,
mit:
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung,
einer Heizvorrichtung eingesetzt in einem Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um die Luft zu heizen, und
einer Steuereinheit) die verbunden ist mit der Lufteinführungseinrichtung und zuläßt, daß die Lufteinführungseinrichtung die Einführung von Luft eine spezifizierte Zeit lang fortsetzt, nachdem die Heizvorrichtung das Heizen nicht mehr durchführt.
einer Abgasleitung,
einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasleitung,
einer Heizvorrichtung eingesetzt in einem Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um die Luft zu heizen, und
einer Steuereinheit) die verbunden ist mit der Lufteinführungseinrichtung und zuläßt, daß die Lufteinführungseinrichtung die Einführung von Luft eine spezifizierte Zeit lang fortsetzt, nachdem die Heizvorrichtung das Heizen nicht mehr durchführt.
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