DE4324506C2 - Vorrichtung zum Reinigen von Motorenabgas - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen des Abgases von einem Motor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 23 06 471 A1 bekannt.

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 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 Startschalter (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. 6 und 7. Fig. 4 zeigt schematisch das Layout der herkömmlichen Vorrichtung zum Reinigen des Abgases von einem Motor, und Fig. 7 ist eine Darstellung zum Zeigen der Luftflußmenge, die in die Abgasleitung eingeführt wird.

In Fig. 6 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 er gleichzeitig 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 DE 31 44 706 A1 beschreibt eine Einrichtung zur Steuerung der Zusatzluft in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit einer Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft stromaufwärts eines Katalysators, mit einer Steuereinheit, die mit der Lufteinführungseinrichtung verbunden ist, welche das Einführen von Luft beendet, wenn die Motortemperatur einen vorbestimmten Pegel überschreitet.

Aus der DE 39 19 343 A1 ist ein Dieselrußfilter mit sich bei Teillast verringerndem aktiven Querschnitt bekannt. Hier ist eine Lufteinführungseinrichtung zum Einführen von Luft an einen Punkt stromaufwärts des Dieselrußfilters in einer Abgasleitung mit Hilfe einer motorbetriebenen Luftpumpe vorgesehen, und eine elektrische Heizvorrichtung ist eingesetzt in einen Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung, um die eingeführte Luft zu heizen.

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 des eingangs definierten Typs mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.

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 auf dem Weg zur 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 nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 einen Steuerplan zum Zeigen des Betriebs des Motorenabgasreinigers nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 schematisch das Layout einer herkömmlichen Vorrichtung zum Reinigen des Abgases von einem Motor; und

Fig. 7 eine Darstellung zum Zeigen der Luftflußmenge, die in die Abgasleitung eingeführt wird.

Ein Beispiel auf dem Weg zur 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" 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 auf dem Weg zur 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 der 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.

Obiges Beispiel 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, und die Motorentemperatur kann erfaßt werden bezüglich anderer Faktoren, wie zum Beispiel die Temperatur des Schmiermittels 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.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im weiteren detailliert beschrieben werden mit Bezug auf die Fig. 4 und 5.

Fig. 4 zeigt schematisch das Layout des Motorenabgasreinigers nach der vorliegenden Erfindung, und Fig. 5 ist ein Steuerplan zum Zeigen des Betriebs des Motorenabgasreinigers der vorliegenden Erfindung. Die Komponenten des Reinigers, die in Fig. 4 gezeigt sind, welche gleich oder äquivalent denen sind, die in Fig. 6 gezeigt sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen identifiziert und werden im weiteren nicht detailliert beschrieben.

Mit Bezug auf Fig. 4 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. 5. Fig. 5(a) zeigt das Ein-Aus-Zeitverhalten in der Steuerung der Lufteinführung durch den Kontroller 13C; Fig. 5(b) zeigt das Ein-Aus-Zeitverhalten in der Steuerung der Heizvorrichtung durch den Kontroller 13C; und Fig. 5(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. Demzufolge 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. 5(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. 5(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. 5 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. 5(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. 5), 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.

Letzteres Beispiel 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 (2)

1. Vorrichtung zum Reinigen von Abgas eines Motors (1C), mit:

   • - einer Abgasleitung (6C),
   • - einer Lufteinführungseinrichtung (8C, 9C, 10C, 11C) zum Einführen von Luft an einem Punkt stromaufwärts eines Katalysators (7C) in die Abgasleitung (6C),
   • - einer Heizvorrichtung (12C) eingesetzt in einem Weg der Lufteinführung der Lufteinführungseinrichtung (8C, 9C, 10C, 11C), um die Luft zu heizen,
2. gekennzeichnet durch

   • - eine Steuereinheit (13C), die verbunden ist mit der Lufteinführungseinrichtung (8C, 9C, 10C, 11C) und zuläßt, daß die Lufteinführungseinrichtung (8C, 9C, 10C, 11C) die Einführung von Luft eine spezifizierte Zeit lang fortsetzt, nachdem die Heizvorrichtung (12C) das Heizen nicht mehr durchführt.