DE4117676A1 - Vorrichtung zur reinigung der abgase einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine.

Es sind verschiedene Arten von Abgasreinigungssystemen für Diesel-Brennkraftmaschinen vorgeschlagen worden. Bei einem verbreiteten Typ dieser Systeme sind Fallen zum Einfang von Partikeln vorgesehen, um die Emission von in den Abgasen enthaltenen Partikeln zu vermindern. Damit eine Beeinträchtigung der Maschinenleistung vermieden wird, wird die Falle periodisch regeneriert, indem die Partikel-Substanzen verbrannt werden.

Ein Beispiel einer Reinigungsvorrichtung dieses Typs wird in der provisorischen japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung 61-1 73 712 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung ist ein Bypasskanal stromaufwärts der Falle vorgesehen, und in dem Bypasskanal ist ein katalytischer Oxidations-Konverter angeordnet, der dadurch Reaktionswärme an die Falle liefert, daß Kraftstoff stromaufwärts des Konverters zugeführt wird, so daß Wärme durch Reaktion mit unverbrannten Gasen erzeugt wird. Weil es schwierig ist, die Falle bei Temperaturen unterhalb von 400°C zu regenerieren, wird dem katalytischen Konverter der Kraftstoff zugeführt, um die Temperatur des Abgases durch die Wärme der Oxidationsreaktion zu erhöhen.

Bei diesem System ergibt sich jedoch das Problem, daß ein Zustand auftreten kann, in dem die Abgastemperatur selbst dann kleiner als die Regenerationstemperatur bleibt, wenn dem Konverter der Kraftstoff zugeführt wird. Wenn dieser Zustand länger anhält, sammelt sich Partikel-Substanz in der Falle an, und die Leistung des Fahrzeugs wird erheblich beeinträchtigt. Außerdem wird der in das Abgas abgegebene Kraftstoff nur unvollständig verbrannt, so daß weißer Rauch entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Abgasreinigung zu schaffen, bei der die Erzeugung von weißem Rauch und die Beeinträchtigung der Funktion der Partikelfalle vermieden werden.

Außerdem wird eine Verlängerung der Regenerationsintervalle im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine sowie eine vollständige Beseitigung der organischen Substanzen im Abgas, d. h., des sogenannten SOF (Soluble Organic Factor) angestrebt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Abgasreinigung;

Fig. 2 eine Skizze einer mit der Abgas-Reinigungsvorrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Reinigungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 ein Diagramm eines Kraftstoffzufuhr-Bereichs in einer Regenerationsperiode bei dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 ein Diagramm eines Betriebsbereiches eines Bypassventils in der Vorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 ein Diagramm zur Illustration des Anstiegs der Abgastemperatur bei der Einspritzung von Brennstoff für die Regeneration der Falle bei dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 ein Einspritzmengen-Diagramm für die Regeneration nach dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 eine Skizze einer Brennkraftmaschine mit einer Abgas-Reinigungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 9 ein Schnitt durch eine Kraftstoffeinspritzpumpe in der Vorrichtung gemäß Fig. 8;

Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 8;

Fig. 11 ein Zeitdiagramm der Arbeitsweise der Kraftstoff-Einspritzpumpe bei der Vorrichtung nach Fig. 8; und

Fig. 12 ein Diagramm der Kraftstoffeinspritzmenge für die Regeneration bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Vorrichtung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine eine Abgasleitung 50, eine Kraftstoff-Einspritzdüse 55, einen katalytischen Konverter 51, einen Bypasskanal 53, einen Abgassensor 56, eine Falle 52, eine Regenerations-Steuereinrichtung 57 und ein Bypassventil 51.

Der katalytische Konverter 51 ist in der Abgasleitung 50 angeordnet. Durch die Kraftstoff-Einspritzdüse 55 wird Kraftstoff stromaufwärts des katalytischen Konverters zugeführt. Die Einspritzdüse ist zwischen einem aktiven Zustand und einem inaktiven Zustand umschaltbar. Die Falle 52 ist stromabwärts des katalytischen Konverters 51 in der Abgasleitung angeordnet und dient zum Einfang von partikelförmigen Substanzen, die in dem Abgas enthalten sind. Der Bypasskanal 53 ist mit seinem stromaufwärtigen Ende an die Abgasleitung 50 zwischen dem katalytischen Konverter und der Falle angeschlossen. Das in dem Bypasskanal 53 angeordnete Bypassventil 54 ist derart ansteuerbar, daß der Bypasskanal 53 geöffnet und geschlossen werden kann. Der Abgassensor 56 ist ein Temperatursensor, der die Temperatur des Abgases in der Abgasleitung 50 stromaufwärts der Falle 52 erfaßt. Die Regenerations- Steuereinrichtung 57 steuert die Kraftstoffzufuhr über die Einspritzdüse 55 und den Zustand des Bypassventils 54 in Abhängigkeit von der mit Hilfe des Temperatursensors 56 erfaßten Abgastemperatur.

Während der Regenerationsphase der Falle 52 wird die Menge des für die Regeneration der Falle zugeführten Kraftstoffes in Abhängigkeit von der Abgastemperatur gesteuert. Die Oxidationswärme des Kraftstoffs wird zur Verbrennung der in der Falle angesammelten Partikel-Substanzen genutzt. Wenn die Abgastemperatur mindestens gleich der Selbstzündungstemperatur für die Verbrennung der Partikel ist, so wird die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, um eine thermische Zerstörung der Falle zu verhindern. Wenn die Abgastemperatur trotz der Zufuhr des Kraftstoffs zu dem katalytischen Konverter unterhalb der Regenerationstemperatur liegt, so wird die Zufuhr des Kraftstoffs unterbrochen, um die Erzeugung von weißem Rauch zu verhindern, und das Bypassventil wird geöffnet, damit eine Beeinträchtigung der Funktion der Brennkraftmaschine verhindert wird.

Außerdem ist das System so ausgelegt, daß in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine die folgenden Operationen ausgeführt werden. Beispielsweise wird unter normalen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine das Abgas in dem katalytischen Oxidations-Konverter so gereinigt, daß der SO-Faktor (SOF) beseitigt wird. Wenn die Brennkraftmaschine bei niedriger Drehzahl und niedriger Last betrieben wird, so wird das Bypassventil geöffnet, so daß die Abgase die Falle 52 umgehen können. Unter normalen Betriebsbedingungen wird dagegen das Abgas zu der Falle geleitet. Auf diese Weise wird ein übermäßiger Partikeleinfang durch die Falle verhindert und die Verbrennung der eingefangenen Partikel beschleunigt. Dies führt zu einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und der Laufeigenschaften der Brennkraftmaschine durch Verbesserung der Regenerationseigenschaften und Verlängerung der Regenerationsintervalle.

In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Abgas-Reinigungsvorrichtung D in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine 1 gezeigt. Die Brennkraftmaschine 1 weist eine Ansaugleitung 2 und eine Abgasleitung 3 auf. In der Abgasleitung 3 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 9 zur Einspritzung von Kraftstoff in die Abgasleitung angeordnet. Ein katalytischer Konverter 4 ist stromabwärts des Einspritzventils 9 angeordnet und dient zur Reinigung des Abgases. Ein durch ein Thermoelement gebildeter Temperatursensor 15 ist stromabwärts des Konverters 4 in der Abgasleitung 3 angeordnet und dient zur Messung der Temperatur T des Abgases. Der Temperatursensor 15 erfaßt die Eingangstemperatur T des Abgases stromaufwärts einer Partikelfalle 5. Stromabwärts des Temperatursensors 15 verzweigt sich die Abgasleitung 3 in einen Hauptkanal 3a und einen Bypasskanal 7.

Die Partikelfalle 5 zum Einfang von partikelförmigen Substanzen ist in dem Hauptkanal 3a angeordnet. Ein Halbleiter-Drucksensor 16 ist so angeordnet, daß er den Druckabfall ΔP über der Falle mißt. Der Drucksensor 16 befindet sich in einer Leitung, die das stromaufwärtige Ende der Falle 5 mit derem stromabwärtigen Ende verbindet. In dem Bypasskanal 7 ist ein Bypassventil 8 angeordnet, das durch ein Vakuum-Stellglied 8a betätigbar ist. Ein Magnetventil 8d steuert die Unterdruckzufuhr zu dem Vakuum-Stellglied 8a. Zur Messung der Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine ist ein Kurbelwinkelsensor 11 vorgesehen. Ein Pumpen-Drosselsensor 13 für eine Kraftstoff-Einspritzpumpe 12 liefert ein Ausgangssignal Q, das den Betätigungszustand eines Gaspedals angibt. Ein Kühlmittel-Temperatursensor 14 liefert ein Ausgangssignal Tw an eine Steuereinheit 10. Die Steuereinheit 10 enthält einen Mikroprozessor, der auf die Ausgangssignale der oben genannten Sensoren anspricht und entsprechende Treibersignale an das Kraftstoff-Einspritzventil 9 und das Dreiwege-Magnetventil 8b ausgibt.

Die Arbeitsweise der Abgas-Reinigungsvorrichtung soll nachfolgend anhand des in Fig. 3 gezeigten Flußdiagramms erläutert werden.

Die Steuereinheit 10 liest in Schritt S1 die Signale Ne, Q, Tw, ΔP und T und entscheidet in Schritt S2, ob die Falle 5 in einem Regenerationszustand ist oder nicht. Wenn die Falle nicht im Regenerationszustand ist, so wird in dem Schritt S3 entschieden, ob die Falle 5 regeneriert werden muß oder nicht. Dies geschieht durch Überprüfung, ob der Druckabfall ΔP über der Falle 5 innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Wenn in Schritt S3 festgestellt wird, daß die Falle 5 regeneriert werden muß, so wird in Schritt S4 ein Regnerationsphasen- Flag gesetzt.

Danach wird in Schritt S6 überprüft, ob die Kühlmitteltemperatur Tw größer oder gleich 60°C ist. Wenn dies der Fall ist, so bedeutet dies, daß die Brennkraftmaschine warmgelaufen ist, und es wird anschließend in Schritt S7 überprüft, ob die Abgastemperatur T größer oder gleich 300°C ist. Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage in Schritt S7 wird anschließend in Schritt S8 das Bypassventil 8 geschlossen, und die Steuereinheit 10 beginnt mit dem Zählen der Regenerationszeit. Danach wird in Schritt S9 überprüft, ob die Abgastemperatur T größer oder gleich 400°C ist (dies eine obere Grenztemperatur für den Arbeitsbereich des Katalysators). Wenn die Abgastemperatur T kleiner ist als 400°C, so wird in Schritt S10 die Kraftstoffeinspritzmenge Qf gemäß dem in Fig. 4 gezeigten Kennfeld in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl Ne bestimmt, un die so bestimmte Kraftstoffmenge Qf wird über das Einspritzventil 9 eingespritzt.

Wenn in Schritt S6 festgestellt wird, daß die Kühlmitteltemperatur Tw kleiner ist als 60°C, so wird in Schritt S17 überprüft, ob die Abgastemperatur größer oder gleich 400°C ist. Wenn dies der Fall ist, so wird in Schritt 18 das Bypassventil 8 geschlossen, und es wird mit dem Zählen der Regenerationszeit begonnen. Danach wird der Programmablauf mit Schritt S12 fortgesetzt. Wenn dagegen in Schritt S17 festgestellt wird, daß die Abgastemperatur T kleiner ist als 400°C, so wird in Schritt S16 das Bypassventil geöffnet, um eine übermäßige Ansammlung von Partikel-Substanzen in der Falle 5 zu verhindern.

In Schritt S12 wird überprüft, ob die Regenerationszeit einen bestimmten Wert erreicht hat. Wenn der bestimmte Wert noch nicht erreicht ist, erfolgt ein Rücksprung zum Start des Programms, und die oben beschriebene Programmfolge wird wiederholt abgearbeitet, bis die in den Schritten S8 und S18 aufgezählte Regenerationszeit den vorgegebenen Wert erreicht hat. Danach erfolgt von dem Schritt S12 aus eine Verzweigung zu Schritt S19, wo der Regenerationszeit-Zähler und das Regenerationsphasen-Flag zurückgesetzt werden.

Im Anschluß an Schritt S19 oder bei einem negativen Abfrageergebnis in Schritt S3 wird in Schritt S13 der Betriebspunkt des Systems in dem Drehzahl/ Einspritzmengen-Diagramm gemäß Fig. 5 nachgeschlagen.

In Schritt S14 wird danach überprüft, ob der Betriebspunkt in einem Bereich A liegt (dies entspricht einem Zustand, der durch eine hohe Drehzahl und eine hohe Last der Brennkraftmaschine gekennzeichnet ist). Wenn der Betriebspunkt in dem Bereich A liegt, so wird in Schritt S15 das Bypassventil 8 geschlossen. Andernfalls wird in Schritt S16 das Bypassventil 8 geöffnet.

Wenn die Maschine unter hoher Last und bei hoher Drehzahl betrieben wird, was dem Bereich A entspricht, so wird eine große Menge an partikelförmigen Substanzen erzeugt. Folglich wird das Bypassventil 8 geschlossen, so daß das gesamte Abgas durch die Falle 5 strömt und die Partikel in der Falle 5 zurückgehalten werden. Wenn dagegen die Brennkraftmaschine unter niedrigen Lastbedingungen entsprechend einem Bereich B betrieben wird, so erzeugt die Brennkraftmaschine eine relativ große Menge an organischen Substanzen (SOF) und kaum partikelförmige Substanzen wie Ruß-Partikel. Deshalb wird das Bypassventil 8 geöffnet, und die organischen Substanzen werden in dem katalytischen Konverter 4 oxidiert.

Nachfolgend soll die Wirkungsweise der oben beschriebenen Vorrichtung anhand der Fig. 4 bis 7 näher erläutert werden.

Wenn die Menge der partikelförmigen Substanzen in der Falle 5 einen bestimmten Wert überschreitet, so wird mit der Regeneration begonnen. Falls die Abgastemperatur im Bereich zwischen 300 und 400°C liegt, wird während der Regeneration Kraftstoff über das Einspritzventil 9 eingespritzt. Wenn die Abgastemperatur am Ausgang des Konverters 4 bei 300°C oder darüber gehalten werden kann, so beträgt der Oxidations-Wirkungsgrad des katalytischen Konverters 4 wenigstens 90%. Folglich wird der zugeführte Kraftstoff praktisch vollständig verbrannt, und es wird eine entsprechende Reaktionswärme erzeugt. Aufgrund dieser Reaktionswärme steigt die Abgastemperatur auf einen Wert, bei dem die Falle 5 ausreichend regeneriert wird, wie aus dem Diagramm in Fig. 6 hervorgeht. Die partikelförmigen Substanzen in der Falle 5, die im wesentlichen aus Ruß-Partikeln bestehen, werden somit gleichmäßig gezündet und verbrannt. Da gleichzeitig auch der zugeführte Kraftstoff in der Falle 5 oxidiert wird, wird verhindert, daß durch unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs weißer Rauch entsteht und an die Atmosphäre abgegeben wird.

Wenn andererseits die Abgastemperatur über 400°C ansteigt, wird die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, und die Regeneration wird eingeleitet. Die partikelförmigen Substanzen in der Falle 5 werden bei diesen hohen Temperaturen oxidiert, ohne daß die Zufuhr von Kraftstoff stromaufwärts des Konverters 4 erforderlich ist. Der Bypasskanal ist durch das Bypassventil 8 geschlossen, so daß das gesamte Abgas durch die Falle 5 strömt. Durch die so erzwungene Abgasströmung durch die Falle wird ein großer Teil der bei der Verbrennung der partikelförmigen Substanzen entstehenden Wärme abgeführt. Auf diese Weise wird eine Beschädigung der Falle 5 durch Überhitzung infolge der Verbrennung der partikelförmigen Substanzen bei hoher Abgastemperatur vermieden.

Wenn die Abgastemperatur unter 300°C liegt oder die Brennkraftmaschine noch nicht warmgelaufen ist, so kann der stromaufwärts des Konverters 4 zugeführte Kraftstoff nicht vollständig oxidiert werden, sondern er wird als weißer Rauch emittiert. Unter dieser Bedingung wird deshalb die Regeneration der Falle 5 ausgesetzt, auch wenn der Zustand der Falle 5 eigentlich eine Regeneration erfordern würde. In diesem Fall könnte jedoch durch die Ansammlung der partikelförmigen Substanzen in der Falle 5 die Maschinenleistung beeinträchtigt werden. Deshalb wird unter diesen Bedingungen das Bypassventil 8 geöffnet, bis die Abgastemperatur auf einen ausreichend hohen Wert für die Regeneration angestiegen ist. Auf diese Weise wird die Beeinträchtigung der Maschinenleistung vermieden.

Da der Betriebsbereich, in dem die Abgastemperatur nicht über 300°C liegt, im allgemeinen mit dem Bereich B in Fig. 5 korrespondiert, wird unter dieser Bedingung das Bypassventil geöffnet, so daß das Abgas auch durch den Bypasskanal strömen kann und eine Beeinträchtigung der Maschinenleistung vermieden wird.

Wenn die Brennkraftmaschine unter normalen Bedingungen arbeitet, d. h. wenn die Falle 5 nicht regeneriert wird, so ist das Bypassventil 8 geschlossen, und die Falle 5 sammelt im Lastbetrieb die partikelförmigen Substanzen. Bei niedriger Last und somit bei hohem SOF, wird das Abgas beim Durchströmen des katalytischen Konverters gereinigt, und es werden ein günstiger Kraftstoffverbrauch und gute Laufeigenschaften der Brennkraftmaschine beibehalten, da der Druckabfall im Abgassystem durch das Öffnen des Bypassventils 8 verringert wird.

Wenn das Abgas außerhalb der Regenerationsphasen durch die Falle 5 strömt und die Abgastemperatur größer oder gleich der Regenerationstemperatur ist, so wird die Falle 5 fortlaufend durch Verbrennung der partikelförmigen Substanzen regeneriert. Auf diese Weise werden die Regenerationsintervalle verlängert, und die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und der Laufeigenschaften der Brennkraftmaschine wird weitgehend vermieden.

Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf Fig. 8 bis 12 ein zweites Ausführungsbeispiel der Abgas-Reinigungsvorrichtung erläutert werden.

Mit Ausnahme der Kraftstoffergänzungseinrichtung, mit der der Kraftstoff stromaufwärts des Konverters zugeführt wird, ist die Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ähnlich der oben beschriebenen Vorrichtung aufgebaut. Die Kraftstoff-Einspritzpumpe 12 basiert in diesem Fall auf einer Verteiler-Pumpe. Bei dieser Pumpe wird der Kraftstoff mit Hilfe eines hin- und hergehenden und drehbaren Plungers 27 in zeitlicher Abstimmung mit der Drehung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abgegeben. Die Einspritzpumpe 12 weist ein elektronisch gesteuertes Dreiwege-Magnetventil 34 auf. Die Einspritzpumpe wird so eingesetzt, daß der Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge durch Steuerung der Öffnungs- und Schließbewegungen des Magnetventils 34 verändert werden.

Wie im einzelnen in Fig. 9 gezeigt ist, weist die Einspritzpumpe 12 eine Niederdruck- Förderpumpe 22 und eine Hochdruck-Plungerpumpe 23 auf, die in einem Gehäuse 21 untergebracht sind und durch eine Antriebswelle 24 angetrieben werden. Die Förderpumpe 22 saugt Kraftstoff von einem nicht gezeigten Kraftstoff-Einlaß an und fördert den Kraftstoff in eine Pumpenkammer 25 des Gehäuses 21. Weiterhin wird der Kraftstoff durch einen in der Pumpenkammer 25 ausgebildeten Saugkanal 26 der Plungerpumpe 23 zugeführt.

Der Plunger 27 der Plungerpumpe 23 ist mit Ansaug-Nuten 28 versehen, deren Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine entspricht und die parallel zur Achse des Plungers 27 zu dessen freiem Ende verlaufen. Ein Basis-Endbereich 27a des Plungers 27 ist mit einer Nockenfläche 29 versehen, die eine der Anzahl der Nuten 28 entsprechende Anzahl von Nocken aufweist. Die Nockenfläche 29 wird angehoben, wenn sie mit ihren Nocken über eine Rolle 31 läuft, die in einem mit der Antriebswelle 24 drehbaren Rollenring 30 angeordnet ist.

Da der Plunger 27 bei seiner Drehung hin- und hergehend bewegt wird, wird der aus den Nuten 28 in die Plungerkammer 32 angesaugte Kraftstoff über einen nicht gezeigten Auslaß und ein Auslaßventil (kein Bezugszeichen) zu der Kraftstoff-Einspritzdüse jedes einzelnen Zylinders der Brennkraftmaschine gepumpt.

Ein elektromagnetisches Hochgeschwindigkeits-Steuerventil 34 ist zwischen der Plungerkammer 32 und einer Kraftstoff-Rückleitung 33 angeordnet. Die Verbindung zwischen der Plungerkammer 32 und der Kraftstoff-Einspritzdüse wird in zeitlicher Beziehung zu den Öffnungs- und Schließbewegungen des Steuerventils 34 hergestellt und unterbrochen. Die Kraftstoffeinspritzung beginnt mit dem Schließen des elektromagnetischen Steuerventils 34 und endet mit dessen Öffnen während eines Kompressionshubes des Plungers 27. Folglich wird der Einspritzzeitpunkt durch den Schließzeitpunkt des elektromagnetischen Steuerventils 34 bestimmt, und die Einspritzmenge wird durch die Dauer der Periode bestimmt, in der das elektromagnetische Steuerventil 34 geschlossen ist.

Gemäß Fig. 11 wird die Kraftstoff-Einspritzpumpe 12 mit Hilfe des durch die Steuereinheit 10 gesteuerten elektromagnetischen Steuerventils 34 so betrieben, daß eine Haupt-Einspritzung Q1 am Ende des Verdichtungstaktes des betreffenden Zylinders der Brennkraftmaschine erfolgt. Außerdem findet während des Verbrennungstaktes eine Hilfseinspritzung Q2 statt.

Da die Hilfseinspritzung Q2 gegen Ende des Verbrennungshubes erfolgt, wird der in der Hilfseinspritzung Q2 eingespritzte Kraftstoff in die Abgasleitung abgegeben, ohne daß er nennenswert verbrannt wird. Es verbleibt somit ein relativ großer Anteil unverbrannter Bestandteile im Abgas. Wenn der unverbrannte Kraftstoff mit dem Abgas den katalytischen Konverter erreicht, so wird die Aktivität des unverbrannten Kraftstoffs durch die Zerstäubung bei der fortschreitenden Oxidationsreaktion wesentlich gesteigert. Auf diese Weise findet eine gleichmäßige Oxidationsreaktion in dem Konverter statt, und die Entstehung von weißem Rauch wird vermieden.

Die Steuerung der Kraftstoff-Einspritzpumpe 12 erfolgt gemäß dem in Fig. 10 gezeigten Flußdiagramm, das dem Flußdiagramm für das erste Ausführungsbeispiel ähnlich ist, mit Ausnahme der Schritte S20 und S21. In den Schritten S20 und S21 wird durch Tabellennachschlag die Einspritzmenge für die Hilfseinspritzung Q2 ermittelt, und die Hilfseinspritzung wird gegen Ende des Verbrennungstaktes der Brennkraftmaschine veranlaßt.

Bei dem in Fig. 12 illustrierten Ausführungsbeispiel ist die bei der Hilfseinspritzung Q2 eingespritzte Kraftstoffmenge konstant, und die Hilfseinspritzung Q2 erfolgt entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Bei dieser Einstellung nimmt die eingespritzte Menge pro Zeiteinheit entsprechend der Zunahme der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu. Folglich entspricht die Menge des mit Hilfe der Kraftstoffpumpe 12 pro Zeiteinheit eingespritzten Kraftstoffs im wesentlichen der in Fig. 7 gezeigten Kennlinie.

Bei der Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wird somit der Kraftstoff für die Regeneration der Falle 5 effektiv eingesetzt, ohne das weißer Rauch erzeugt wird, der Aufbau wird vereinfacht und die Herstellungskosten der Vorrichtung werden verringert.

Falls die Falle 5 nicht mit einem Katalysator-Material beschichtet ist, muß die Regeneration der Falle 5 bei etwa 600°C durchgeführt werden. In diesem Fall kann die eingespritzte Kraftstoffmenge entsprechend der Regenerationstemperatur gesteuert werden, indem der Kraftstoff-Einspritzbereich in Fig. 4 nach oben verschoben wird.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine, mit einem katalytischen Konverter (4), Mitteln (9, 12) zur Zufuhr von Kraftstoff stromaufwärts des katalytischen Konverters und einer in der Abgasleitung (3) angeordneten Falle (5) zum Zurückhalten von in dem Abgas enthaltenen partikelförmigen Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein mit Hilfe eines Bypassventils (8) sperrbarer Bypasskanal (7) stromaufwärts der Falle (5) von der Abgasleitung (3) abzweigt,
• - der katalytische Konverter (4) stromaufwärts des Abzweigungspunktes des Bypasskanals (7) in der Abgasleitung (3) angeordnet ist,
• - ein Temperatursensor (15) zur Messung der Abgastemperatur stromaufwärts der Falle (5) in der Abgasleitung (3) angeordnet ist und
• - Steuermittel (10) vorgesehen sind, die die Kraftstoffzufuhr über die stromaufwärts des katalytischen Konverters angeordneten Kraftstoff-Zufuhrmittel (9; 12) sowie das Öffnen und Schließen des Bypassventils (8) in Abhängigkeit von der gemessenen Abgastemperatur steuern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (10) die Kraftstoff-Zufuhrmittel (9; 12) aktivieren und das Bypassventil (8) geschlossen halten, wenn die Abgastemperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich liegt, der kleiner ist als die Regenerationstemperatur der Falle 5, daß sie die Kraftstoff-Zufuhrmittel abgeschaltet und das Bypassventil geschlossen halten, wenn die Abgastemperatur über dem vorgegebenen Temperaturbereich liegt, und daß sie die Kraftstoff-Zufuhrmittel abgeschaltet und das Bypassventil geöffnet halten, wenn die Abgastemperatur unterhalb des vorgegebenen Temperaturbereiches liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (10) die Kraftstoff-Zufuhrmittel (9; 12) nur dann aktivieren, wenn die Kühlmitteltemperatur (Tw) der Brennkraftmaschine wenigstens 60°C beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Drehzahlsensor (11) zum Messen der Drehzahl der Brennkraftmaschine, einen Pumpen-Drosselsensor (13) zur Ausgabe eines Signals (Q), das für den Betätigungsgrad eines Gaspedals repräsentativ ist, einen Kühlmitteltemperatursensor zur Ausgabe eines die Kühlmitteltemperatur (Tw) anzeigenden Signals und einen Drucksensor (16) zur Messung des Druckabfalls über der Falle (5), wobei diese Sensoren ihre Ausgangssignale an die Steuermittel (10) übermitteln.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel zur Entscheidung, ob eine Regeneration der Falle erforderlich ist, anhand des Signals des Drucksensors (16).

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Zufuhrmittel durch eine Kraftstoff-Einspritzpumpe (12) der Brennkraftmaschine gebildet werden, mit der eine Hilfseinspritzung (Q2) gegen Ende des Verbrennungstaktes der Brennkraftmaschine ausführbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (10) einen Mikrocomputer aufweisen, der die seit dem Beginn der Regeneration der Falle (5) vergangenen Regenerationszeit mißt und überwacht, wann die Regenerationszeit den vorgesehenen Wert erreicht hat.