DE69808544T2

DE69808544T2 - Vorrichtung zur Abgasreinigung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69808544T2
Application number: DE69808544T
Authority: DE
Inventors: Koichi Hoshi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-29
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: EP0875666A2; EP0875666B1; EP0875666A3; US6151890A; JPH10299463A; DE69808544D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung zum Reinigen des von einer Brennkraftmaschine abgegebenen Abgases.
Bei einer in einem Kraftfahrzeug o. ä. montierten Brennkraftmaschine ist es erforderlich, das abgegebene Abgas, wie beispielsweise Kohlenmonoxid (CO), Stickoxid (NOx), Kohlenwasserstoff (HC) u. ä., zu reinigen, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird.
Insbesondere ist es wichtig, die beim Strarten der Brennkraftmaschine abgegebenen unverbrannten Gaskomponenten zu reinigen. Beim Starten der Brennkraftmaschine wird das Luft/Kraftstoffverhältnis des Verbrennungsgemisches im Vergleich zu einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis auf einen niedrigen Wert eingestellt (angefettet), um das Startvermögen der Brennkraftmaschine zu verbessern. Da jedoch die Temperatur der Brennkraftmaschine niedrig und die Verbrennung instabil ist, wird eine große Menge der unverbrannten Gaskomponenten, wie der unverbrannte Kohlenwasserstoff, abgegeben.
Um dieser Anforderung gerecht zu werden, wurde eine in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Hei 6-33747 beschriebene "Motroabgasreinigungsvorrichtung" entwickelt. Bei dieser Vorrichtung ist ein Adsorptionsmittel zum Adsorbieren von im Abgas enthaltenem unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) unterhalb einer vorgegebenen Temperatur und zum Freisetzen des adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) bei einer Temperatur, die der vorgegebenen Temperatur entspricht oder höher als diese ist, an einem Auslaßkanal aufstromseitig eines Abgasreinigungskatalysators vorgesehen, und ein erhitzter Katalysator befindet sich im Auslaßkanal zwischen dem Adsorptionsmittel und dem Katalysator.
Bei einer derartigen Abgasreinigungsvorrichtung wird beim Starten des Motors im kalten Zustand, so daß der Katalysator in einem inaktiven Zustand gehalten wird, der beim Starten des Motors abgebene unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) am Adsorptionsmittel adsorbiert, und Strom wird einer Heizeinrichtung des erhitzten Katalysators zugeführt, um auf diese Weise den Katalysator zu aktivieren.
Wenn danach das Adsorptionsmittel der Wärme des Abgases ausgesetzt ist, um eine vorgegebene Temperatur zu erreichen, wird der am Adsorptionsmittel adsorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) vom Adsorptionsmittel freigesetzt und zum Einströmen in den erhitzten Katalysator gebracht. Da zu dieser Zeit der erhitzte Katalysator von der Heizeinrichtung aktiviert worden ist, wird der vorstehend erwähnte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) durch den erhitzten Katalysator gereinigt.
Wenn jedoch die vorstehend beschriebene Abgasreinigungsvorrichtung bei einer Brennkraftmaschine mit einer großen Verdrängungskapazität Verwendung findet, wird, da eine große Menge an unverbranntem Kohlenwasserstoff (HC) am Adsorptionsmittel beim Starten der Brennkraftmaschine adsorbiert wird, diese große Menge an am Adsorptionsmittel adsorbiertem unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) dazu gebracht, auf einmal in den erhitzten Katalysator einzudringen, wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels auf eine vorgegebene Temperatur erhöht wird. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, daß der unverbrannte Kohlenwasserstoff in die Atmosphäre abgegeben wird, ohne das Abgas durch den Katalysator vollständig zu reinigen.
Angesichts der obigen Nachteile besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Technik zum fehlerfreien Reinigen einer unverbrannten Gaskomponente, wie unverbranntem Kohlenwasserstoff (HC), die von einer Brennkraftmaschine abgegeben wird, unabhängig von der Größe der Menge des Abgases anzugeben und zu verhindern, daß die unverbrannte Gaskomponente in die Atmosphäre abgegeben wird.
Um die vorstehend aufgezeigten Nachteile zu vermeiden, schlägt die vorliegende Erfindung die folgende Konstruktion vor:
Eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Vielzahl von Abgaskanälen, die an eine mehrere Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine angeschlossen ist; einem durch Verbinden der Auslaßkanäle gebildeten gemeinsamen Auslaßkanal; einer Abgasreinigungseinrichtung zum Reinigen von Abgas, das durch den gemeinsamen Auslaßkanal strömt; einer Adsorptions/Desorptionseinrichtung, die in jedem der Auslaßkanäle vorgesehen ist, um eine unverbrannte Gaskomponente, die in dem durch jeden Auslaßkanal strömenden Abgas enthalten ist, bei einer niedrigeren Temperatur als einer vergebenen Temperatur zu adsorbieren und die adsorbierte unverbrannte Gaskomponente bei einer Temperatur, die der vorgegebenen Temperatur entspricht oder höher als diese ist, zu desorbieren; und einer Desorptionseinstelleinrichtung zum Differenzieren (Verschiedenmachen) der zeitlichen Steuerung zum Einführen der von der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung desorbierten unverbrannten Gaskomponenten in die Abgasreinigungseinrichtung.
Bei einer derartigen Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine wird in dem Fall, in dem sich die vorstehend beschriebene Abgasreinigungsvorrichtung im nichtaktiven Zustand befindet und die vorstehend beschriebene Adsorptions/Desorptionseinrichtung unter der vorgegebenen Temperatur gehalten wird, beispielsweise beim Starten der Brennkraftmaschine im kalten Zustand, das Abgas von dieser Brennkraftmaschine in die entsprechende Adsorptions/Desorptionseinrichtung durch die Auslaßkanäle eingeführt, und die im Abgas enthaltenen unverbrannten Gaskomponenten werden an der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung adsorbiert.
Dann wird das von der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung abgegebene Abgas durch den vorstehend erwähnten Auslaßkanal in den gemeinsamen Auslaßkanal eingeführt und danach in die Abgasreinigungseinrichtung eingeführt. In diesem Fall befindet sich die Abgasreinigungseinrichtung im nichtaktivierten Zustand, und es ist unmöglich, die im Abgas enthaltenen unverbrannten Gaskomponenten ausreichend zu reinigen. Da jedoch dem in die vorstehend genannte Abgasreinigungseinrichtung einzuführenden Abgas die unverbrannten Gaskomponenten durch die vorstehend erwähnte Adsorptions/Desorptionseinrichtung entzogen worden sind, werden diese unverbrannten Gaskomponenten nicht in die Atmosphäre abgegeben.
Danach empfängt die entsprechende Adsorptions/Desorptionseinrichtung die Wärme des Abgases, um auf eine vorgegebene erhöhte Temperatur zur Desorption der adsorbierten unverbrannten Gaskomponente gebracht zu werden. Zu diesem Zeitpunkt differenziert (macht diese verschieden) die Desorptionseinstelleinrichtung die Zeitpunkte zum Einführen der unverbrannten Gaskomponenten, die von der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung desorbiert worden sind, in die Abgasreinigungseinrichtung, d. h. die unverbrannte Gaskomponente von einer Adsorptions/Desorptionseinrichtung dringt in die Abgasreinigungseinrichtung ein, und danach dringt die unverbrannte Gaskomponente von der anderen Adsorptions/Desorptionseinrichtung in die Abgasreinigungseinrichtung ein.
Daher wird ein Eindringen der gesamten unverbrannten Gaskomponenten, die von der Adsorptions/Desorptionseinrichtung desorbiert worden sind, zusammen in die Abgasreinigungseinrichtung verhindert. Selbst wenn daher die Menge des Abgases groß ist, ist es erfindungsgemäß möglich, die unverbrannten Gaskomponenten ohne Fehler zu reinigen, ohne die Leistung der Abgasreinigungseinrichtung zu erhöhen oder diese zu vergrößern. Es ist somit möglich, eine Qualitätsverschlechterung des Abgases zu verhindern.
Bei der vorstehend beschriebenen Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine kann die Adsorptions/Desorptionseinrichtung einen Dreiwegekatalysator umfassen. Allgemein wird ein derartiger Dreiwegekatalysator hergestellt, indem eine poröse Katalysatorschicht auf einer Trägerfläche ausgebildet wird. Wenn die Abgastemperatur niedrig ist, wie beim Startvorgang der Brennkraftmaschine, befindet sich die unverbrannte Gaskomponente im verflüssigten Zustand. Wenn der Dreiwegekatalysator eine geringere Temperatur als die vorgegebene Temperatur besitzt, haftet die unverbrannte Gaskomponente an der Innenseite der Löcher der Katalysatorschicht im verflüssigten Zustand. Wenn danach die Temperatur des Dreiwegekatalysators auf eine vorgegebene Temperatur erhöht wird, wird die unverbrannte Gaskomponente, die an der Innenseite der Löcher haftet, vergast und von den Löchern freigesetzt. Daher kann ein derartiger Dreiwegekatalysator als Adsorptions/Desorptionseinrichtung zum Durchführen der Adsorption und Desorption der unverbrannten Gaskomponente verwendet werden. Für die Adsorptions/Desorptionseinrichtung kann auch ein Adsorptionsmittel einschließlich Zeolith verwendet werden.
Für die Abgasreinigungseinrichtung kann ein beheizter Katalysator oder ein Dreiwegekatalysator Verwendung finden.
Die Desorptionseinstelleinrichtung kann die zeitliche Steuerung einer jeden Adsorptions/Desorptionseinrichtung zum Desorbieren der unverbrannten Gaskomponenten differenzieren (verschieden machen). Hierdurch werden die Zeitpunkte des Desorbierens der unverbrannten Gaskomponenten von der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden, d. h. die von einer Adsorptions/Desorptionseinrichtung desorbierte unverbrannte Gaskomponente dringt in die Abgasreinigungseinrichtung ein, wonach die von der anderen Adsorptions/Desorptionseinrichtung desorbierte unverbrannte Gaskomponente in die Abgasreinigungseinrichtung eindringt. Somit wird ein Eindringen aller unverbrannten Gaskomponenten, die von sämtlichen Adsorptions/Desorptionseinrichtungen desorbiert worden sind, zusammen in die Abgasreinigungseinrichtung verhindert.
Die Desorptionseinstelleinrichtung kann die Temperaturen des in die Adsorptions/Desorptionseinrichtung eines jeden Auslaßkanales eingeführten Abgases differenzieren (verschieden machen). Da die Adsorptions/Desorptionseinrichtung die Wärme des Abgases empfängt und ihre Temperatur erhöht wird, werden die Temperaturen des in die entsprechende Adsorptions/Desorptionseinrichtung eingeführten Abgases voneinander verschieden gemacht, so daß es möglich ist, die Zeitdauern zum Anheben der Temperaturen der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen zum Erreichen der vorgegebenen Temperatur verschieden zu machen.
Als Verfahren zum Differenzieren (Verschiedenmachen) der Temperaturen des in die entsprechende Adsorptions/Desorptionseinrichtung eingeführten Abgases ist es somit möglich, ein Verfahren zum Differenzieren (Verschiedenmachen) der Distanzen zwischen der Adsorptions/Desorptionseinrichtung und der Brennkraftmaschine für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung zu realisieren. Da in diesem Fall der Abstand zur Brennkraftmaschine kürzer ist, wird die Adsorptions/Desorptionseinrichtung einer höheren Temperatur des Abgases ausgesetzt. Daher wird die Zeit, die erforderlich ist, um eine Erhöhung auf die vorgegebene Temperatur durchzuführen, kürzer.
Daher erreicht die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der minimalen Distanz zur Brennkraftmaschine die vorgegebene Temperatur und desorbiert die unverbrannte Gaskomponente.
Als Verfahren zum Differenzieren (Verschiedenmachen) der Temperaturen des in die entsprechende Adsorptions/Desorptionseinrichtung eingeführten Abgases ist es möglich, ein Verfahren zum Differenzieren (Verschiedenmachen) der Zündzeitpunkte der Zylinder, mit denen die entsprechenden Abgaskanäle verbunden sind, zu verwirklichen, um auf diese Weise die Temperaturen des in die entsprechenden Auslaßkanäle einzuführenden Abgases verschieden zu machen. Da in diesem Fall in dem Zylinder, der den späteren Zündzeitpunkt besitzt, die Verbrennung im Vergleich zu den Zylindern mit den früheren Zündzeitpunkten in einem späteren Stadium durchgeführt wird, ist die Temperatur des Verbrennungsgases im Zylinder beim Öffnen des Auslaßventiles hoch.
Folglich wird das vom Zylinder mit dem späteren Zündzeitpunkt abgegebene Abgas auf einer höheren Temperatur gehalten als das vom Zylinder mit dem früheren Zündzeitpunkt abgegebene Abgas. Dann wird die Adsorptions/Desorptionseinrichtung des Auslaßkanales, der mit dem Zylinder mit dem späteren Zündzeitpunkt verbunden ist, dem Abgas ausgesetzt, das eine höhere Temperatur als die Adsorptions/Desorptionseinrichtung des Auslaßkanales besitzt, der mit dem Zylinder mit dem früheren Zündzeitpunkt verbunden ist, und erreicht die vorgegebene Temperatur früher.
Als ein anderes Verfahren zum Verschiedenmachen der Temperaturen des von den entsprechenden Zylindern abgegebenen Abgases ist es möglich, ein Verfahren zum Verschiedenmachen der Ventilöffnungszeitpunkte der Auslaßventile der an die entsprechenden Auslaßkanäle angeschlossenen Zylinder zu realisieren. Da die Temperatur des verbrannten Gases in jedem Zylinder mit dem Ablauf der Zeit verringert wird, gibt der Zylinder, dessen Auslaßventil zu einem früheren Zeitpunkt geöffnet wird, das Verbrennungsgas auf einer höheren Temperatur ab als der Zylinder, dessen Auslaßventil zu einem späteren Zeitpunkt geöffnet wird. Das bedeutet, daß das Abgas mit der höheren Temperatur als das des Auslaßkanales, der mit dem Zylinder verbunden ist, dessen Auslaßventil in einem späteren Stadium geöffnet wird, durch den Auslaßkanal geführt wird, der mit dem Zylinder verbunden ist, dessen Auslaßventil im früheren Stadium geöffnet wird.
Als weiteres Verfahren zum Verschiedenmachen der Temperaturen des von den entsprechenden Zylindern abgegebenen Abgases ist es möglich, ein Verfahren zum Verschiedenmachen der Verbrennungsgeschwindigkeiten des Gemisches der entsprechenden Zylinder zu verwirklichen. Je geringer die Verbrennungsgeschwindigkeit ist, desto höher wird die Temperatur des Verbrennungsgases in der Ventilöffnung des Auslaßventiles. Daher gibt der Zylinder mit der niedrigen Verbrennungsgeschwindigkeit das Verbrennungsgas mit einer höheren Temperatur ab als der Zylinder mit der höheren Verbrennungsgeschwindigkeit. Daher wird das Abgas mit der höheren Temperatur als der Auslaßkanal, der mit dem Zylinder mit der hohen Verbrennungsgeschwindigkeit in Verbindung steht, durch den Auslaßkanal geführt, der mit dem Zylinder mit der niedrigen Verbrennungsgeschwindigkeit verbunden ist.
Als weiteres Verfahren zum Verschiedenmachen der Temperaturen des von den entsprechenden Zylindern abgegebenen Abgases ist es möglich, ein Verfahren zum Verschiedenmachen der Luft/Kraftstoffverhältnisse des Gemisches der entsprechenden Zylinder zu verwirklichen. Je höher die Luft/Kraftstoffverhältnisse des Gemisches sind, desto höher wird die Verbrennungstemperatur. Daher wird das Verbrennungsgas mit der höheren Temperatur von dem Zylinder abgegeben, in dem das Gemisch mit dem hohen Luft/Kraftstoffverhältnis (mageres Gemisch) verbrannt wird, gegenüber dem Zylinder, in dem das Gemisch mit dem niedrigen Luft/Kraftstoffverhältnis (fettes Gemisch) verbrannt wird. Das Abgas mit der höheren Temperatur wird durch den Auslaßkanal geleitet, der mit dem Zylinder in Verbindung steht, in dem das magere Gemisch verbrannt wird, und nicht durch den Auslaßkanal, der mit dem Zylinder verbunden ist, in dem das fette Gemisch verbrannt wird.
Als Verfahren zum Verschiedenmachen der zum Erhöhen der Temperatur der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung auf eine vorgegebene Temperatur erforderlichen Zeit ist es möglich, ein Verfahren zum Verschiedenmachen der in die Zylinder, die mit den entsprechenden Auslaßkanälen verbunden sind, eingesaugten Luftmengen zu verwirklichen. Da eine große Menge des Abgases von dem Zylinder abgegeben wird, der im Vergleich zu dem Zylinder, der eine geringe Ansaugluftmenge aufweist, eine große Ansaugluftmenge besitzt, wird die größere Menge des Abgases durch den Auslaßkanal geleitet, der mit dem Zylinder mit der großen Ansaugluftmenge in Verbindung steht, und nicht durch den Auslaßkanal, der mit dem Zylinder mit der kleinen Ansaugluftmenge in Verbindung steht.
Als Folge davon wird die Adsorptions/Desorptionseinrichtung des Auslaßkanales, der mit dem Zylinder mit der großen Ansaugluftmenge in Verbindung steht, einer größeren Menge des Abgases ausgesetzt als die Adsorptions/Desorptionseinrichtung des Auslaßkanales, der mit dem Zylinder verbunden ist, der die geringe Ansaugluftmenge auf weist und die vorgegebene Temperatur früher erreicht.
Als Verfahren zum Verschiedenmachen der Temperaturen des in die entsprechende Adsorptions/Desorptionseinrichtung eingeführten Abgases ist es ferner möglich, ein Verfahren zum Verschiedenmachen der Wärmekapazitäten der entsprechenden Auslaßkanäle zu verwirklichen. Da der Auslaßkanal, der eine große Wärmekapazität besitzt, eine größere Wärmemenge adsorbiert als der Auslaßkanal mit geringer Wärmekapazität, wird dem Abgas, das durch den Auslaßkanal mit der großen Wärmekapazität strömt, mehr Wärme entzogen als dem Abgas, das durch den Auslaßkanal mit der geringen Wärmekapazität strömt, und die Temperatur beim Eindringen des Abgases in die Adsorptions/Desorptionseinrichtung wird niedrig.
In dem Fall, in dem die Temperaturen des in die entsprechende Adsorptions/Desorptionseinrichtung eindringenden Abgases durch das vorstehend beschriebene Verfahren voneinander verschieden gemacht werden, ist es möglich, die Zeitdauer zum Anheben der Temperaturen der Adsorptions/- Desorptionseinrichtungen verschieden zu machen. Selbst in dem Fall, in dem Adsorptions/Desorptionseinrichtungen mit der gleichen Funktion verwendet werden, ist es möglich, die Zeitpunkte der Desorption, der unverbrannten Gaskomponente in der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden zu machen.
Als Verfahren zum Verschiedenmachen der Desorptionszeitpunkte der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung ist es möglich, ein Verfahren zum Verschiedenmachen der Wärmekapazitäten der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung zu verwirklichen. Die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit einer großen Wärmekapazität besitzt eine größere zu adsorbierende Wärmemenge als die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit einer geringen Wärmekapazität, und es dauert länger, um die Temperatur auf eine vorgegebene Temperatur anzuheben.
In dem Fall, in dem jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit einem Träger versehen ist, der eine Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete Katalysatorschicht und eine äußere Hülse, in der der Träger angeordnet ist, aufweist, ist es als Verfahren zum Verschiedenmachen der Wärmekapazitäten der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen möglich, mindestens einen Faktor verschieden zu machen, der aus den folgenden Faktoren ausgewählt ist: der Dicke eines den Träger bildenden Elementes, der Dicke eines die äußere Hülse bildenden Elementes, der Dichte der Durchgangslöcher, dem Durchmesser des Trägers, der Axiallänge des Trägers und dem Volumen des Trägers für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung.
Beispielsweise in dem Fall, in dem die beiden Adsorptions/Desorptionseinrichtungen die gleiche Konstruktion mit Ausnahme der Dicke des den Träger der Adsorptions/Desorptionseinrichtung bildenden Elementes besitzen, ist die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der großen Dicke des den Träger bildenden Elementes in der Lage, eine größere Wärmemenge zu adsorbieren als die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der geringen Dicke des den Träger bildenden Elementes. Folglich braucht man mehr Zeit, um die Temperatur der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der großen Dicke des den Träger bildenden Elementes auf die vorgegebene Temperatur anzuheben im Vergleich mit der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der geringen Dicke des den Träger bildenden Elementes.
In dem Fall, in dem die beiden Adsorptions/Desorptionseinrichfcungen die gleiche Konstruktion mit Ausnahme der Dicke des die äußere Hülse der Adsorptions/Desorptionseinrichtung bildenden Elementes besitzen, ist die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der großen Dicke des die äußere Hülse bildenden Elementes in der Lage, eine größere Wärmemenge zu adsorbieren als die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der geringen Dicke des die äußere Hülse bildenden Elementes. Folglich benötigt man mehr Zeit, um die Temperatur der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der großen Dicke des die äußere Hülse bildenden Elementes anzuheben im Vergleich zu der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der geringen Dicke des die äußere Hülse bildenden Elementes.
In dem Fall, in dem die beiden Adsorptions/Desorptionseinrichtungen die gleiche Konstruktion mit Ausnahme der Dichte der Durchgangslöcher des die Adsorptions/Desorptionseinrichtung bildenden Trägers bilden, d. h. die beiden Adsorptions/Desorptionseinrichtungen die gleiche Konstruktion mit Ausnahme der Zahl der Durchgangslöcher pro Flächeneinheit des Trägers besitzen, ist die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem Träger mit der hohen Dichte der Durchgangslöcher in der Lage, eine größere Wärmemenge zu adsorbieren als die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem Träger mit der geringen Dichte der Durchgangslöcher. Folglich braucht man mehr Zeit, um die Temperatur der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem Träger mit der hohen Dichte der Durchgangslöcher auf die vorgegebene Temperatur anzuheben im Vergleich zu der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem Träger mit der niedrigen Dichte der Durchgangslöcher.
In dem Fall, in dem der Durchmesser des Trägers der Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden gemacht werden soll, d. h. in dem die beiden Adsorptions/Desorptionseinrichtungen abgesehen vom Durchmesser des Trägers die gleiche Konstruktion besitzen, hat die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem großen Trägerdurchmesser im Vergleich zu der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit kleinem Trägerdurchmesser ein großes wesentliches Trägervolumen und kann eine große zu adsorbierende Wärmemenge besitzen. Daher dauert es länger, um die Temperatur der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem großen Durchmesser des Trägers auf die vorgegebene Temperatur anzuheben im Vergleich zu der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem kleinen Trägerdurchmesser.
In dem Fall, in dem die Axiallänge des Trägers der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen verschieden gemacht wird, d. h. die beiden Adsorptions/Desorptionseinrichtungen die gleiche Konstruktion abgesehen von der Axiallänge des Trägers besitzen, hat die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit einer großen Axiallänge des Trägers im Vergleich zu der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit einer geringen Axiallänge des Trägers ein großes wesentliches Trägervolumen und kann eine große zu adsorbierende Wärmemenge aufweisen. Folglich benötigt die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der großen axialen Länge des Trägers mehr Zeit, bis die Wärme auf den Endabschnitt des Auslasses der Adsorptions/Desorptionseinrichtung übertragen worden ist.
Daher wird mehr Zeit benötigt, um die Temperatur der Adsorptions/Desorpfcionseinrichtung mit der großen Axiallänge des Trägers auf die vorgegebene Temperatur anzuheben im Vergleich zu der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der geringen Axiallänge des Trägers.
In dem Fall, in dem das Volumen des Trägers verschieden gemacht wird, besitzt die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit einem großen Volumen des Trägers eine größere zu adsorbierende Wärmemenge als die Adsorptions/Desorpfcionseinrichtung mit dem geringen Trägervolumen. Folglich wird mehr Zeit benötigt, um die Temperatur der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem großen Trägervolumen auf die vorgegebene Temperatur zu erhöhen im Vergleich zu der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem geringen Trägervolumen.
Als weiteres Verfahren zum Verschiedenmachen der Wärmekapazitäten der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen ist es möglich, ein Verfahren zum Verschiedenmachen von mindestens einem der folgenden Parameter zu verwirklichen: Material des den Träger bildenden Elementes, Menge der Katalysatorsubstanz und Menge der Katalysatorschicht für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung.
Beispielsweise in dem Fall, in dem das den Träger bildende Material ein Material mit einer großen Wärmekapazität und ein Material mit einer geringen Wärmekapazität ist, ist die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem Träger aus dem Material mit der großen Wärmekapazität in der Lage, eine größere Wärmemenge zu adsorbieren als die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem Träger aus dem Material mit der geringen Wärmekapazität. Folglich wird mehr Zeit benötigt, um die Temperatur der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem Träger aus dem Material mit der großen Wärmekapazität auf die vorgegebene Temperatur anzuheben im Vergleich zu der Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit dem Träger aus dem Material mit der geringen Wärmekapazität.
In dem Fall, in dem die Menge des auf dem Träger angeordneten Katalysatormateriales verschieden gemacht wird, besitzt die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der großen Menge der Katalysatorsubstanz auf dem Träger eine wesentlich größere Wärmekapazität als die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der geringen Menge der Katalysatorsubstanz auf dem Träger.
In dem Fall, in dem die Menge der Katalysatorschicht verschieden gemacht wird, besitzt die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der großen Menge der Katalysatorschicht eine wesentlich größere Wärmekapazität als die Adsorptions/Desorptionseinrichtung mit der geringen Menge der Katalysatorschicht.
In dem Fall, in dem die Wärmekapazität für die entsprechende Adsorptions/Desorptionseinrichtung über die vorstehend beschriebenen Verfahren verschieden gemacht wird, ist es möglich, die Desorptionszeitpunkte der unverbrannten Gaskomponente in der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden zu machen, ohne die Steuerung der Brennkraftmaschine zu komplizieren, da es möglich ist, die Zeit zum Anheben der Temperaturen der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen zum Erreichen der vorgegebenen Temperatur verschieden zu machen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Auslaßkanal kann es sich um ein Dualauspuffrohr, das an die Brennkraftmaschine angeschlossen ist, und um Auspuffrohre handeln, die an jede Zylinderreihe bei einem V-Motor angeschlossen sind, der mit einer ersten Zylinderreihe und einer zweiten Zylinderreihe versehen ist, die jeweils mindestens zwei in Reihe angeordnete Zylinder aufweisen.
Es folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen. Hiervon zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Konstruktion einer Brennkraftmaschine und eines Auslaßsystems, bei der eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Anwendung findet;
Fig. 2 die Konstruktion eines ersten Dreiwegekatalysators;
Fig. 3 die Konstruktion eines Katalysators;
Fig. 4 das Adsorptionsverhalten des ersten Dreiwegekatalysators;
Fig. 5 den Desorptionszeitpunkt für unverbrannten Kohlenwasserstoff des ersten Dreiwegekatalysators und eines zweiten Dreiwegekatalysators;
Fig. 6 eine schematische Ansicht der Konstruktion einer Brennkraftmaschine und eines Auslaßsystems, bei denen eine Abgasreinigungsvorrichtung einer zweiten Ausführungsform Anwendung findet;
Fig. 7 die Beziehung zwischen dem Zündzeitpunkt einer ersten Zylinderreihe und dem Zündzeitpunkt einer zweiten Zylinderreihe;
Fig. 8 die Beziehung zwischen der Temperatur des in den ersten Dreiwegekatalysator und den zweiten Dreiwegekatalysator eingeführten Abgases und der Zeit sowie die Beziehung zwischen der Temperatur des ersten Dreiwegekatalysators und des zweiten Dreiwegekatalysators und der Zeit;
Fig. 9 eine schematische Ansicht der Konstruktion einer Brennkraftmaschine und eines Auslaßsystems, bei denen eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform Anwendung findet;
Fig. 10 den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt der ersten Zylinderreihe und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt der zweiten Zylinderreihe;
Fig. 11 die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis der ersten Zylinderreihe und dem Luft/Kraftstoffverhältnis der zweiten Zylinderreihe;
Fig. 12 eine schematische Ansicht der Konstruktion einer Brennkraftmaschine und eines Auslaßsystems, bei denen eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform Anwendung findet;
Fig. 13 die Beziehung zwischen der Abgasmenge der ersten Zylinderreihe und der Abgasmenge der zweiten Zylinderreihe;
Fig. 14 eine schematische Ansicht der Konstruktion einer Brennkraftmaschine und eines Auslaßsystems, bei denen eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform Anwendung findet;
Fig. 15 eine schematische Ansicht der Konstruktion einer Brennkraftmaschine und eines Auslaßsystems, bei denen eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform Anwendung findet;
Fig. 16 eine schematische Ansicht der Konstruktion einer Brennkraftmaschine und eines Auslaßsystems, bei denen eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform Anwendung findet;
Fig. 17 die Beziehung zwischen der Wärmekapazität des Dreiwegekatalysators und des Desorptionszeitpunktes des unverbrannten Kohlenwasserstoffes; und
Fig. 18 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Brennkraftmaschine, bei der eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Anwendung findet.
Eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer Brennkraftmaschine zeigt, bei der eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung Anwendung findet. Ferner zeigt diese Figur die Konstruktion des Abgassystems.
Bei der vorstehend erwähnten Brennkraftmaschine 1 handelt es sich um einen V-Motor mit einer Vielzahl von Zylindern. Ein erster Auslaßkrümmer 2 ist an eine Reihe von Zylindern 1a auf einer Seite (hiernach als erste Zylinderreihe 1a bezeichnet) angeschlossen, während einer zweiter Auslaßkrümmer 3 an eine Reihe von Zylindern 1b auf der anderen Seite (hiernach als zweite Zylinderreihe 1b bezeichnet) angeschlossen ist. Dann ist der erste Auslaßkrümmer 2 an ein erstes Abgasrohr 4 angeschlossen, das als erster Abgaskanal gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, während der zweite Auslaßkrümmer 3 an ein zweites Abgasrohr 5 angeschlossen ist, daß als zweiter Abgaskanal gemäß der Erfindung Verwendung findet.
Das erste Abgasrohr 2 und das zweite Abgasrohr 3 besitzen eine im wesentlichen symmetrische Anordnung und sind so ausgebildet, daß der Abstand von einem Verbindungsabschnitt 16 zu einer ersten Zylinderreihe 1a des ersten Auslaßkrümmers 2 zum ersten Abgasrohr 4 dem Abstand von einem Verbindungsabschnitt 16 zu einer zweiten Zylinderreihe 1b des zweiten Auslaßkrümmers 3 zum zweiten Abgasrohr 5 entspricht.
Dann sind das erste Abgasrohr 4 und das zweite Abgasrohr 5 abstromseitig miteinander vereinigt und mit einem Abgasrohr 6 als gemeinsamen Auslaßkanal gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden. Ein erster Dreiwegekatalysafcor 7 ist in der Mitte des vorstehend erwähnten ersten Abgasrohres 4 angeordnet, während einer zweiter Dreiwegekatalysator 8 in der Mitte des vorstehend erwähnten zweiten Dreiwegekatalysators 8 angeordnet ist. Der Abstand x vom Verbindungsabschnitt 16 bis zu einem Einlaßabschnitt des ersten Dreiwegekatalysators 7 des ersten Auslaßkrümmers 2 und dem ersten Abgasrohr 4 ist kürzer als der Abstand y vom Verbindungsabschnitt 17 zu einem Einlaßabschnitt des zweiten Dreiwegekatalysators 8 des zweiten Auslaßkrümmers 3 und dem zweiten Abgasrohr 5.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der erste Dreiwegekatalysator 7 durch das Füllen einer zylindrischen äußeren Hülse 7a mit einem Katalysator 7b vom monolithischen Typ, der eine Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases auf weist, ausgebildet. Genauer gesagt, wie in Fig. 3 gezeigt, besteht der Katalysator 7b aus einem Keramikträger 7c aus [corgelite], der zu einem Gitter geformt ist, so daß die Durchgangslöcher in Strömungsrichtung des Abgases ausgebildet werden, wobei die Oberfläche des Keramikträgers 7c mit einer Katalysatorschicht 7d beschichtet ist.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die vorstehend erwähnte Katalysatorschicht 7d dadurch ausgebildet, daß eine katalytische Edelmetallsubstanz 7e aus einem Platin-Rhodium(Pt-Rh)- System auf der Oberfläche von porösem Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) mit einer Vielzahl von Poren 7f angeordnet ist.
Wenn bei dem auf diese Weise ausgebildeten ersten Dreiwegekatalysator 7 die Temperatur des Katalysators 7b geringer ist als eine vorgegebene Temperatur, strömt eine unverbrannte Gaskomponente in flüssiger Form, wie im Abgas enthaltener Kohlenwasserstoff (HC), in die Poren 7f des Katalysators 7d und haftet an den Wandflächen der Poren 7f. Wenn die Temperatur des Katalysators 7b die vorgegebene Temperatur erreicht oder diese übersteigt, wird der in den Poren 7f haftende unverbrannte Kohlenwasserstoff vergast und von der vorstehend erwähnten Katalysatorschicht 7d freigesetzt, so daß er mit dem Abgas zur abstromseitigen Seite hin strömt. Auf diese Weise verwirklicht der erste Dreiwegekatalysator 7 eine erfindungsgemäße Adsorptions/Desorptionseinrichtung.
Der vorstehend erwähnte zweite Dreiwegekatalysator 8 ist in der gleichen Weise ausgebildet wie der erste Dreiwegekatalysator 7 und verwirklicht ebenfalls die Adsorptions/Desorptionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie ferner in Fig. 1 gezeigt, umfaßt ein dritter Dreiwegekatalysator 9 eine Heizeinrichtung 12 zum Erhitzen durch Anlegen eines elektrischen Stromes. Diese Heizeinrichtung ist in der Mitte des Abgasrohres 6 angeordnet. Sie ist über ein Relais 13 an eine Batterie 14 angeschlossen und erzeugt Wärme durch den Strom von der Batterie 14, wenn das Relais 13 eingeschaltet wird. Der EIN/AUS-Zustand des vorstehend erwähnten Relais 13 wird in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal von einer ECU 15 geschaltet.
Ein Sekundärluftzuführrohr 10 ist an das Abgasrohr 6 aufstromseitig des dritten Katalysators 9 und an eine Luftpumpe 11 angeschlossen. Die Luftpumpe 11 wird in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal von der ECU 15 angetrieben, um Frischluft unter Druck zu setzen und zuzuführen, die durch einen Einlaßkanal abstromseitig des Luftfilters (nicht gezeigt) zum Abgasrohr 6 strömt.
Luft/Kraftstoffverhältnissensoren 25 und 26 sind am ersten Abgasrohr 4 aufstromseitig des ersten Dreiwegekatalysators 7 und am zweiten Abgasrohr 5 aufstromseitig des zweiten Dreiwegekatalysators 8 montiert. Jeder dieser Luft/Kraftstoffsensoren 25 und 26 besteht aus einem Festelektrolytabschnitt, der durch Sintern von Zircondioxid (ZrO) zu einem Zylinder geformt ist, einer äußeren Platinelektrode, die eine Außenfläche des Festelektrolytabschnittes bedeckt, und einer inneren Platinelektrode, die eine Innenfläche des Festelektrolytabschnittes bedeckt. Bei dem Sensor handelt es sich um einen sogenannten linearen Luft/Kraftstoffsensor, der einen Strom proportional zu einem Wert der Sauerstoffkonzentration des Abgases (Konzentration der unverbrannten Gaskomponente, wenn sich das Luft/Kraftstoffverhältnis mehr auf der fetten Seite befindet) gemäß der Sauerstoffionenbewegung abgibt, wenn eine Spannung zwischen die vorstehend erwähnten Elektroden gelegt wird.
Ein Sauerstoffsensor 24 zum Detektieren der Sauerstoffkonzentration des durch das Abgasrohr 6 strömenden Abgases ist am Abgasrohr 6 aufstromseitig des dritten Dreiwegekatalysators 9 montiert. Beispielsweise handelt es sich bei dem Sauerstoffsensor 24 um einen Sensor vom Zirconoxidtyp, der eine elektromotorische Kraft erzeugt, die ein vorgegebenes Niveau in der angefetteten Atmosphäre in bezug auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis übersteigt, und der eine elektromotorische Kraft erzeugt, die geringer ist als das vorgegebene Niveau in der mageren Atmosphäre.
Die ECU 15 zum Steuern der entsprechenden vorstehend beschriebenen Abschnitte ist zusätzlich zu einem Zündschaltungssensor (IGSW) 22, einem Starterschaltungssensor (STSW) 23, den Luft/Kraftstoffsensoren 25 und 26 und den Sauerstoffsensoren 24 an verschiedene Sensoren (nicht gezeigt) angeschlossen und berechnet den Zeitpunkt der Beaufschlagung der Heizeinrichtung 12 mit elektrischem Strom, eine Sekundärluftzuführmenge, einen Sekundärzuführzeitpunkt, eine Kraftstoffeinspritzmenge (Länge der Kraftstoffeinspritzzeit), einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, einen Zündzeitpunkt o. ä., um das Relais 13, die Luftpumpe 11 u. a. in Abhängigkeit von den Signalen von den entsprechenden Sensoren zu steuern.
Beispielsweise beginnt die ECU 15 mit dem Anlegen eines elektrischen Stromes an die Heizeinrichtung 12, wenn ein elektrisches Signal, das den EIN-Zustand des Zündschalters kennzeichnet, vom Zündschaltungssensor 22 der ECU 15 zugeführt wird. Dann berechnet die ECU 15 die Stromanlegeperiode für die Heizeinrichtung 12 in Abhängigkeit von einer Karte, die die Beziehung zwischen der Temperatur und der Stromanlegeperiode beim Start der Brennkraftmaschine 1 zeigt.
Ferner führt die ECU 15 einen Antriebsstrom der Luftpumpe 11 zu, wenn ein elektrisches Signal, das den EIN-Zustand des Starterschalters kennzeichnet, über den Starterschaltungssensor 23 der ECU 15 zugeführt wird.
Des weiteren führt die ECU 15 eine sogenannte Luft/Kraftstoffverhältnisregelung durch, die die in die entsprechenden Einlaßöffnungen oder die entsprechenden Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a und der zweiten Zylinderreihe 1b eingespritzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen von den entsprechenden Luft/Kraftstoffverhältnissensoren 25 und 26 kompensiert und das von der ersten Zylinderreihe 1a und der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebene Abgas auf ein Luft/Kraftstoff Verhältnis simuliert, bei dem der erste Dreiwegekatalysator 7 und der zweite Dreiwegekatalysator 8 auf wirksame Weise arbeiten.
Ferner delektiert die ECU 15 die Sauerstoffkonzentration abstromseitig des ersten und zweiten Dreiwegekatalysators 7 und 8 und kompensiert die Regelmenge der Luft/Kraftstoffverhältnisregelung von den Luft/Kraftstoffverhältnissensoren 25 und 26, so daß das Luft/Kraftstoffverhältnis des in den ersten und zweiten Dreiwegekatalysators 7 und 8 eingeführten Abgases geregelt wird.

Funktionsweise und Vorteil der ersten Ausführungsform

Es werden nunmehr die Funktionsweise und der Vorteil der Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Wenn das elektrische Signal, das den EIN-Zustand des Zündschalters kennzeichnet, vom Zündschaltungssensor 22 in die ECU 15 eingegeben wird, schaltet die ECU 15 das Relais 13 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand und legt den Strom von der Batterie 14 an die Heizeinrichtung 12 des dritten Dreiwegekatalysators 9.
In dem Fall, in dem ein Abgas mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis, das nahe am stöchiometrischen Luft/Kraftstoff Verhältnis liegt, in den Dreiwegekatalysator eingeführt wird, reagieren der Kohlenwasserstoff HC und das Kohlenmonoxid CO, die im Abgas enthalten sind, mit dem Sauerstoff O&sub2; und werden zu H&sub2;O und CO&sub2; oxidiert. Gleichzeitig damit wird das im Abgas enthaltene NOx zu H&sub2;O, CO&sub2;, und N&sub2; reduziert. Wie beim Starten der Brennkraftmaschine, bei dem eine erhöhte Kompensation der Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt wird und die Sauerstoffkonzentration des Abgases gering ist sowie die von HC und CO übermäßig groß sind, reagiert jedoch das im Abgas enthaltene NOx mit dem HC und CO und wird H&sub2;O, CO&sub2; und N&sub2; reduziert, während das überschüssige HC und CO nicht oxidiert werden.
Daher führt die ECU 15 einen Antriebsstrom der Luftpumpe 11 zu, wenn ein elektrisches Signal, das den EIN-Zustand des Starterschaltes kennzeichnet, vom Starterschaltungssensor 23 an die ECU 15 gelegt wird. Die ECU 15 setzt die Frischluft, die durch den Einlaßkanal abstromseitig des Luftfilters strömt, unter Druck und führt diese zu. Zu diesem Zeitpunkt wird die Sekundärluft in das Abgas, das durch das Abgasrohr 6 strömt, eingeführt, so daß das Luft/Kraftstoffverhältnis des Abgases, das in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt wird, zur mageren Seite hin verändert wird.
Wenn der Start der Brennkraftmaschine 1 beendet ist, wird das Abgas von den entsprechenden Zylindern der ersten Zylinderreihe 1a der Brennkraftmaschine 1 durch den ersten Auslaßkrümmer 2 in das erste Abgasrohr 4 eingeführt, und das Abgas von den entsprechenden Zylindern der zweiten Zylinderreihe 1b wird durch den zweiten Auslaßkrümmer 3 in das zweite Abgasrohr 5 eingeführt.
Das Abgas, das in das erste Abgasrohr 4 eingeführt worden ist, wird in den ersten Dreiwegekatalysator 7 in der Mitte des ersten Abgasrohres 4 eingeführt, und der im Abgas enthaltene unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) wird zeitweise am ersten Dreiwegekatalysator 7 adsorbiert. Danach wird die vom ersten Dreiwegekatalysator 7 abgegebene unverbrannte Gaskomponente durch das erste Abgasrohr 4 und das Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt.
Andererseits wird das Abgas, das in das zweite Abgasrohr 5 eingeführt worden ist, in den zweiten Dreiwegekatalysator 8 in der Mitte des zweiten Auslaßrohres 5 eingeführt, und der im Abgas enthaltene unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) wird zeitweise am zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbiert. Dann wird das vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 abgegebene Abgas durch das zweite Abgasrohr 5 und das Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt.
Der unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) des Abgases vom ersten Abgasrohr 4 und zweiten Abgasrohr 5 wird vom ersten Dreiwegekatalysator 7 und zweiten Dreiwegekatalysator 8 entfernt. Selbst wenn daher der dritte Dreiwegekatalysator 9 nicht aktiv ist, wird der unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) nicht zur Abstromseite des dritten Dreiwegekatalysators 9 hin abgegeben.
Dann wird die Temperatur des ersten Dreiwegekatalysators 7 und des zweiten Dreiwegekatalysators 8 durch die Wärme des Abgases erhöht. Der zweite Dreiwegekatalysator 8 ist jedoch mehr auf der Seite der Auslaßöffnung der Brennkraftmaschine 1 als der erste Dreiwegekatalysator 7 angeordnet. Daher ist der zweite Dreiwegekatalysator 8 dem auf einer höheren Temperatur gehaltenen Abgas ausgesetzt als der erste Dreiwegekatalysator 7.
Es ist somit möglich, eine Desorptionseinstelleinrichtung zum Differenzieren (Verschiedenmachen) der Temperaturen des in den ersten Dreiwegekatalysator 7 und den zweiten Dreiwegekatalysator 8 eingeführten Abgases zu verwirklichen, indem der Abstand vom ersten Dreiwegekatalysator 7 zur Brennkraftmaschine 1 gegenüber dem Abstand vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 zur Brennkraftmaschine 1 verschieden gemacht wird.
Die Temperaturanstiegsrate des zweiten Dreiwegekatalysators 8 ist dann höher als die des ersten Dreiwegekatalysators 7. Die Temperatur des zweiten Dreiwegekatalysators 8 erreicht schneller die vorgegebene Temperatur als der erste Dreiwegekatalysator 7. Der zweite Dreiwegekatalysator setzt den daran adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) frei.
Der vom vorstehend erwähnten zweiten Dreiwegekatalysator 8 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) wird zusammen mit dem Abgas vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 abgegeben und durch das zweite Abgasrohr 5 sowie das Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt.
Da das Abgassystem der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschine so ausgebildet ist, daß der dritte Dreiwegekatalysator 9 aktiviert wird, bevor der zweite Dreiwegekatalysator 8 die Desorptionstemperatur erreicht, wird der unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC), der vom zweiten Dreiwegekatalysator desorbiert ist, vom dritten Dreiwegekatalysator 9 oxidiert oder reduziert.
Danach erreicht der erste Dreiwegekatalysator 7 die vorgegebene Temperatur, und der unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC), der am ersten Dreiwegekatalysator 7 adsorbiert worden ist, wird hiervon desorbiert. Der vom ersten Dreiwegekatalysator 7 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) wird zusammen mit dem Abgas vom ersten Dreiwegekatalysator 7 abgegeben und danach durch das erste Abgasrohr 4 und das Abgasrohr 6 in den ersten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt. Dann oxidiert und reduziert der dritte Dreiwegekatalysator 9 den vorstehend erwähnten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) und gibt diesen zum abstromseitigen Bereich hin ab.
Der Desorptionszeitpunkt des ersten Dreiwegekatalysators 7 und der Desorptionszeitpunkt des zweiten Dreiwegekatalysators 8 werden nunmehr in Verbindung mit Fig. 5 erläutert. Die Kurve a in Fig. 5 ist eine Kurve, die das Ergebnis der Messung der HC-Konzentration des Abgases aufstromseitig des ersten Dreiwegekatalysators 7 oder des zweiten Dreiwegekatalysators 8 wiedergibt und das Vorhandensein einer großen Menge des HC im Abgas beim Start der Brennkraftmaschine 1 zeigt.
Die Kurve b in Fig. 5 ist eine Kurve, die das Ergebnis der Messung der HC-Konzentration des Abgases abstromseitig des zweiten Dreiwegekatalysafcors 8 wiedergibt und zeigt, daß die HC-Konzentration zu der Zeit hoch ist, wenn etwa 15 sec vom Start der Brennkraftmaschine 1 vergangen sind und der HC vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 desorbiert worden ist.
Die Kurve c in Fig. 5 ist eine Kurve, die das Ergebnis der Messung der HC-Konzentration des Abgases abstromseitig des ersten Dreiwegekatalysators 7 wiedergibt und zeigt, daß die HC-Konzentration zu der Zeit hoch ist, wenn etwa 25 sec vom Start der Brennkraftmaschine 1 vergangen sind und der HC vom ersten Dreiwegekatalysator 7 desorbiert worden ist.
Es ist möglich, die Zeitpunkte, an denen die entsprechenden Dreiwegekatalysatoren 7 und 8 den HC freigeben, verschieden zu machen, indem der Abstand von der Auslaßöffnung der Brennkraftmaschine 1 zum ersten Dreiwegekatalysator 7 gegenüber dem Abstand von der Auslaßöffnung zum zweiten Dreiwegekatalysator 8 verschiedengemacht wird. Es ist auf diese Weise möglich zu verhindern, daß der gesamte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC), der am ersten Dreiwegekatalysator 7 und am zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbiert worden ist, in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt wird.
Auf diese Weise ist es mit der Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform möglich, einen Kapazitätsanstieg des dritten Dreiwegekatalysators und eine Vergrößerung der Heizeinrichtung 12 durch diesen Kapazitätsanstieg zu verhindern.
Bei dieser Ausführungsform findet ein Dreiwegekatalysator als Adsorptions/Desorptionseinrichtung Verwendung. Es kann jedoch auch ein Adsorptionsmittel einschließlich Zeolith verwendet werden.

Ausführungsform 2

Es wird nunmehr in Verbindung mit der Zeichnung eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hierbei wird nur die Konstruktion beschrieben, die sich von der der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Fig. 6 zeigt den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine 1, bei der eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform Anwendung findet, sowie eines Auslaßsystems dieser Brennkraftmaschine.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der Abstand vom ersten Dreiwegekatalysator 7 bis zur Auslaßöffnung der ersten Zylinderreihe 1a dem Abstand vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 bis zur Auslaßöffnung der zweiten Zylinderreihe 1b.
Eine Zündspule 18 ist in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen, um einen Strom mit niedriger Spannung von einer Zündvorrichtung 19 in einen Strom mit hoher Spannung zu überführen und diesen Strom an jede Zündkerze anzulegen. In Abhängigkeit von einem Steuersignal von der ECU 15 legt die Zündvorrichtung 19 einen Antriebsstrom mit niedriger Spannung an jede Zündspule 18 an.
Ferner ist die Brennkraftmaschine 1 mit einem Kurbelwinkelsensor 21 zur Abgabe eines elektrischen Signales bei jeden 10º Umdrehung der Kurbelwelle (nicht gezeigt) und einem Wassertemperatursensor 28 zum Detektieren der Temperatur des Kühlwassers versehen.
Ferner sind Nockenpositionssensoren an den Zylinderköpfen der entsprechenden Zylinderreihen 1a und 1b der Brennkraftmaschine 1 zum Detektieren der Drehlagen der Nockenwellen (nicht gezeigt) montiert. Ein Luftdurchflußmesser 30 zur Abgabe eines elektrischen Signales in Übereinstimmung mit einem durch das Ansaugrohr (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine 1 strömenden Luftdurchsatz ist im Ansaugrohr montiert.
Bei den vorstehend erwähnten Nockenpositionssensoren 20 handelt es sich um elektromagnetische Aufnahmesensoren zur Abgabe von elektrischen Signalen vor dem oberen Totpunkt des Kompressionshubes des Zylinders, der als Referenzzylinder dient. In diesem Fall sind die vorstehend erwähnten Nockenpositionssensoren 20 so eingestellt, daß das vom Kurbelwinkelsensor 21 unmittelbar nach der Signalabgabe der Nockenpositionssensoren 20 abgegebene elektrische Signal auf 10º vor dem oberen Totpunkt des Kompressionshubes des vorstehend erwähnten Referenzzylinders eingestellt wird.
Die ECU 15 ist zusätzlich zu einem Zündschaltungssensor (IGSW) 22, einem Starterschaltungssensor (STSW) 23, den Luft/Kraftstoffsensoren 25 und 26, dem Sauerstoffsensor 24, den Nockenpositionssensoren 20, den vorstehend erwähnten Kurbelwinkelsensor 21 an diverse Sensoren (nicht gezeigt) angeschlossen und berechnet den Zeitpunkt für die elektrische Beaufschlagung der Heizeinrichtung 12, die Sekundärluftzuführmenge, den Sekundärluftzuführzeitpunkt, die Kraftstoffeinspritzmenge (Länge der Kraftstoffeinspritzzeit), den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, den Zündzeitpunkt o. ä., um das Relais 13, die Luftpumpe 11, die Zündvorrichtung 19 u. a. in Abhängigkeit von den Signalen der entsprechenden Sensoren zu steuern.
Wenn beispielsweise der Zündzeitpunkt eines jeden Zylinders der Brennkraftmaschine 1 festgelegt wird, benutzt die ECU 15 die 10º vor dem vorstehend erwähnten oberen Totpunkt des Kompressionshubes als Zündreferenzposition des vorstehend erwähnten Referenzzylinders und kompensiert die vorstehend erwähnte Zündreferenzposition in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur, der Umdrehungszahl des Motors oder dem Unterdruck im Ansaugrohr, um auf diese Weise den optimalen Zündzeitpunkt zu berechnen.
Beim Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 sucht die ECU 15 die Zündreferenzposition des vorstehend erwähnten Referenzzylinders in Abhängigkeit von einem Signal vom vorstehend erwähnten Nockenpositionssensor 20 und Kurbelwinkelsensor 21. Nach der Beendigung des Startvorganges der Brennkraftmaschine 1 akkumuliert die ECU 15 einen Basisvorlaufwinkel auf der Grundlage des Unterdrucks im Ansaugrohr, der Umdrehungszahl des Motors o. ä. und berechnet gleichzeitig den Aufwärmkompensationsvorlaufwinkel auf der Basis der Kühlwassertemperatur, um den Zündzeitpunkt eines jeden Zylinders zu bestimmen, indem der vorstehend erwähnte Basisvorlaufwinkel und der vorstehend erwähnte Aufwärmkompensationsvorlaufwinkel zu der vorstehend erwähnten Referenzposition addiert werden.
Bei dieser Ausführungsform macht die ECU 15 im Aufwärmvorgang nach Beendigung des Startvorganges der Brennkraftmaschine 1 den Zündzeitpunkt der ersten Zylinderreihe 1a und der zweiten Zylinderreihe 1b verschieden voneinander.
In diesem Fall setzt die ECU 15 den Aufwärmzeitpunkt in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers für den Startvorgang und ermittelt die Zündzeitpunkte einer jeden Zylinderreihe 1a und 1b in Abhängigkeit von einer Karte, wie in Fig. 7 gezeigt.
In Fig. 7 sind die Zündzeitpunkte der ersten Zylinderreihe 1a und der zweiten Zylinderreihe 1b in bezug auf die vorstehend beschriebene Zündreferenzposition (10º vor dem oberen Totpunkt des Kompressionshubes eines jeden Zylinders) beim Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Dann wird im Aufwärmvorgang nach der Beendigung des Startvorganges der Brennkraftmaschine 1 der Zündzeitpunkt (d in Fig. 7) der zweiten Zylinderreihe 1b auf etwa 5º unmittelbar vor dem oberen Totpunkt des Kompressionshubes eingestellt. Gleichzeitig wird der Zündzeitpunkt (e in Fig. 7) der ersten Zylinderreihe 1a mit einer Verzögerung in bezug auf den Zündzeitpunkt der vorstehend beschriebenen zweiten Zylinderreihe 1b (in der Nachbarschaft des oberen Totpunktes des Kompressionshubes) eingestellt.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem der Zündzeitpunkt der ersten Zylinderreihe 1a gegenüber dem Zündzeitpunkt der zweiten Zylinderreihe 1b verzögert ist. Es ist jedoch überflüssig zu sagen, daß es auch möglich ist, den Zündzeitpunkt der zweiten Zylinderreihe 1b gegenüber dem Zündzeitpunkt der ersten Zylinderreihe 1a zu verzögern.

Funktionsweise und Vorteil der zweiten Ausführungsform

Es werden nunmehr die Funktionsweise und der Vorteil der Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet werden soll, entscheidet die ECU 15 über den Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 in dem Augenblick, wenn das Signal vom Zündschaltungssensor 23 eingegeben wird, und empfängt die elektrischen Signale vom Kurbelwinkelsensor 21, den Nockenpositionssensoren 20, dem Wassertemperatursensor 28 und dem Luftdurchflußmesser 30. Dann berechnet die ECU 15 den Zündzeitpunkt (Ventilöffnungsperiode) eines jeden Kraftstoffeinspritzventiles in Abhängigkeit vom Signal von jedem Sensor, ermittelt die Zündreferenzposition des Referenzzylinders gemäß den elektrischen Signalen vom Nockenpositionssensor 20 und Kurbelwinkelsensor 21 und führt das Zündsignal der Zündvorrichtung 19 zu, während die vorstehend erwähnte Zündreferenzposition als Zündzeitpunkt des vorstehend beschriebenen Referenzzylinders angesehen wird.
Wenn die Zündvorrichtung 19 das Zündsignal empfängt, legt sie den Antriebsstrom mit niedriger Spannung an die Zündspule 18 des vorstehend erwähnten Referenzzylinders. Zu diesem Zeitpunkt wandelt die Zündspule 18 des Referenzzylinders diesen Antriebsstrom in einen Antriebsstrom mit hoher Spannung um und legt ihn an die Zündkerze. Nachdem die ECU 15 das vorstehend erwähnte Zündsignal abgegeben hat, berechnet sie den Zündzeitpunkt für den nächsten Zylinder, wenn das erste elektrische Signal vom Kurbelwinkelsensor 21 eingegeben wird.
Wenn die Brennkraftmaschine 1 durch Wiederholen eines derartigen Vorganges gestartet wird, wird, wie in Verbindung mit der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform beschrieben, eine große Menge an unverbranntem Kohlenwasserstoff (HC) von der Brennkraftmaschine abgegeben. Der unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) wird zeitweise am ersten Dreiwegekatalysator 7 und zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbiert.
Wie vorstehend in Verbindung mit Fig. 7 erwähnt, bestimmt dann beim Aufwärmvorgang der Brennkraftmaschine 1 die ECU 15 den Zündzeitpunkt für jeden Zylinder, so daß der Zündzeitpunkt der ersten Zylinderreihe 1a im Vergleich zum Zündzeitpunkt der zweiten Zylinderreihe 1b verzögert wird. Da in diesem Fall die anderen Bedingungen als für den Zündzeitpunkt für die erste Zylinderreihe 1a und die zweite Zylinderreihe 1b gleich eingestellt werden, wird die Verbrennung eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a zu einem Zeitpunkt durchgeführt, der in bezug auf jeden Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b verzögert ist. Zum Ventilöffnungszeitpunkt des Auslaßventiles (nicht gezeigt) ist die Verbrennungsgastemperatur eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a höher als die Verbrennungsgastemperatur eines jeden Zylinders der zweiten Zylinderreihe 1b.
Folglich ist die Temperatur des von der ersten Zylinderreihe 1a abgebebenen Abgases höher als die Temperatur des von der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebenen Abgases, und das auf einer höheren Temperatur als dem zweiten Dreiwegekatalysator 8 gehaltene Abgas wird in den ersten Dreiwegekatalysator 7 eingeführt. Dann erreicht der erste Dreiwegekatalysator 7 die vorgegebene Temperatur in einem früheren Stadium als der zweite Dreiwegekatalysator 8.
Es werden nunmehr die Beziehung zwischen der Zeit und der Temperatur des in den ersten Dreiwegekatalysator 7 und den zweiten Dreiwegekatalysator 8 eingeführten Abgases und die Beziehung zwischen der Zeit und der Bettemperatur des ersten Dreiwegekatalysators 7 sowie des zweiten Dreiwegekatalysators 8 in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben. In Fig. 8 ist die Kurve f eine Kurve, die das Ergebnis der Messung der Temperatur des in den ersten Dreiwegekatalysator 7 eingeführten Abgases wiedergibt, während Kurve g eine Kurve ist, die das Ergebnis der Messung der Temperatur des in den zweiten Dreiwegekatalysator 8 eingeführten Abgases kennzeichnet. Aus den Kurven f und g wird deutlich, daß die Temperatur des in den ersten Dreiwegekatalysator 7 eingeführten Abgases höher ist als die Temperatur des in den zweiten Dreiwegekatalysator 8 eingeführten Abgases.
Die Kurve h in Fig. 8 ist eine Kurve, die die Bettemperatur des ersten Dreiwegekatalysators 7 wiedergibt, während die Kurve i eine Kurve ist, die die Bettemperatur des zweiten Dreiwegekatalysators 8 kennzeichnet. Aus diesen beiden Kurven wird deutlich, daß die Bettemperatur des ersten Dreiwegekatalysators 7 früher ansteigt als die des zweiten Dreiwegekatalysators 8.
Somit wird der Zündzeitpunkt der ersten Zylinderreihe 1a gegenüber dem Zündzeitpunkt der zweiten Zylinderreihe 1b verzögert, so daß der erste Dreiwegekatalysator 7 die vorgebebene Temperatur früher erreicht als der zweite Dreiwegekatalysator 8 und den unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) desorbiert, der beim Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 adsorbiert worden ist. Dann wird der vom ersten Dreiwegekatalysator 7 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) zusammen mit dem Abgas vom ersten Dreiwegekatalysator 7 abgegeben und durch das erste Abgasrohr 4 und das zweite Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt. Da das Abgassystem der Brennkraftmaschine 1 so ausgebildet ist, daß der dritte Dreiwegekatalysator 9 aktiviert wird, bevor der erste Dreiwegekatalysator 7 die Desorptionstemperatur erreicht, wird der vom ersten Dreiwegekatalysator 7 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) vom dritten Dreiwegekatalysator 9 oxidiert oder reduziert.
Danach erreicht der zweite Dreiwegekatalysator 8 die vorgegebene Temperatur und desorbiert den daran adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC). Dann wird der vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 desorbierte Kohlenwasserstoff (HC) zusammen mit dem Abgas vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 abgegeben und durch das zweite Abgasrohr 5 und das Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt. Dann oxidiert oder reduziert der dritte Dreiwegekatalysator 9 den unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) und gibt diesen an den abstromseitigen Bereich ab.
Daher ist es mit dieser Ausführungsform möglich, den Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den ersten Dreiwegekatalysator 7 gegenüber dem Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 verschieden zu machen, um die Einführung des gesamten unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC), der am ersten Dreiwegekatalysator 7 und zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbiert ist, in den dritten Dreiwegekatalysafcor 9 zu verhindern. Es ist daher möglich, einen Kapazitätsanstieg des dritten Dreiwegekatalysators und eine Vergrößerung der Heizeinrichtung 12 durch den Kapazitätsanstieg zu vermeiden.

Ausführungsform 3

Es wird nunmehr eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. In diesem Fall wird nur die Konstruktion beschrieben, die sich von der der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Fig. 9 zeigt den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine 1, bei der die Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform sowie das Abgassystem hiervon Verwendung finden.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der Abstand vom ersten Dreiwegekatalysator 7 zur Auslaßöffnung der ersten Zylinderreihe 1a dem Abstand vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 zur Auslaßöffnung der zweiten Zylinderreihe 1b.
Ein Kraftstoffeinspritzventil 27 ist an jeder Einlaßöffnung oder jeden Zylinder der Brennkraftmaschine 1 montiert. Wenn ein Antriebsstrom von einer Antriebsschaltung 29 zugeführt wird, wird das Kraftstoffeinspritzventil 27 geöffnet, um Kraftstoff einzuspritzen. Die vorstehend beschriebene Antriebsschaltung 29 legt den Antriebsstrom an jedes Kraftstoffeinspritzventil 27 in Abhängigkeit von einem Steuersignal von der ECU 15.
Ferner sind an der Brennkraftmaschine 1 ein Kurbelwinkelsensor 21 zur Abgabe eines elektrischen Signales für jede Umdrehung von 10º der Kurbelwelle (nicht gezeigt) und ein Wassertemperatursensor 28 zum Detektieren der Temperatur des Kühlwassers montiert. Ein Luftdurchflußmesser 30 zur Abgabe eines elektrischen Signales in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz durch das Ansaugrohr (nicht gezeigt) ist am Ansaugrohr montiert.
Ferner ist die ECU 15 zusätzlich zu einem Zündschaltungssensor (IGSW) 22, einem Starterschaltungssensor (STSW) 23, den Luft/Kraftstoffsensoren 25 und 26, dem Sauerstoffsensor 24, einem Kurbelwinkelsensor 21, dem Wassertemperatursensor 28 und dem Durchflußmesser 30 an diverse Sensoren (nicht gezeigt) angeschlossen und berechnet den Zeitpunkt der elektrischen Beaufschlagung der Heizeinrichtung 12, eine Sekundärluftzuführmenge, einen Sekundärluftzuführzeitpunkt, eine Kraftstoffeinspritzmenge (Länge der Kraftstoffeinspritzzeit), einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, einen Zündzeitpunkt o. ä., um das Relais 13, die Luftpumpe 11, die Antriebsschaltung 29 u. a. in Abhängigkeit von den Signalen von den entsprechenden Sensoren zu steuern.
Wenn beispielsweise die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit eines jeden Zylinders der Brennkraftmaschine 1 bestimmt werden soll, berechnet die ECU 15 die Umdrehungszahl des Motors in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal vom vorstehend erwähnten Kurbelwinkelsensor, berechnet die Basiskraftstoffeinspritzmenge (Basislänge der Kraftstoffeinspritzzeit für das Kraftstoffeinspritzventil entsprechend jedem Zylinder) eines jeden Zylinders in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen vom Wassertemperatursensor 28 und dem vorstehend erwähnten Luftdurchflußmesser und der auf diese Weise berechneten Motorumdrehungszahl und ermittelt den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt eines jeden Kraftstoffeinspritzventiles 27 durch Kompensation für die berechnete Basiskraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von der Ansauglufttemperatur, der Kühlwassertemperatur oder dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine.
Genauer gesagt, die ECU 15 berechnet die Motorumdrehungszahl in Abhängigkeit vom elektrischen Signal vom vorstehend erwähnten Kurbelwinkelsensor 21 beim Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 und ermittelt die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit in Abhängigkeit von der berechneten Motorumdrehungszahl und dem elektrischen Signal vom Wassertemperatursensor 28.
Wenn dann der Startvorgang der Brennkraftmaschine beendet ist, berechnet die ECU 15 die Basislänge der Kraftstoffeinspritzzeit auf der Basis der Ansaugluftmenge und der Motorumdrehungszahl und führt eine Kompensation für die vorstehend erwähnte Basislänge der Kraftstoffeinspritzzeit in Abhängigkeit von der Wassertemperatur durch, um die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit zu ermitteln.
Bei dieser Ausführungsform steuert die ECU 15 ferner den Aufwärmvorgang nach Beendigung des Startvorganges der Brennkraftmaschine 1 so, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis des in jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a zu verbrennenden Gemisches von dem Luft/Kraftstoffverhältnis des in jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b zu verbrennenden Gemisches verschieden gemacht wird. In diesem Fall setzt die ECU 15 die Aufwärmzeit in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers beim Startvorgang und berechnet danach die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit einer jeden Zylinderreihe 1a, 1b in Abhängigkeit von einer in Fig. 10 gezeigten Karte.
Die Kurve j in Fig. 10 ist eine Kurve, die die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der ersten Zylinderreihe 1a wiedergibt, während die Kurve k eine Kurve ist, die die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der zweiten Zylinderreihe 1b kennzeichnet. In diesem Fall werden beim Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 die Längen der Kraftstoffeinspritzzeiten der ersten Zylinderreihe 1a und zweiten Zylinderreihe 1b in der gleichen Weise eingestellt, und zur Erhöhung des Startvermögens der Brennkraftmaschine 1 wird das Atmosphärengemisch angefettet.
Wenn danach der Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 beendet und zum Aufwärmzustand übergegangen worden ist, wird die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der ersten Zylinderreihe 1a größer eingestellt als die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der zweiten Zylinderreihe 1b. Wenn das Fahrzeug läuft, werden die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der ersten Zylinderreihe 1a und die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der zweiten Zylinderreihe 1b gleich eingestellt.
Durch die Einstellung der Längen der Kraftstoffeinspritzzeiten der entsprechenden Zylinderreihen 1a und 1b, wie in Fig. 11 gezeigt, wird daher das Luft/Kraftstoffverhältnis einer jeden Zylinderreihe 1a, 1b so eingestellt, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis (Kurve m in Fig. 11) mehr in den fetten Bereich verschoben wird als das Luft/Kraftstoffverhältnis (Kurve l in Fig. 11) der zweiten Zylinderreihe 1b.
Es wird daher ein Beispiel beschrieben, bei dem die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der ersten Zylinderreihe 1a größer eingestellt wird als die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der zweiten Zylinderreihe 1b. Es ist überflüssig zu sagen, daß es auch möglich ist, die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der zweiten Zylinderreihe 1b größer einzustellen als die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der ersten Zylinderreihe 1b.

Funktionsweise und Vorteil der dritten Ausführungsform

Die Funktionsweise und der Vorteil der Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform werden nunmehr beschrieben.
Wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet werden soll, entscheidet die ECU 15 über den Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 in dem Moment, wenn das Signal vom Zündschaltsensor 23 eingegeben wird, und empfängt die elektrischen Signale vom Kurbelwinkelsensor 21 und Luftdurchflußmesser 30. Dann berechnet die ECU 15 die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit (Ventilöffnungsdauer) von jedem Kraftstoffeinspritzventil in Abhängigkeit von dem Signal von jedem Sensor und berechnet den Kraftstoffeinspritzstartzeitpunkt eines jeden Kraftstoffeinspritzventiles in Abhängigkeit von dem Signal vom vorstehend erwähnten Kurbelwinkelsensor 21.
Danach nimmt die ECU 15 auf das Signal vom Kurbelwinkelsensor 21 Bezug und führt ein Signal, das die vorstehend erwähnte Länge der Kraftstoffeinspritzzeit kennzeichnet, der Antriebsschaltung 29 zu, wenn die Drehlage der Kurbelwelle den vorstehend erwähnten Kraftstoffeinspritzstartzeitpunkt erreicht.
Die Antriebsschaltung 29 legt den Antriebsstrom an das Kraftstoffeinspritzventil 27 eines jeden Zylinders, wenn sie das die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit kennzeichnende Signal empfängt. Dann stoppt die Antriebsschaltung 29 das Anlegen des Antriebsstromes an das vorstehend erwähnte Kraftstoffeinspritzventil 27 in dem Moment, wenn die vorstehend erwähnte Länge der Kraftstoffeinspritzzeit vom Anlegebeginn des Antriebsstromes an abgelaufen ist. Zu dieser Zeit öffnet sich das Kraftstoffeinspritzventil 27 eines jeden Zylinders kontinuierlich während der Zeitdauer des Anlegens des Antriebsstromes von der Antriebsschaltung 29 und spritzt kontinuierlich den Kraftstoff ein.
Wenn die Brennkraftmaschine 1 durch Wiederholung eines derartigen Vorganges gestartet wird, wie in Verbindung mit der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform beschrieben, wird eine große Menge an unverbranntem Kohlenwasserstoff (HC) von der Brennkraftmaschine abgegeben. Der unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) wird zeitweise am ersten Dreiwegekatalysator 7 und zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbiert.
Wie vorstehend in Verbindung mit Fig. 10 erwähnt, bestimmt dann während des Aufwärmvorganges der Brennkraftmaschine 1 die ECU 15 die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit für jeden Zylinder derart, daß die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der ersten Zylinderreihe 1a größer ist als die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit der zweiten Zylinderreihe 1b. Da in diesem Fall die anderen Bedingungen als die Länge der Kraftstoffeinspritzzeit für die erste Zylinderreihe 1a und die zweite Zylinderreihe 1b gleich eingestellt werden, wird eine Verbrennung eines magereren Gemisches eines jeden Zylinders der zweiten Zylinderreihe 1b als bei jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a durchgeführt. Folglich ist die Verbrennungsgastemperatur eines jeden Zylinders der zweiten Zylinderreihe 1b höher als die Verbrennungsgastemperatur eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a.
Daher ist die Temperatur des von der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebenen Abgases höher als die Temperatur des von der ersten Zylinderreihe 1a abgegebenen Abgases, und das Abgas, das auf einer höheren Temperatur als der erste Dreiwegekatalysator 7 gehalten wird, wird in den zweiten Dreiwegekatalysator 8 eingeführt. Dann erreicht der zweite Dreiwegekatalysator 8 die vorgegebene Temperatur in einem früheren Stadium als der erste Dreiwegekatalysator 7.
Das Luft/Kraftstoffverhältnis des in der zweiten Zylinderreihe 1b zu verbrennenden Gemisches wird somit magerer eingestellt als das Luft/Kraftstoffverhältnis des in der ersten Zylinderreihe 1a zu verbrennenden Gemisches, so daß der zweite Dreiwegekatalysator 8 die vorgegebene Temperatur früher erreicht als der erste Dreiwegekatalysator 7 und den beim Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) desorbiert. Dann wird der vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 zusammen mit dem Abgas abgegeben und durch das zweite Abgasrohr 5 und das Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt. Da in diesem Fall das Abgassystem der Brennkraftmaschine 1 so ausgebildet ist, daß der dritte Katalysator 9 aktiviert wird, bevor der zweite Dreiwegekatalysator 8 die Desorptionstemperatur erreicht, wird der vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) vom dritten Dreiwegekatalysator 9 oxidiert oder reduziert.
Danach erreicht der erste Dreiwegekatalysator 7 die vorgegebene Temperatur und setzt den daran adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) frei. Dann wird der vom ersten Dreiwegekatalysator 7 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) zusammen mit dem Abgas vom ersten Dreiwegekatalysator 7 abgegeben und durch das erste Abgasrohr 4 und das Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt. Dann oxidiert oder reduziert der dritte Dreiwegekatalysator 9 den unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) und gibt ihn zum abstromseitigen Bereich hin ab.
Mit dieser Ausführungsform ist es daher möglich, den Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den ersten Dreiwegekatalysator 7 gegenüber dem Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den zweiten Dreiwegekatalysator 8 verschieden zu machen, um die Einführung des gesamten, am ersten Dreiwegekatalysator 7 und zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) in den dritten Dreiwegekatalysator 9 zu vermeiden. Damit ist es möglich, einen Kapazitätsanstieg des dritten Dreiwegekatalysator und eine Vergrößerung der Heizeinrichtung 12 durch diesen Kapazitätsanstieg zu unterdrücken.

Ausführungsform 4

Es wird nunmehr eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. In diesem Fall wird nur die Konstruktion beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Fig. 12 zeigt den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine 1, bei der die Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine dieser Ausführungsform Anwendung findet, und eines Abgassystemes hiervon.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der Abstand vom ersten Dreiwegekatalysator 7 bis zur Auslaßöffnung der ersten Zylinderreihe 1a dem Abstand vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 bis zur Auslaßöffnung der zweiten Zylinderreihe 1b.
Serge-Tanks 32a und 32b, die unabhängig voneinander sind, sind in der ersten Zylinderreihe 1a und der zweiten Zylinderreihe 1b der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen. Ein erstes Einlaßrohr 36 ist mit dem Serge-Tank 32a auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a verbunden, und ein zweites Einlaßrohr 37 ist mit dem Serge-Tank 32b auf der Seite der zweiten Zylinderreihe 1b verbunden. Das erste und zweite Einlaßrohr 36 und 37 gehen aufstromseitig ineinander über und bilden ein einziges Einlaßrohr 31.
Eine Luftfilterbox 40 ist an einen Endabschnitt im aufstromseitigen Bereich des vorstehend erwähnten Einlaßrohres 31 angeschlossen. Ein Luftdurchflußmesser 30 zur Abgabe eines elektrischen Signales in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz durch das Einlaßrohr 31 ist am Einlaßrohr 31 abstromseitig dieser Luftfilterbox 40 montiert. Eine Drosselklappe 33 zum Öffnen/Schließen des Luftkanales im Einlaßrohr 31 ist im Einlaßrohr 31 abstromseitig des Luftdurchflußmessers 30 montiert.
Zwei Bypass-Rohre 38 und 39 sind an das Einlaßrohr 31 zwischen der Drosselklappe 33 und dem Luftdurchflußmesser 30 angeschlossen. Ein Bypass-Rohr 38 dieser beiden Bypass- Rohre 38 und 39 ist mit dem ersten Einlaßrohr 36 über ein erstes Leerlauf drehzahlsteuerventil (ISCV) verbunden, während das andere Bypass-Rohr 39 über ein zweites Leerlaufdrehzahlsteuerventil (ISCV) mit einem zweiten Rohr 37 verbunden ist.
Wenn die Brennkraftmaschine 1 unter Leerlaufbedingungen gehalten wird (vollständig geschlossener Zustand der Drosselklappe 33), sind das erste und zweite Leerlauf drehzahlsteuerventil 34 und 35 in Abhängigkeit vom Steuersignal von der ECU 15 geschlossen, und die durch das Einlaßrohr 31 aufstromseitig der Drosselklappe 33 strömende Frischluft wird dem ersten Einlaßrohr 36 und dem zweiten Einlaßrohr 37 zugeführt.
Ferner sind ein Kurbelwinkelsensor 21 zur Abgabe eines elektrischen Signales für jede Drehung von 10º der Kurbelwelle (nicht gezeigt) und ein Wassertemperatursensor 28 zum Detektieren der Kühlwassertemperatur an der Brennkraftmaschine 1 montiert.
Die ECU 15 ist zusätzlich zu einem Zündschaltsensor (IGSW) 22, einem Starterschaltsensor (STSW) 23, den Luft/Kraftstoffsensoren 25 und 26, dem Sauerstoffsensor 24, dem Kurbelwinkelsensor 21, einem Wassertemperatursensor 28 und dem Luftdurchflußmesser 30 an diverse Sensoren (nicht gezeigt) angeschlossen und berechnet den Beaufschlagungszeitpunkt der Heizeinrichtung 12 mit elektrischem Strom, die Sekundärluftzuführmenge, den Sekundärluftzuführzeitpunkt, die Kraftstoffeinspritzmenge, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, den Zündzeitpunkt, den Öffnungsgrad des ersten und zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 und 35 o. ä., um das Relais 13, die Luftpumpe 11, das erste und zweite Leerlaufdrehzahlsteuerventil 34 und 35 u. a. in Abhängigkeit von den Signalen von den entsprechenden Sensoren zu steuern.
Wenn beispielsweise die ECU 15 den Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine 1 vom Stoppzustand des Fahrzeuges, dem vollständig geschlossenen Zustand der Drosselklappe 33 o. ä. feststellt, berechnet die ECU 15 eine Sollumdrehungszahl vom Belastungszustand eines Kompressors für eine Klimaanlage, einem Ausgangssignal des Wassertemperatursensors 28 o. ä., vergleicht die abgegebene Sollumdrehungszahl mit der auf der Basis des Ausgangssignales vom Kurbelwinkelsensor 21 berechneten Motordrehzahl und führt die Regelung des ersten und zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 und 35 so durch, daß die tatsächliche Motordrehzahl mit der Solldrehzahl identifiziert wird.
In dem Fall, in dem die Temperatur des Kühlwassers niedrig ist, wie beim Starten der Brennkraftmaschine 1 in einem kalten Zustand, führt die ECU 15 zur Beschleunigung des Aufwärmens der Brennkraftmaschine eine Steuerung so durch, daß der Öffnungsgrad des ersten und zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 und 35 erhöht und die Motordrehzahl um mehr als 50 Umdrehungen pro Minute als im Normalzustand vergrößert wird. Danach führt die ECU 15 eine Steuerung so durch, daß der Öffnungsgrad des ersten und zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 und 35 in Abhängigkeit von einem Anstieg der Temperatur des Kühlwassers verringert wird.
Ferner führt die ECU 15 bei dieser Ausführungsform eine solche Steuerung durch, daß der Öffnungsgrad des ersten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 größer ist als der Öffnungsgrad des zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 35 und die Ansaugluftmenge eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a größer ist als die Ansaugluftmenge eines jeden Zylinders der zweiten Zylinderreihe 1b. In diesem Fall ist die von jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a abgegebene Abgasmenge größer als die von jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebene Abgasmenge.
Somit bilden die ECU 15 und das erste und zweite Leerlaufdrehzahlsteuerventil 34 und 35 eine Desorptionseinstelleinrichtung, um die Ansaugluftmenge der Zylinder, mit denen jeder Abgaskanal (erstes Abgasrohr 4, zweites Abgasrohr 5) in Verbindung steht, und die von jedem Zylinder des Abgaskanales abgegebenen Abgasmengen verschieden zu machen.

Funktionsweise und Vorteil der vierten Ausführungsform

Die Funktionsweise und der Vorteil der Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform werden nunmehr erläutert.
Wenn das elektrische Signal, das den EIN-Zustand des Zündschalters kennzeichnet, vom Zündschaltsensor 22 beim Startvorgang für die Brennkraftmaschine 1 der ECU 15 zugeführt wird, schaltet die ECU 15 das Relais 13 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand und legt den Strom von der Batterie 14 an die Heizeinrichtung 12 des dritten Dreiwegekatalysators 9. Wenn danach ein elektrisches Signal, das den EIN-Zustand des Starterschalters kennzeichnet, vom Starterschaltsensor 23 der ECU 15 zugeführt wird, beaufschlagt die ECU 15 die Luftpumpe 11 mit einem Antriebsstrom, setzt die Frischluft unter Druck und führt diese zu, so daß diese durch den Ansaugkanal abstromseitig des Luftfilters zum Abgasrohr 6 strömt, und bewirkt, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis des in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführten Abgases nahe am stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis liegt.
Wenn dann der Start der Brennkraftmaschine 1 beendet ist, berechnet die ECU 15 eine Sollumdrehungszahl aus einem Lastzustand eines Kompressors für eine Klimaanlage, einem Ausgangssignal vom Wassertemperatursensor 28 o. ä., vergleicht die abgegebene Solldrehzahl mit der auf der Basis des Ausgangssignales vom Kurbelwinkelsensor 21 berechneten Motordrehzahl und führt die Regelung des ersten und zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 und 35 so durch, daß die tatsächliche Motordrehzahl mit der Solldrehzahl identifiziert wird.
In diesem Fall steuert die ECU 15 das erste und zweite Leerlaufdrehzahlsteuerventil 34 und 35 so, daß der Öffnungsgrad des ersten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a größer ist als der Öffnungsgrad des zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 35 auf der Seite der zweiten Zylinderreihe 1b.
Da die Ansaugluftmenge eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a größer ist als die Ansaugluftmenge eines jeden Zylinders der zweiten Zylinderreihe 1b, ist die Menge des Abgases, die von jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a abgegeben wird, größer als die Menge des Abgases, die von jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b abgegeben wird. Dieser Zustand ist in Fig. 13 gezeigt. Aus Fig. 13 wird verständlich, daß nach der Beendigung des Startvorganges der Brennkraftmaschine 1 der Öffnungsgrad des ersten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 größer ist als der Öffnungsgrad des zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 35, so daß die Menge des von jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a abgegebenen Abgases größer ist als die Menge des von jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebenen Abgases.
Somit wird bewirkt, daß das von den entsprechenden Zylinderreihen 1a und 1b der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Abgas in den ersten Auslaßkrümmer 2 und den zweiten Auslaßkrümmer 3 strömt. Das von jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a abgegebene Abgas strömt durch den ersten Auslaßkrümmer 2 in das erste Abgasrohr 4, und das von jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebene Abgas strömt durch den zweiten Auslaßkrümmer 3 in das zweite Abgasrohr 5.
Das Abgas, das in das erste Abgasrohr 4 geströmt ist, strömt in der Mitte des ersten Abgasrohres 4 in den ersten Dreiwegekatalysator 7, und der im Abgas enthaltene unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) wird zeitweise am ersten Dreiwegekatalysator 7 adsorbiert. Dann strömt das vom ersten Dreiwegekatalysator 7 abgegebene Abgas durch das erste Abgasrohr 4 und das Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9.
Andererseits strömt das in das zweite Abgasrohr 5 eingeführte Abgas in der Mitte des zweiten Abgasrohres 5 in den zweiten Dreiwegekatalysator 8, und der im Abgas enthaltene unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) wird zeitweise am zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbiert. Dann strömt das vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 abgegebene Abgas durch das zweite Abgasrohr 5 und das Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9.
Da der unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) vom Abgas vom ersten Abgasrohr 4 und zweiten Abgasrohr 5 durch den ersten Dreiwegekatalysator 7 und den zweiten Dreiwegekatalysator 8 entfernt worden ist, wird er nicht in den abstromseitigen Bereich des dritten Dreiwegekatalysators 9 abgegeben, selbst wenn der dritte Dreiwegekatalysator 9 nicht aktiviert ist.
Die Temperatur des ersten Dreiwegekatalysators 7 und des zweiten Dreiwegekatalysators 8 wird danach durch die Wärme des Abgases erhöht, wobei jedoch die Menge des von der ersten Zylinderreihe 1a abgegebenen Abgases größer ist als die Menge des von der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebenen Abgases. Auf diese Weise wird eine größere Abgasmenge in den ersten Dreiwegekatalysator 7 als in den zweiten Dreiwegekatalysator 8 eingeführt. Folglich wird der erste Dreiwegekatalysator 7 einer größeren Abgasmenge ausgesetzt als der zweite Dreiwegekatalysator 8 und hat einen höheren Temperaturanstiegswert als der zweite Dreiwegekatalysator 8.
Daher erreicht der erste Dreiwegekatalysator 7 die vorgegebene Temperatur früher als der zweite Dreiwegekatalysator 8 und desorbiert den unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC).
Der vom ersten Dreiwegekatalysator 7 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) wird vom ersten Dreiwegekatalysator 7 zusammen mit dem Abgas abgegeben und in den dritten Dreiwegekatalysator 9 durch das erste Abgasrohr 4 und das Abgasrohr 6 eingeführt. Da in diesem Fall das Abgassystem der Brennkraftmaschine 1 so ausgebildet ist, daß der dritte Katalysator 9 aktiviert wird, bevor der erste Dreiwegekatalysator 7 die Desorptionstemperatur erreicht, wird der vom ersten Dreiwegekatalysator 7 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) vom dritten Dreiwegekatalysator 9 oxidiert oder reduziert.
Danach erreicht der zweite Dreiwegekatalysator 8 die vorgegebene Temperatur und setzt den adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) frei. Dann wird der vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 desorbierte unverbrannte Kohlenwasserstoff (HC) vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 zusammen mit dem Abgas abgegeben und durch das zweite Abgasrohr 5 und das Abgasrohr 6 in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführt. Dann oxidiert oder reduziert der dritte Dreiwegekatalysator 9 den unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) und gibt ihn zum abstromseitigen Bereich hin ab.
Daher ist es mit dieser Ausführungsform möglich, den Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den ersten Dreiwegekatalysator 7 gegenüber dem Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den zweiten Dreiwegekatalysator 8 verschieden zu machen, um die Einführung des gesamten am ersten Dreiwegekatalysator 7 und am zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) in den dritten Dreiwegekatalysator 9 zu vermeiden. Es ist daher möglich, einen Kapazitätsanstieg des dritten Dreiwegekatalysators und eine Vergrößerung der Heizeinrichtung 12 durch diesen Kapazitätsanstieg zu unterdrücken.
Es wird daher ein Beispiel beschrieben, bei dem die Menge der Ansaugluft in jeden Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a größer ist als die Menge der Ansaugluft in jeden Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b. Es ist jedoch überflüssig zu sagen, daß es auch möglich ist, die Ansaugluftmenge in jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b so zu erhöhen, daß sie die Ansaugluftmenge in jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a übersteigt.
Als Verfahren zum Verschiedenmachen der Ansaugluftmenge der ersten Zylinderreihe 1a gegenüber der Ansaugluftmenge der zweiten Zylinderreihe 1b ist es auch möglich, anstelle des ersten und zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 und 35 im ersten Ansaugrohr 36 und zweiten Ansaugrohr 37 Unterdrosselklappen vorzusehen.

Ausführungsform 5

Eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. In diesem Fall wird nur die Konstruktion beschrieben, die sich von der vierten Ausführungsform unterscheidet.
Fig. 14 zeigt den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine 1, bei der die Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform und ein Abgassystem hiervon Anwendung finden.
Ein Serge-Tank 32a für eine erste Zylinderreihe ist an eine Einlaßöffnung eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a über einen Einlaßkrümmer 41a angeschlossen. Ein Ansaugstromsteuerventil 42a zum Öffnen/Schließen einer Strömungsbahn im Einlaßkrümmer 41a ist in jedem Zweigrohr des Einlaßkrümmers 41a montiert. Eine Zusatzluftdüse 43a zum Einführen von Frischluft, die abstromseitig des Luftfilters 40 strömt, in den Einlaßkrümmer 41a ist im Einlaßkrümmer 41a abstromseitig des Ansaugstromsteuerventiles 42a montiert.
Das vorstehend beschriebene Ansaugstromsteuerventil 42a kann mit einer Betätigungseinheit 46a zwischen einem vollständig offenen Zustand, einem halboffenen Zustand und einem vollständig geschlossenen Zustand umgeschaltet werden. Die Betätigungseinheit 46a schaltet die offenen/geschlossenen Zustände des vorstehend erwähnten Ansaugstromsteuerventiles 42a in Abhängigkeit von einem Steuersignal von der ECU 15.
Jede Zusatzluftdüse 43a auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a ist über ein Luftzuführrohr 44 an ein Leerlauf drehzahlsteuerventil 34 angeschlossen. In diesem Fall wird das Leerlaufdrehzahlsteuerventil 34 dieser Ausführungsform von einem Dreiwegeventil zum Umschalten der Strömungswege gebildet, so daß die vom Ansaugrohr 31 aufstromseitig der Drosselklappe 33 eingeführte Frischluft entweder in das Luftzuführrohr 44 oder das erste Ansaugrohr 36 geleitet wird.
Ein zweiter Serge-Tank 32b auf der Seite der zweiten Zylinderreihe ist über einen Einlaßkrümmer 41b an eine Einlaßöffnung eines jeden Zylinders der zweiten Zylinderreihe Ib angeschlossen. In der gleichen Weise wie bei der ersten Zylinderreihe sind ein Ansaugstromsteuerventil 42b und eine Zusatzluftdüse 43b in jedem Zweigrohr des Einlaßkrümmers 41b montiert. Das vorstehend beschriebene Ansaugstromsteuerventil 42b wird zwischen einem vollständig geöffneten Zustand, einem halboffenen Zustand und einem vollständig geschlossenen Zustand von einer Betätigungseinheit 46b umgeschaltet.
Jede Zusatzluftdüse 43b auf der Seite der zweiten Zylinderreihe 1b ist über ein Luftzuführrohr 45 an ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil 35 angeschlossen. In der gleichen Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Leerlaufdrehzahlsteuerventil 34 wird das Leerlaufdrehzahlsteuerventil 35 von einem Dreiwegeventil zum Umschalten der Strömungswege gebildet, so daß die vom Ansaugrohr 31 aufstromseitig der Drosselklappe 33 eingeführte Frischluft entweder in das Luftzuführrohr 45 oder das zweite Ansaugrohr 37 geleitet wird.
Zusätzlich zu einem Zündschaltsensor (IGSW) 22, einem Starterschaltsensor (STSW) 23, den Luft/Kraftstoffsensoren 25 und 26, dem Sauerstoffsensor 24, dem Kurbelwinkelsensor 21, einem Wassertemperatursensor 28 und dem Luftdurchflußmesser 30 ist die ECU 15 an verschiedene Sensoren (nicht gezeigt) angeschlossen und berechnet den Zeitpunkt der elektrischen Beaufschlagung der Heizeinrichtung 12, die Sekundärluftzuführmenge, den Sekundärluftzuführzeitpunkt, die Kraftstoffeinspritzmenge, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, den Zündzeitpunkt, den Öffnungsgrad und den Strömungsweg des ersten und zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 und 35, den Öffnungsgrad der Ansaugstromsteuerventile einer jeden Zylinderreihe 1a, 1b o. ä., um das Relais 13, die Luftpumpe 11, das erste und zweite Leerlaufdrehzahlsteuerventil 34 und 35, die Betätigungseinheiten 46a und 46b u. ä. in Abhängigkeit von den Signalen von den entsprechenden Sensoren zu steuern.
Beim Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 führt die ECU 15 beispielsweise den Betätigungseinheiten 46a und 46b Steuersignale zu, bringt sämtliche Ansaugsteuerventile 42a und 42b der ersten Zylinderreihe 1a und der zweiten Zylinderreihe 1b in den vollständig geschlossenen Zustand und schaltet zur gleichen Zeit die Strömungswege der Leerlaufdrehzahlsteuerventile 34 und 35 auf die Luftzuführrohre 44 und 45.
Wenn in einem solchen Zustand der Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 begonnen (d. h. der Kurbelvorgang begonnen) und das Einlaßventil eines jeden Zylinders geöffnet wird, wird abstromseitig der Ansaugstromsteuerventile 42a und 42b durch die Abwärtsbewegung des Kolbens in jedem Zylinder Unterdruck erzeugt. In diesem Fall wird Frischluft von den Zusatzluftdüsen 43a und 43b eingeführt, die in jeden Zylinder der Verbrennungsmaschine stark eingesaugt wird. Infolge des mit hoher Geschwindigkeit strömenden Frischluftstromes wird der vom Einspritzventil (nicht gezeigt) eingespritzte Kraftstoff stark zerstäubt, um auf diese Weise ein gutes nebelähnliches Gemisch zu erzeugen.
Die ECU 15 steuert bei dieser Ausführungsform die Betätigungseinheiten 46a und 46b so, daß die Ansaugluftstromsteuerventile 42a auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a im Aufwärmvorgang nach der Beendigung des Startvorganges der Brennkraftmaschine 1 in einem halboffenen Zustand gehalten werden, während die Ansaugluftstromsteuerventile 42b auf der Seite der zweiten Zylinderreihe 1b im vollständig geöffneten Zustand gehalten werden. In diesem Fall trifft die Frischluft, die im Ansaugkrümmer 41a auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a strömt, auf die Ansaugstromsteuerventile 42a, die im halboffenen Zustand gehalten werden, so daß Turbulenzen und eine Strömung in die Verbrennungskammern erzeugt werden. Da die Verbrennungsgeschwindigkeit durch die vorstehend beschriebenen Turbulenzen erhöht wird, wird die Zeitdauer für die Verbrennung in jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a im Vergleich zu jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b verkürzt.
Folglich ist die Zeit von der Beendigung der Verbrennung in jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a bis zum Öffnen des Auslaßventiles länger als die Zeit von der Beendigung der Verbrennung in jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b bis zum Öffnen des Auslaßventiles. Auf diese Weise wird die Temperatur des Verbrennungsgases in der Verbrennungskammer erniedrigt. Die Temperatur des Abgases von jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a ist geringer als die Temperatur des Abgases von jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b.

Funktionsweise und Vorteil der fünften Ausführungsform

Die Funktionsweise und der Vorteil der Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dieser Ausführungsform werden nunmehr beschrieben.
Wenn das den EIN-Zustand des Zündschalters wiedergebende elektrische Signal vom Zündschaltsensor 22 im Startvorgang für die Brennkraftmaschine 1 der ECU 15 zugeführt wird, schaltet die ECU 15 das Relais 13 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand und legt den Strom von der Batterie 14 an die Heizeinrichtung 12 des dritten Dreiwegekatalysators 9. Dann führt die ECU 15 die Steuersignale zu den Betätigungseinheiten 46a und 46b, bringt sämtliche Ansaugstromsteuerventile 42a und 42b der ersten Zylinderreihe 1a und der zweiten Zylinderreihe 1b in den vollständig geschlossenen Zustand und schaltet zur gleichen Zeit die Strömungswege der Leerlaufdrehzahlsteuerventile 34 und 35 auf die Luftzuführrohre 44 und 45. Wenn danach ein elektrisches Signal, das den EIN-Zustand des Starterschalters kennzeichnet, vom Starterschaltsensor 23 der ECU 15 zugeführt wird, beaufschlagt die ECU 15 die Luftpumpe 11 mit einem Antriebsstrom, setzt die Frischluft unter Druck und führt diese zu, so daß diese durch den Ansaugströmungskanal abstromseitig des Luftfilters zum Abgasrohr 6 strömt, und bewirkt, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis des in den dritten Dreiwegekatalysator 9 eingeführten Abgases nahe am stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis liegt.
Wenn danach der Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 beendet ist, schaltet die ECU 15 die Strömungswege der Leerlaufdrehzahlsteuerventile 34 und 35 von den Luftzuführrohren 44 und 45 auf das erste Ansaugrohr 36 und zweite Ansaugrohr 37. Dann berechnet die ECU 15 eine Solldrehzahl von einem Lastzustand eines Kompressors für eine Klimaanläge, einem Ausgangssignal vom Wassertemperatursensor 28 o. ä. und berechnet die Solldrehzahl der Brennkraftmaschine 1 auf der Basis des Ausgangssignales vom Kurbelwinkelsensor 21.
Danach vergleicht die ECU 15 die abgegebene Solldrehzahl mit der Motordrehzahl und führt die Regelung des ersten und zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 und 35 so durch, daß die tatsächliche Motordrehzahl mit der Solldrehzahl identifiziert wird. In diesem Fall steuert die ECU 15 das erste und zweite Leerlaufdrehzahlsteuerventil 34 und 35 derart, daß der Öffnungsgrad des ersten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 34 auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a dem Öffnungsgrad des zweiten Leerlaufdrehzahlsteuerventiles 35 auf der Seite der zweiten Zylinderreihe 1b entspricht.
Des weiteren steuert die ECU 15 die Betätigungseinheit 46a derart, daß die Ansaugstromsteuerventile 42a auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a im halboffenen Zustand gehalten werden, und steuert zur gleichen Zeit die Betätigungseinheit 46b so, daß die Ansaugstromsteuerventile 42b auf der Seite der zweiten Zylinderreihe 1b im vollständig geöffneten Zustand gehalten werden.
In diesem Fall wird die durch den Ansaugkrümmer 41a auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a strömende Frischluft in die Verbrennungskammern eingeführt, wobei sie die Ansaugstromsteuerventile 42a, die im halboffenen Zustand gehalten werden, störend beeinflußt, so daß Turbulenzen erzeugt werden, während die durch den Ansaugkrümmer 41b auf der zweiten Zylinderreihe 1b strömende Frischluft die im vollständig geöffneten Zustand gehaltenen Ansaugstromsteuerventile 42b kaum stört und ohne jegliche Turbulenzen in die Verbrennungskammern eingeführt wird. Aus diesem Grund ist die Verbrennungsgeschwindigkeit eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a höher als die Verbrennungsgeschwindigkeit eines jeden Zylinders der zweiten Zylinderreihe 1b.
Dann im Öffnungszustand der Auslaßventile ist die Verbrennungsgastemperatur in jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a geringer als die Verbrennungsgastemperatur in jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b. Die Temperatur des von jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a abgegebenen Abgases ist niedriger als die des von jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebenen Abgases.
Das auf diese Weise von der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Abgas wird in den ersten und zweiten Auslaßkrümmer 2 und 3 eingeführt und dann durch das erste und zweite Abgasrohr 4 und 5 in den ersten und zweiten Dreiwegekatalysator 7 und 8 eingeführt. Dann wird die Temperatur des ersten und zweiten Dreiwegekatalysators 7 und 8 durch die Wärme des Abgases erhöht. Da jedoch die Temperatur des Abgases von der zweiten Zylinderreihe 1b höher ist als die Temperatur des Abgases von der ersten Zylinderreihe 1a, wird das Abgas, das eine höhere Temperatur als das des ersten Dreiwegekatalysators 7 besitzt, in den zweiten Dreiwegekatalysator 8 eingeführt. Folglich erreicht der zweite Dreiwegekatalysator 8 die vorgegebene Temperatur früher als der erste Dreiwegekatalysator 7 und setzt den adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) frei.
Daher ist es bei dieser Ausführungsform möglich, den Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den ersten Dreiwegekatalysator 7 gegenüber dem Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den zweiten Dreiwegekatalysator 8 verschieden zu machen, um die Einführung des gesamten am ersten Dreiwegekatalysator 7 und zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) in den dritten Dreiwegekatalysator 9 zu vermeiden. Es ist somit möglich, einen Kapazitätsanstieg des dritten Dreiwegekatalysators und eine Vergrößerung der Heizeinrichtung 12 durch den Kapazitätsanstieg zu unterdrücken.
Es wird somit ein Beispiel beschrieben, bei dem die Ansaugstromsteuerventile 42a auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a im halboffenen Zustand und zur gleichen Zeit die Ansaugstromsteuerventile 42b auf der Seite der zweiten Zylinderreihe 1b im vollständig geöffneten Zustand gehalten werden. Natürlich ist es auch möglich, eine umgekehrte Anordnung zu treffen, bei der die Ansaugstromsteuerventile 42b auf der Seite der zweiten Zylinderreihe 1b im halboffenen Zustand und gleichzeitig die Ansaugstromsteuerventile 42a auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a im vollständig geöffneten Zustand gehalten werden.

Ausführungsform 6

Es wird nunmehr eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. In diesem Fall wird nur die Konstruktion beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Fig. 15 zeigt den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine 1, bei der eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform und ein Abgas System hiervon Anwendung finden.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der Abstand vom ersten Dreiwegekatalysator 7 zur Auslaßöffnung der ersten Zylinderreihe 1a dem Abstand von dem zweiten Dreiwegekatalysator 8 zur Auslaßöffnung der zweiten Zylinderreihe 1b.
Jeder Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a der Brennkraftmaschine 1 ist mit einer geradlinigen Öffnung 60 mit einer geradlinigen Strömungsbahn von einem Öffnungsabschnitt, der in einer Außenwand eines Zylinderkopfes ausgebildet ist, zu einem Öffnungsabschnitt, der in der Verbrennungskammer ausgebildet ist, und einer schraubenförmigen Öffnung 47 mit einer Strömungsbahn, die von einem Öffnungsabschnitt der Außenwand des Zylinderkopfes in Richtung auf einen in der Verbrennungskammer ausgebildeten Öffnungsabschnitt verwirbelt ist, versehen.
Die geradlinige Öffnung 60 eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a ist über einen ersten Einlaßkrümmer 48 für die geradlinige Öffnung mit einem Serge-Tank 32 verbunden, und die schraubenförmige Öffnung 47 eines jeden Zylinders ist über einen ersten Einlaßkrümmer 49 für die schraubenförmige Öffnung mit dem Serge-Tank 32 verbunden. Ein erstes Verwirbelungssteuerventil 50 zum Öffnen/Schließen einer Strömungsbahn innerhalb des Rohres ist im ersten Einlaßkrümmer 48 der geradlinigen Öffnung vorgesehen und wird von einer Betätigungseinheit 51 angetrieben.
In der gleichen Weise wie für die erste Zylinderreihe 1a ist jeder Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b der Brennkraftmaschine mit einer geradlinigen Öffnung 53 und einer schraubenförmigen Öffnung 54 versehen. Die geradlinige Öffnung 53 ist über einen zweiten Einlaßkrümmer 56 für die geradlinige Öffnung mit dem Serge-Tank 32 verbunden, und die schraubenförmige Öffnung 54 ist über einen zweiten Einlaßkrümmer 57 für die schraubenförmige Öffnung mit dem Serge-Tank 32 verbunden. Ein zweites Verwirbelungssteuerventil 55 ist im ersten Einlaßkrümmer 56 für die geradlinige Öffnung vorgesehen und wird von einer Betätigungseinheit 52 angetrieben.
Die ECU 15 ist an diverse Sensoren angeschlossen, wie den Kurbelwinkelsensor 21, einen Wassertemperatursensor 28 o. ä., und berechnet den elektrischen Beaufschlagungszeitpunkt der Heizeinrichtung 12, die Sekundärluftzuführmenge, den Sekundärluftzuführzeitpunkt, die Kraftstoffeinspritzmenge, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, den Zündzeitpunkt, den Öffnungsgrad des ersten und zweiten Verwirbelungssteuerventiles 55 und 56 o. ä., um das Relais 13, die Luftpumpe 11, die Betätigungseinheiten 51 und 52 o. ä. in Abhängigkeit von den Signalen von den entsprechenden Sensoren zu steuern.
Beim Aufwärmvorgang nach Beendigung des Startvorganges der Brennkraftmaschine 1 steuert die ECU 15 bei dieser Ausführungsform die Betätigungseinheiten 51 und 52 so, daß das erste Verwirbelungssteuerventil 50 auf der Seite der ersten Zylinderreihe 1a geschlossen und das zweite Verwirbelungssteuerventil 55 auf der Seite der zweiten Zylinderreihe 1b geöffnet wird.
In diesem Fall wird die Frischluft oder das Gemisch nur von der schraubenförmigen Öffnung 47 in die Verbrennungskammer eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a eingeführt, um einen stark verwirbelten Strom innerhalb der Verbrennungskammer zu erzeugen. Die Flammenfortpflanzung eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a wird durch diesen verwirbelten Strom beschleunigt, so daß die Verbrennungsgeschwindigkeit erhöht wird.
Andererseits wird die Frischluft oder das Gemisch in die Verbrennungskammer eines jeden Zylinders der zweiten Zylinderreihe 1b sowohl vom schraubenförmigen Abschnitt 54 als auch von der geradlinigen Öffnung 53 eingeführt, so daß keine starke Verwirbelung in der Verbrennungskammer erzeugt wird. Folglich wird in jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b die Flammenfortpflanzung wie in der erste Zylinderreihe 1a nicht beschleunigt. Daher ist die Verbrennungsgeschwindigkeit eines jeden Zylinders der zweiten Zylinderreihe Ib langsamer als die eines jeden Zylinders der ersten Zylinderreihe 1a.
Daher ist im Öffnungszustand der Auslaßventile die Verbrennungsgastemperatur in jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a niedriger als die Verbrennungsgastemperatur in jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b. Die Temperatur des von jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebenen Abgases ist höher als die des von jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a abgegebenen Abgases.
Das somit von der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Abgas wird in den ersten und zweiten Auslaßkrümmer 2 und 3 und dann durch das erste und zweite Abgasrohr 4 und 5 in den ersten und zweiten Dreiwegekatalysator 7 und 8 eingeführt. In diesem Fall wird die Temperatur des ersten und zweiten Dreiwegekatalysators 7 und 8 durch die Wärme des Abgases erhöht. Da jedoch die Temperatur des Abgases von der zweiten Zylinderreihe 1b höher ist als die Temperatur des Abgases von der ersten Zylinderreihe 1a, wird das Abgas, das eine höhere Temperatur als der erste Dreiwegekatalysator 7 besitzt, in den zweiten Dreiwegekatalysator 8 eingeführt. Folglich erreicht der zweite Dreiwegekatalysator 8 die vorgegebene Temperatur früher als der erste Dreiwegekatalysator 7 und setzt den adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) frei.
Daher ist es bei dieser Ausführungsform möglich, den Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den ersten Dreiwegekatalysator 7 gegenüber dem Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den zweiten Dreiwegekatalysator 8 verschieden zu machen, um die Einführung des gesamten unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC), der am ersten Dreiwegekatalysator 7 und am zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbiert ist, in den dritten Dreiwegekatalysator 9 zu vermeiden. Es ist somit möglich, einen Kapazitätsanstieg des dritten Dreiwegekatalysators und eine Vergrößerung der Heizeinrichtung 12 durch diesen Kapazitätsanstieg zu unterdrücken.

Ausführungsform 7

Es wird nunmehr eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. In diesem Fall wird nur die Konstruktion beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Fig. 16 zeigt den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine 1, bei der die Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine dieser Ausführungsform und ein Abgassystem hiervon Verwendung finden.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der Abstand vom ersten Dreiwegekatalysator 7 zur Auslaßöffnung der ersten Zylinderreihe 1a dem Abstand vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 zur Auslaßöffnung der zweiten Zylinderreihe 1b.
Jeder der Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a der Brennkraftmaschine 1 ist mit einem ersten Mechanismus 58 für ein variables Ventil-Timing zur Änderung der Drehphase einer Nockenwelle (nicht gezeigt) zum Antreiben eines Auslaßventiles eines jeden Zylinders versehen, und jeder Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b der Brennkraftmaschine 1 ist mit einem zweiten Mechanismus 59 für ein variables Ventil- Timing zur Änderung der Drehphase der Nockenwelle (nicht gezeigt) zum Antreiben eines Auslaßventiles eines jeden Zylinders versehen. Dieser erste und zweite Ventil-Timing- Mechanismus 58 und 59 verändern die Phasen der Nockenwellen in Abhängigkeit von Steuersignalen von der ECU 15.
Ein Nockenpositionssensor 20a zum Detektieren der Drehlage der Nockenwelle auf der Auslaßventilseite ist an der ersten Zylinderreihe 1a montiert, und ein Nockenpositionssensor 20b zum Detektieren der Drehlage der Nockenwelle auf der Auslaßventilseite ist an der zweiten Zylinderreihe 1b montiert.
Die ECU 15 berechnet einen optimalen Öffnungs/Schließzeitpunkt (Ventilsoll-Timing) für jedes Auslaßventil in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, wie der Motordrehzahl, der Ansaugluftmenge o. ä., der Brennkraftmaschine 1, berechnet gleichzeitig den tatsächlichen Öffnungs/Schließzeitpunkt (tatsächliches Ventil-Timing) in Abhängigkeit von Auslaßsignalen der Nockenpositionssensoren 20a und 20b und steuert den ersten und zweiten Mechanismus 58 und 59 für ein variables Ventil-Timing, so daß das tatsächliche Ventil-Timing mit dem Ventil-Soll-Timing identifiziert wird.
Ferner steuert die ECU 15 bei dieser Ausführungsform den ersten und zweiten Mechanismus 58 und 59 für ein variables Ventil-Timing so, daß der Öffnungszeitpunkt des Auslaßventiles der ersten Zylinderreihe 1a früher liegt als der Öffnungszeitpunkt des Auslaßventiles der zweiten Zylinderreihe 1b im Aufwärmvorgang nach Beendigung des Startvorganges der Brennkraftmaschine 1. In diesem Fall ist im Öffnungszustand der Auslaßventile der ersten Zylinderreihe 1a die Verbrennungsgastemperatur in jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a höher als die Verbrennungsgastemperatur in jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b. Daher ist die Temperatur des von jedem Zylinder der ersten Zylinderreihe 1a abgegebenen Abgases höher als die Temperatur des von jedem Zylinder der zweiten Zylinderreihe 1b abgegebenen Abgases.
Das auf diese Weise von der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Abgas wird in den ersten und zweiten Auslaßkrümmer 2 und 3 eingeführt und dann durch das erste und zweite Abgasrohr 4 und 5 in den ersten und zweiten Dreiwegekatalysator 7 und 8 eingeführt. In diesem Fall wird die Temperatur des ersten und zweiten Dreiwegekatalysators 7 und 8 durch die Wärme des Abgases erhöht. Da jedoch die Temperatur des Abgases von der ersten Zylinderreihe 1a höher ist als die Temperatur des Abgases von der zweiten Zylinderreihe 1b, wird das Abgas, das eine höhere Temperatur als der zweite Dreiwegekatalysator 8 besitzt, in den ersten Dreiwegekatalysator 7 eingeführt. Folglich erreicht der erste Dreiwegekatalysator 7 die vorgegebene Temperatur früher als der zweite Dreiwegekatalysator 8 und setzt den adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) frei.
Daher ist es bei dieser Ausführungsform möglich, den Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den ersten Dreiwegekatalysator 7 gegenüber dem Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den zweiten Dreiwegekatalysator 8 verschieden zu machen, um die Einführung des gesamten unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC), der am ersten Dreiwegekatalysator 7 und zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbiert ist, in den dritten Dreiwegekatalysator 9 zu vermeiden. Es ist daher möglich, einen Kapazitätsanstieg des dritten Dreiwegekatalysators und eine Vergrößerung der Heizeinrichtung 12 durch den Kapazitätsanstieg zu unterdrücken.

Ausführungsform 8

Ein Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr beschrieben. In diesem Fall wird nur die Konstruktion erläutert, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der Abstand vom ersten Dreiwegekatalysator 7 bis zur Auslaßöffnung der ersten Zylinderreihe 1a dem Abstand vom zweiten Dreiwegekatalysator 8 bis zur Auslaßöffnung der zweiten Zylinderreihe 1b. Der erste Auslaßkrümmer 2 besteht aus rostfreiem Stahl, während der zweite Auslaßkrümmer 3 aus Gußeisen besteht. Da in diesem Fall der rostfreie Stahl eine Wärmekapazität besitzt, die höher ist als die von Gußeisen, ist die Wärmekapazität des ersten Auslaßkrümmers 2 größer als die des zweiten Auslaßkrümmers 3.
Die auf diese Weise konstruierten ersten und zweiten Auslaßkrümmer 2 und 3 adsorbieren die Wärme des von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Abgases, wobei jedoch die Wärmekapazität des ersten Auslaßkrümmers 2 größer ist als die des zweiten Auslaßkrümmers 3. Daher wird dem Abgas durch den ersten Auslaßkrümmer 2 mehr Wärme entzogen als dem Abgas des zweiten Auslaßkrümmers 3.
Die Temperatur des Abgases, das durch den ersten Auslaßkrümmer 2 strömt, ist somit geringer als die Temperatur des Abgases, das durch den zweiten Auslaßkrümmer 3 strömt. Die Temperatur des in den ersten Dreiwegekatalysator 7 eingeführten Abgases ist daher geringer als die Temperatur des in den zweiten Dreiwegekatalysator 8 eingeführten Abgases. Folglich ist der zweite Dreiwegekatalysator 8 einem Abgas ausgesetzt, das eine höhere Temperatur als das des ersten Dreiwegekatalysators 7 besitzt, und erreicht die vorgegebene Temperatur früher als der erste Dreiwegekatalysator 7. Der erste Auslaßkrümmer 2 und der zweite Auslaßkrümmer 3 bilden somit eine Desorptionseinstelleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Es ist daher bei dieser Ausführungsform möglich, den Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den ersten Dreiwegekatalysator 7 gegenüber dem Zeitpunkt zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den zweiten Dreiwegekatalysator 8 verschieden zu machen, um die Einführung des gesamten unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC), der am ersten Dreiwegekatalysator 7 und zweiten Dreiwegekatalysafcor 8 adsorbiert ist, in den dritten Dreiwegekatalysator 9 zu vermeiden. Daher ist es möglich, einen Kapazitätsanstieg des dritten Dreiwegekatalysators und eine Vergrößerung der Heizeinrichtung 12 durch diesen Kapazitätsanstieg zu unterdrücken.

Ausführungsform 9

Eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr beschrieben. In diesem Fall wird nur die Konstruktion beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Der erste Dreiwegekatalysator 7 und der zweite Dreiwegekatalysator 8 werden durch Füllen von zylindrischen Außenhülsen mit monolithischen Katalysatoren, die Durchgangslöcher in Strömungsrichtung des Abgases besitzen, ausgebildet. In diesem Fall ist die Zahl der Durchgangslöcher pro Flächeneinheit des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer als die Zahl der Durchgangslöcher pro Flächeneinheit des zweiten Dreiwegekatalysators 8.
Da die Dichte der Durchgangslöcher pro Flächeneinheit des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer ist als die Dichte der Durchgangslöcher pro Flächeneinheit des zweiten Dreiwegekatalysators 8, ist die Wärmekapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer als die Wärmekapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8. Somit bilden der erste und zweite Dreiwegekatalysator 7 und 8 die Desorptionseinstelleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird, empfangen der erste und zweite Dreiwegekatalysator 7 und 8 die Wärme des von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Abgases, wobei ihre Temperatur erhöht wird. Da jedoch die Wärmekapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8 geringer ist als die Wärmekapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7, ist die Temperaturanstiegsrate des zweiten Dreiwegekatalysators 8 höher als die Temperaturanstiegsrate des ersten Dreiwegekatalysators 7, und die Temperatur des ersten Dreiwegekatalysators 7 wird früher auf die vorgegebene Temperatur erhöht als die des zweiten Dreiwegekatalysators 8, um den adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) freizusetzen.
Die Beziehung zwischen der Wärmekapazität des Dreiwegekatalysators und dem Desorptionszeitpunkt wird nunmehr in Verbindung mit Fig. 17 erläutert. Die Kurve d in Fig. 17 zeigt das Ergebnis der Messung der HC-Konzentration im Abgas aufstromseitig des ersten Dreiwegekatalysators 7 oder des zweiten Dreiwegekatalysators 8. Es versteht sich, daß beim Startvorgang der Brennkraftmaschine 1 eine große Menge von HC im Abgas vorhanden ist.
Die Kurven e in Fig. 17 zeigen die Ergebnisse der Messung der HC-Konzentration im Abgas abstromseitig der Dreiwegekatalysatoren mit vier unterschiedlichen Kapazitäten. Je größer die Wärmekapazität des Dreiwegekatalysators ist, desto langsamer läuft die Desorption des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) ab.
Es finden somit Dreiwegekatalysatoren mit unterschiedlichen Wärmekapazitäten Verwendung, so daß das Desorptions-Timing des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch die entsprechenden Dreiwegekatalysatoren voneinander verschieden gemacht werden kann.
Es ist daher bei dieser Ausführungsform möglich, die Wärmekapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 gegenüber der Wärmekapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8 verschieden zu machen, um das Timing zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den ersten Dreiwegekatalysator 7 gegenüber dem Timing zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den zweiten Dreiwegekatalysator 8 verschieden zu machen und die Einführung des gesamten unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC), der am ersten Dreiwegekatalysator 7 und zweiten Dreiwegekatalysator 8 adsorbiert ist, in den dritten Dreiwegekatalysator 9 zu vermeiden. Es ist daher möglich, den Kapazitätsanstieg des dritten Dreiwegekatalysators und die Vergrößerung der Heizeinrichtung 12 durch diesen Kapazitätsanstieg zu unterdrücken.
Als Verfahren zum Verschiedenmachen der Wärmekapazitäten des ersten Dreiwegekatalysators 7 und des zweiten Dreiwegekatalysators 8 ist es möglich, die Dicke eines keramischen Trägers, der den ersten Dreiwegekatalysator 7 bildet, gegenüber der Dicke eines keramischen Trägers, der den zweiten Dreiwegekatalysator 8 bildet, verschieden zu machen. Beispielsweise in dem Fall, in dem die Dicke des keramischen Trägers des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer ist als die Dicke des keramischen Trägers des zweiten Dreiwegekatalysators 8, ist die Wärmekapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer als die Wärmekapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8.
Ferner ist es möglich, die Dicke einer Aluminiumoxidbeschichtung, die eine Katalysatorschicht des ersten Dreiwegekatalysators 7 bildet, gegenüber der Dicke einer Aluminiumoxidbeschichtung, die eine Katalysatorschicht des zweiten Dreiwegekatalysators 8 bildet, verschieden zu machen. Beispielsweise in dem Fall, in dem die Dicke der Aluminiumoxidbeschichtung des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer ist als die Dicke der Aluminiumoxidbeschichtung des zweiten Dreiwegekatalysators 8, ist die Wärmekapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer als die Wärmekapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8.
Des weiteren ist es möglich, die Menge einer katalytischen Substanz, die auf einer Aluminiumoxidbeschichtung des ersten Dreiwegekatalysators 7 abgelagert ist, gegenüber der Menge einer katalytischen Substanz, die auf einer Aluminiumoxidbeschichtung des zweiten Dreiwegekatalysators 8 abgelagert ist, verschieden zu machen. Beispielsweise in dem Fall, in dem die Wärmekapazität der katalytischen Substanz des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer ist als die Wärmekapazität der katalytischen Substanz des zweiten Dreiwegekatalysators 8, ist die Wärmekapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer als die Wärmekapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8.
Darüber hinaus ist es möglich, die Kapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 gegenüber der Kapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8 verschieden zu machen. Beispielsweise in dem Fall, in dem die Kapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer ist als die Kapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8, ist die Wärmekapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer als die Wärmekapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8.
Auch ist es möglich, den Träger des ersten Dreiwegekatalysators 7 und den Träger des zweiten Dreiwegekatalysators 8 aus unterschiedlichem Material zu formen. Beispielsweise in dem Fall, in dem der Träger des ersten Dreiwegekatalysators 7 aus Metall und der Träger des zweiten Dreiwegekatalysators 8 aus Keramik besteht, ist die Wärmekapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer als die Wärmekapazität des zweiten Dreiwegekatalysafcors 8, da die Wärmekapazität des Metalles größer ist als die Wärmekapazität der Keramik.
Ferner ist es möglich, die Dicke einer Außenhülse, die den ersten Dreiwegekatalysator 7 bildet, gegenüber der Dicke einer Außenhülse, die den zweiten Dreiwegekatalysator 8 bildet, verschieden zu machen. Beispielsweise in dem Fall, in dem die Dicke der Außenhülse des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer ist als die Dicke der Außenhülse des zweiten Dreiwegekatalysators 8, ist die Wärmekapazität des ersten Dreiwegekatalysators 7 größer als die Wärmekapazität des zweiten Dreiwegekatalysators 8.
Des weiteren ist es möglich, ein Verfahren zum Verschiedenmachen der Wärmeübertragungseigenschaften des ersten Dreiwegekatalysators 7 und des zweiten Dreiwegekatalysators 8 als Verfahren zum Verschiedenmachen des Desorptions-Timing des ersten Dreiwegekatalysators 7 und des zweiten Dreiwegekatalysators 8 zu realisieren. Beispielsweise in dem Fall, in dem die Kapazitäten des ersten Dreiwegekatalysators 7 und des zweiten Dreiwegekatalysators 8 auf dem gleichen Niveau gehalten werden und der erste Dreiwegekatalysator 7 dicker und kürzer ist als der zweite Dreiwegekatalysator, ist es schwierig, die Wärme des Endabschnittes am abstromseitigen Ende im zweiten Dreiwegekatalysator 8 im Vergleich zum ersten Dreiwegekatalysator 7 zu übertragen, und man benötigt eine lange Zeit, um die Temperatur bis zur vorgegebenen Temperatur zu erhöhen. Folglich erreicht der erste Dreiwegekatalysator 7 die vorgegebene Temperatur früher als der zweite Dreiwegekatalysator 8 und desorbiert den adsorbierten unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC).
Bei der vorstehend beschriebenen ersten bis neunten Ausführungsform findet die Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Brennkraftmaschine vom V-Typ mit mehreren Zylindern Verwendung. Sie kann jedoch auch bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die in Reihe angeordnet sind, Anwendung finden. Wie beispielsweise in Fig. 18 gezeigt, ist im Fall einer Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneten sechs Zylindern ein erster Auslaßkrümmer 2a an den ersten bis dritten Zylinder angeschlossen, während ein zweiter Auslaßkrümmer 2b an den vierten bis sechsten Zylinder angeschlossen ist. Bei einem Dualauslaßrohr, bei dem der erste Zylinder 4 an den vorstehend beschriebenen ersten Auslaßkrümmer 2a und das zweite Abgasrohr 5 an den vorstehend erwähnten Auslaßkrümmer 2b angeschlossen ist, ist es möglich, das Timing zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den ersten Dreiwegekatalysator 7, der in dem vorstehend beschriebenen ersten Abgasrohr 4 angeordnet ist, gegenüber dem Timing zum Desorbieren des unverbrannten Kohlenwasserstoffes (HC) durch den zweiten Dreiwegekatalysator 8, der im vorstehend erwähnten zweiten Abgasrohr 5 angeordnet ist, verschieden zu machen.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung dient lediglich zu Erläuterungszwecken und schränkt in keiner Weise die Erfindung ein, wie sie durch die nachfolgenden Patentansprüche sowie deren Äquivalente definiert ist.

Claims

1. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1) mit

einer Vielzahl von Abgaskanälen (4, 5), die an eine Brennkraftmaschine (1) mit mehreren Zylindern angeschlossen sind;

einem gemeinsamen Abgaskanal (6), der durch Zusammenführen der Abgaskanäle gebildet ist;

Abgasreinigungseinrichtungen (9) zum Reinigen des Abgases, das durch den gemeinsamen Abgaskanal strömt;

Adsorptions/Desorptionseinrichtungen (7, 8), die in jedem Abgaskanal vorgesehen sind, um eine unverbrannte Gaskomponente zu adsorbieren, die im Abgas enthalten ist, das durch jeden der Abgaskanäle (4, 5) mit einer Temperatur strömt, die geringer ist als eine vorgegebene Temperatur, und zum Desorbieren der adsorbierten unverbrannten Gaskomponente bei einer Temperatur, die der vorgegegenen Temperatur entspricht oder höher als diese ist; und

Desorptionseinstelleinrichtungen (X, Y, 18, 19, 27, 34, 35, 44, 45, 51, 52, 58, 59) zum Verschiedenmachen der Zeitsteuerung der unverbrannten Gaskomponenten, die von den entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtungen (7, 8) desorbiert worden sind, um in die Abgasreinigungseinrichtungen (9) einzudringen.

2. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Zeitsteuerung einer jeden Adsorptions/Desorptionseinrichtung zum Desorbieren der unverbrannten Gaskomponenten hiervon verschieden machen.

3. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Dreiwegekatalysator umfassen.

4. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Temperatur des in die Adsorptions/Desorptionseinrichtungen eines jeden Abgaskanales eingeführten Abgases verschieden machen.

5. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen Distanzen zwischen den Adsorptions/Desorptionseinrichfcungen und der Brennkraftmaschine für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden machen.

6. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Zündzeitpunkte der Zylinder, mit denen die entsprechenden Abgaskanäle verbunden sind, und die Temperaturen des durch die entsprechenden Abgaskanäle von den Zylindern strömenden Abgases verschieden machen.

7. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Luft/Kraftstoffverhältnisse des in den Zylindern, an die die entsprechenden Abgaskanäle angeschlossen sind, zu verbrennenden Gemisches und die Temperaturen des durch die entsprechenden Abgaskanäle von den Zylindern strömenden Abgases verschieden machen.

8. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen Ansaugluftmengen der Zylinder, mit denen die entsprechenden Abgaskanäle verbunden sind, und Abgasmengen des von den Zylindern für jeden Abgaskanal abgegebenen Abgases verschieden machen.

9. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Wärmekapazitäten der entsprechenden Abgaskanäle verschieden machen.

10. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Wärmekapazitäten der entsprechenden Adsorptions/Desorptionseinrichtungen verschieden machen.

11. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, bei der jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Träger mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete Katalysatorschicht und eine Außenhülse, in der der Träger vorgesehen ist, auf weist; und bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Dicke eines Elementes, das den Träger für jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen bildet, verschieden machen.

12. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, bei der jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Träger mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete Katalysatorschicht und eine Außenhülse, in der der Träger vorgesehen ist, aufweist; und bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Dicke eines Elementes, das die Außenhülse für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung bildet, verschieden machen.

13. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, bei der jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Träger mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete Katalysatorschicht und eine Außenhülse, in der der Träger vorgesehen ist, auf weist; und bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Dichte der Durchgangslöcher für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden machen.

14. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, bei der jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Träger mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete Katalysatorschicht und eine Außenhülse, in der der Träger vorgesehen ist, aufweist; und bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen den Durchmesser des Trägers für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden machen.

15. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, bei der jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Träger mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete Katalysatorschicht und eine Außenhülse, in der der Träger vorgesehen ist, umfaßt; und bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Länge in Axialrichtung des Trägers für jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen verschieden machen.

16. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, bei der jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Träger mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete Katalysatorschicht und eine Außenhülse, in der der Träger vorgesehen ist, aufweist; und bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen das Volumen des Trägers für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden machen.

17. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, bei der jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Träger mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine zum Lagern des Katalysatormateriales auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete katalytische Schicht und eine Außenhülse, in der der Träger vorgesehen ist, aufweist; und bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen das Material eines Elementes, das den Träger für jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen bildet, verschieden machen.

18. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, bei der jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Träger mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine zum Lagern des Katalysatormateriales auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete katalytische Schicht und eine Außenhülse, in der der Träger vorgesehen ist, aufweist; und bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Menge des Katalysatormateriales für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden machen.

19. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, bei der jede der Adsorptions/Desorptionseinrichtungen einen Träger mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern in Strömungsrichtung des Abgases, eine zum Lagern des Katalysatormateriales auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildete katalytische Schicht und eine Außenhülse, in der der Träger vorgesehen ist, aufweist; und bei der die Desorptionseinstelleinrichtungen die Menge der katalytischen Schicht für jede Adsorptions/Desorptionseinrichtung verschieden machen.

20. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Brennkraftmaschine eine solche mit V-Form mit einer ersten Zylinderreihe und einer zweiten Zylinderreihe ist, wobei zwei oder mehr Zylinder in Reihe angeordnet sind, und bei der die Abgaskanäle Abgasrohre sind, die mit den entsprechenden Zylinderreihen verbunden sind.

21. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Abgaskanäle durch ein Dualabgasrohr gebildet sind, das mit der Brennkraftmaschine verbunden ist.

22. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Abgasreinigungseinrichtungen einen erhitzten Katalysator umfassen.

23. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Abgasreinigungseinrichtungen einen Dreiwegekatalysator umfassen.

24. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der die Adsorptions/Desorptionseinrichtungen ein adsorbierendes Material einschließlich Zeolith umfassen.