DE4307737C2 - Auspuffgas-Reinigungssystem für eine Brennkrafmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Auspuffgas-Reinigungssystem für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ein derartiges Auspuffgas-Reinigungssystem ist aus der US 3,220,805 bekannt. Bei diesem bekannten Auspuffgas- Reinigungssystem ist ein Katalysator in das Auslaßrohr der Brennkraftmaschine eingefügt und Frischluft kann über eine Frischluftzufuhrvorrichtung in Form eines Schlauchs an eine Stelle stromaufwärts von dem Katalysator geliefert werden. Der Schlauch ist an einer Stelle stromabwärts des Katalysators anliegend an dem Auslaßrohr vorgesehen, so daß die Frischluft, die mittels eines Gebläsemotors in den Schlauch von außen angesaugt wird, durch die aus dem Katalysator austretenden heißen Auspuffgase erwärmt werden kann. Diese Erwärmung findet erst dann statt, wenn die Brennkraftmaschine gestartet ist und heiße Auspuffgase zur Erwärmung verfügbar sind. Da hier die Heizvorrichtung also lediglich durch den eng anliegenden Schlauch gebildet ist, besteht keinerlei Möglichkeit, den Wirkungsgrad einer Reinigung im Katalysator selbst zu optimieren, insbesondere da die Heizvorrichtung selbst passiv angeordnet ist und keine Steuerung davon vorgenommen werden kann.

Die JP 52-11 03 20 (A) beschreibt ein Verfahren zum Erwärmen von Sekundärluft, bei der eine Frischluftzufuhrvorrichtung in Form eines Rohrs Frischluft an ein Auslaßrohr einer Brennkraftmaschine stromaufwärts von einer Auspuffgas- Steuereinrichtung zuführt. Um das Luftzufuhrrohr herum ist ein Ende eines weiteren Rohrs angeordnet, welches eine Kühlflüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt enthält und ein anderes Endes dieses Rohrs ist nach der Auspuffgas- Steuereinrichtung im Auslaßrohr angeordnet.

Durch die heißen Auspuffgase im Auslaßrohr erwärmt sich das Kühlmittel und erwärmt somit das Luftzufuhrrohr und mithin die darin angesaugte Luft. Auch hier hängt somit der Erwärmungsvorgang der Sekundärluft ausschließlich von der Temperatur der Auspuffgase im Auslaßrohr ab, so daß keinerlei Steuerung dieser passiven Heizvorrichtung möglich ist. Somit kann auch hier der Reinigungswirkungsgrad der Abgas- Steuereinrichtung nicht optimal eingestellt werden.

Bei derartigen Auspuffgas-Reinigungssystemen, bei denen eine Vorrichtung zum Einführen von erwärmter Frischluft in einem Auslaßrohr einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, ist es somit wichtig, die Aktivität, d. h. den Reinigungswirkungsgrad des Katalysators zu fördern oder zu beschleunigen, um ein optimales Reinigen der von der Brennkraftmaschine abgegebenen Auspuffgase zu bewirken.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nachstehend der Hintergrund des Standes der Technik, zu welchem die vorliegende Erfindung gehört, beschrieben. Fig. 11 ist eine Ansicht, die schematisch den Aufbau eines Motorsystems zeigt, welches mit einer Vorrichtung zum Einführen von Frischluft in ein Auspuffrohr versehen ist. Hierbei ist ein Motor 1 mit einem Lufteinlaßrohr 2 versehen, um dem Motor 1 Luft zuzuführen, und das Einlaßrohr 2 weist eine Einlaßöffnung auf, die an einen Luftfilter 3 angeschlossen ist, der zum Heraussieben von Staub oder anderen Fremdkörpern aus der Luft dient, die in das Einlaßrohr 2 eingelassen werden. Innerhalb des Einlaßrohrs 2 ist ein Drosselventil 4 vorgesehen, um die Strömungsmenge d. h. das Volumen der Luft einzustellen oder zu regeln, die dem Motor 1 zugeführt wird, und zwar durch Einstellung des Öffnungsgrades dieses Ventils.

Ein an den Motor 1 angeschlossenes Auspuffrohr 5 dient zum Transport der Auspuffgase, die von dem Motor 1 abgegeben werden, zu einem katalytischen Wandler 6 ("Katalysator"), der zum Reinigen der Auspuffgase mittels einer chemischen katalytischen Reaktion vorgesehen ist. Das Einlaßrohr 2 ist mit dem Auspuffrohr 5 an einem Ort stromaufwärts des Katalysators 6 mit Hilfe einer Kurzschlußleitung 8 verbunden, um die Frischluft von dem Einlaßrohr 2 dem Auspuffrohr 5 zuzuführen. In diesem Zusammenhang ist eine Luftpumpe 7 (ein Luftgebläse) in dem die Frischluft zuführenden Kurzschlußrohr 8 vorgesehen, um die Luft, die durch den Luftfilter 3 gelangt ist, zwangsweise unter Druck dem Kurzschlußrohr 8 zuzuführen. In dem Frischluftzufuhrrohr 8 an einem Ort stromabwärts des Luftgebläses 7 ist ein Rückschlagventil 9 angeordnet, welches dazu dient, eine rückwärts gerichteten Strömung der Auspuffgase vom Auspuffrohr 5 in das Einlaßrohr 2 zu verhindern. Ein Getriebe 10 ist an eine (nicht dargestellte) Abtriebswelle des Motors angeschlossen.

Im Betrieb des Motorsystems mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau wird saubere Luft, die durch den Luftfilter 3 gelangt ist, durch das Einlaßrohr 2 in einer Strömungs­ menge oder Flußrate zugeführt, die in Abhängigkeit von dem Öffnungsgrad des Drosselventils 4 eingestellt wird, um so dem Motor zusammen mit einem Brennstoff zugeführt zu werden, der von einer (nicht gezeigten) Brennstoffeinspritzung eingespritzt wird. Ein auf diese Weise dem Motor zugeführtes Luft/Brennstoffgemisch wird innerhalb des Motorzylinders verbrannt, wodurch die Verbrennungsenergie in kinetische Energie umgewandelt wird, um die Abtriebswelle des Motors anzutreiben. Das infolge der Verbrennung erzeugte Auspuffgas wird in das Auspuffrohr 5 ausgestoßen.

Andererseits wird das Luftgebläse 7 durch eine Leistung angetrieben, die von dem Ausgang des Motors angenommen wird, um die von dem Einlaßrohr 2 abgenommene Luft zu verdichten, wodurch die von dem Luftgebläse 7 ausgestoßene Luft dem Auspuffrohr 5 und daher dem Katalysator 6 über das Frischluftzufuhrrohr 8 und das Rückschlagventil 9 zugeführt wird. Innerhalb des Katalysators 6 reagiert die Frischluft mit schädlichen Bestandteilen, die in dem Motorauspuffgas enthalten sind, beispielsweise Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxyd (CO), um hierdurch das Auspuffgas in harmlose Bestandteile umzuwandeln (zu entgiften). Im einzelnen enthält eine Gasmischung der Frischluft und der Auspuffgase, die dem Katalysator 6 zugeführt wird, schädliche Bestandteile aus dem Auspuffgas wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe, Monoxyd und dergleichen, und weiterhin Sauerstoff und andere Bestandteile, die in der Luft enthalten sind, die durch das Frischluftzufuhrrohr 8 zugeführt wird. Der Katalysator 6 dient zur Umwandlung der voranstehend erwähnten schädlichen Bestandteile in Wasser (H₂O) , Kohlendioxyd (CO₂) und weitere Bestandteile über eine katalytische chemische Reaktion, um dadurch die von dem Motor abgegebenen Auspuffgase zu reinigen oder zu entgiften.

Hierbei wird die Strömungsmenge oder die Flußrate der Frischluft, die in das Auspuffrohr 5 über das Frischluftzufuhrrohr 8 eingegeben wird, im wesentlichen auf einen vorbestimmten Wert konstant gehalten, wie aus Fig. 12 hervorgeht.

Allerdings treten bei einer derartigen Vorrichtung zum Einführen von Frischluft in das Auspuffrohr des Motors verschiedene Probleme auf. Zunächst einmal befindet sich die Frischluft, die in das Auspuffrohr über das Frischlufteinfuhr-Kurzschlußrohr eingeführt wird, auf einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur in der Größenordnung der normalen oder Umgebungstemperatur. Daher bleibt die Aktivität der Sauerstoffmoleküle niedrig, die in der zugeführten Frischluft enthalten sind, was dazu führt, daß der Reaktionswirkungsgrad für Sauerstoff mit den Schadstoffbestandteilen der Auspuffgase in dem Katalysator niedrig ist, dies führt zu einer unerwünschten Verschlechterung des Reinigungswirkungsgrades für die Auspuffgase.

Ein weiteres Problem der Frischluftzufuhrvorrichtung welches auch bei den eingangs beschriebenen Auspuffgasreinigungs­ systemen vorhanden ist, besteht darin, daß der Reinigungswirkungsgrad für die Auspuffgase notwendigerweise durch die Menge zugeführter Frischluft begrenzt ist. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß - wie voranstehend erwähnt - die in das Auspuffrohr eingeführte Frischluft im wesentlichen konstant gehalten wird. Daher kann nicht erwartet werden, daß der Reinigungswirkungsgrad für die Auspuffgase über die Grenze hinaus verbessert oder erhöht wird, die durch die Menge zugeführter Frischluft gegeben ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb,

• - ein Auspuffgas-Reinigungssystem bereitzustellen, welches eine bessere Reinigungswirkung des Katalysators für das Auspuffgas aufweist.

Diese Aufgabe wird durch ein Auspuffgas-Reinigungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die dem Auspuffrohr zugeführte erwärmte Frischluftmenge einstellbar, um hierdurch den Reinigungswirkungsgrad für die Auspuffgase zu verbessern.

Bei der erfindungsgemäßen Auspuffgas-Reinigungsvorrichtung, werden in dem Frischluftfluß enthaltene Sauerstoffmoleküle durch Erwärmung durch die Heizeinrichtung aktiviert, wodurch eine äußerst wirksame Reaktion mit Schadstoffbestandteilen hervorgerufen wird, die in dem Auspuffgas enthalten sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es möglich, die elektrische Heizvorrichtung nur für den kürzesten Zeitraum zu betreiben, der erforderlich ist, um die Frischluft auf eine gewünschte Temperatur zu erhitzen, und zwar von einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Beginn des Motorbetriebs, wobei ein unnötiger oder überflüssiger Heizbetrieb vermieden werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuereinrichtung zum Steuern der Betriebsabläufe einer Luftmengeneinstelleinrichtung und der elektrischen Heizvorrichtung, wobei die Frischluft dem Katalysator über das Auspuffrohr zugeführt wird, während sie in bezug auf die Erwärmung und die Strömungsmenge gesteuert wird.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird nicht nur der Betrieb der Heizvorrichtung, sondern auch die Menge zugeführter Luft gesteuert, wodurch der Reinigungswirkungsgrad für die Auspuffgase weiter erhöht werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuereinrichtung zum Steuern der Heizvorrichtung und einer Luftmengeneinstelleinrichtung so ausgebildet, daß die Heizvorrichtung betätigt wird, bevor der Betrieb des Motors begonnen wird, worauf dann die Luftmengeneinstelleinrichtung betätigt wird, worauf dann die Luftmengeneinstelleinrichtung betätigt wird, und die erwärmte Luft dem Katalysator über das Auspuffrohr zugeführt wird.

Mit einem derartigen Aufbau des Reinigungssystems kann die Heizvorrichtung vorher erwärmt werden, bevor der Motorbetrieb durch die Steuereinrichtung begonnen wird, wodurch die dem Auspuffrohr über die Frischluftzufuhreinrichtung zugeführte Luft sofort beim Beginn des Motorbetriebs erhitzt werden kann, wodurch es ermöglicht wird, Frischluft mit hoher Temperatur dem Auspuffrohr unmittelbar nach dem Beginn des Motorbetriebes zuzuführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Auspuffgas-Reinigungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Auspuffgas-Reinigungssystem, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3A und 3B Ansichten zu graphischen Darstellung, auf welche Weise die Strömungsmenge der dem Auspuffrohr des Motors zugeführten Frischluft in Abhängigkeit von der Zeit geändert wird;

Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Steuervorgänge einer Steuerung, die in dem Auspuffgasreinigungs­ system, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird.;

Fig. 5 Auspuffgas-Reinigungssystem, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung von Steuervorgängen einer Steuerung, die bei dem in Fig. 5 gezeigten System vorgesehen ist;

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm, ähnlich Fig. 6, zur. Erläuterung von Steuerungen, die bei einem Auspuffgasreinigungssystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sind;

Fig. 8 eine Ansicht zur graphischen Erläuterung der Beziehungen zwischen Katalysator- Eintrittstemperaturen und Umwandlungsverhältnissen;

Fig. 9 eine Ansicht zur graphischen Erläuterung einer Beziehung zwischen einer Strömungsmenge von Luft, die durch eine Heizvorrichtung gelangt, und einer Wärmeabstrahltemperatur;

Fig. 10 eine Ansicht zur graphischen Erläuterung einer Beziehung zwischen der Zeit, welche die Luft benötigt, eine gewünschte Temperatur anzunehmen, und der einer Heizvorrichtung zugeführten Luftmenge;

Fig. 11 ein Diagramm mit einer Darstellung eines Motorsystems, welches mit einem bekannten Auspuffgasreinigungssystem versehen ist; und

Fig. 12 eine Ansicht zur graphischen Erläuterung der Steuerung der Strömungsrate von Luft, die in das System aus Fig. 11 eingeführt wird.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist eine Ansicht, welche schematisch die allgemeine Anordnung eines Motorsystems zeigt, bei welchem ein Auspuffgas-Reinigungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. In dieser Figur werden Teile, welche dieselben sind wie die, die voranstehend unter Bezug auf Fig. 11 beschrieben wurden, oder ähnlich sind, durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet, und auf ihre erneute Beschreibung verzichtet. Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung, wie sie in dieser Ausführungsform verwirklicht ist, ist eine Heizvorrichtung 11, welche eine Heizeinrichtung bildet, in dem Frischluftzufuhrrohr 8 an einem Ort vorgesehen, der stromaufwärts des Rückschlagventils 9 liegt, gesehen in der Richtung, in welche die Frischluft fließt. Weiterhin ist eine Steuerung 12A, welche die Steuereinrichtung bildet, vorgesehen, um auf der Grundlage eines Motoranlassersignals (nicht gezeigt) mehrere Steuersignale zu erzeugen, einschließlich eines Heizungssteuersignals (S1) zur Betätigung der Heizvorrichtung 11 und eines Gebläsesteuersignals (S2) zur Betätigung des Luftgebläses 7A. Die Auspuffgas-Reinigungseinrichtung wird durch den katalytischen Wandler 6 gebildet, während die Luftzufuhreinrichtung durch das Frischluftzufuhr- Kurzschlußrohr 8 in Zusammenarbeit mit dem Luftgebläse 7A und dem Rückschlagventil 9 gebildet wird.

Beim Betrieb der Auspuffgas-Reinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die von dem Einlaßrohr 2 abgenommene Frischluft durch das Luftgebläse 7A unter Druck gesetzt, welches durch eine Leistung angetrieben wird, die von der Ausgangswelle des Motors abgenommen wird, in Reaktion auf das Gebläsesteuersignal S2 oder hierdurch gesteuert, welches von der Steuerung 12A geliefert wird, so daß die Luft dem Auspuffrohr 5 und daher dem Katalysator 6 über das Rohr 8 und das Rückschlagventil 9 zugeführt wird. In diesem Fall wird die Heizvorrichtung 11 in Reaktion auf das Heizungssteuersignal S1, welches von der Steuerung 12A erzeugt wird, in Gang gesetzt, und dies führt dazu, daß die Frischluft, die durch das Frischluftrohr 8 zugeführt wird und durch die Heizvorrichtung 11 fließt, auf eine hohe Temperatur in der Größenordnung von beispielsweise 200° Celsius erhitzt wird. Die auf diese Weise erhitzte Luft, die Sauerstoffmoleküle enthält, die auf diese Weise aktiviert wurden, erfährt eine Reaktion mit Schadstoffbestandteilen wie beispielsweise Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxyd (CO), die in dem Auspuffgas enthalten sind, mit hohem Wirkungsgrad innerhalb des Katalysators 6, um so diese Bestandteile in harmlose Bestandteile wie beispielsweise H₂O und CO₂ umzuwandeln. Auf diese Weise kann die Reinigung der Auspuffgase mit verbessertem Wirkungsgrad durchgeführt werden. Experimentell wurde festgestellt, daß bei einer Erhöhung der Gastemperatur auf etwa 400° Celsius am Einlaß des Katalysators 6 der Gasbestandteil CO in eine harmlose Komponente (CO₂) mit einer so hohen Umwandlungsrate von 100% umgewandelt wird, wie in Fig. 8 dargestellt ist.

Ausführungsform 2

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Luft konstant erhitzt, die dem Frischluftzufuhrrohr 8 zugeführt wird. In diesem Zusammenhang ist es allgemein bekannt, daß sich der Verbrennungszustand des Luft/Brennstoffgemisches innerhalb des Motors 1 zwischen einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Beginn des Motorbetriebes und einem Zeitpunkt eine gewisse Zeit später ändert, was bedeutet, daß die Anteile schädlicher Bestandteile des Auspuffgases sich entsprechend ändern. Darüberhinaus ist der Aktivitätszustand oder Aktivitätspegel der Sauerstoffmoleküle in der Frischluft abhängig von dem Temperaturpegel des Katalysators 6 unterschiedlich, der durch die Temperatur oder andere Faktoren der Auspuffgase beeinflußt wird. Aus diesen Gründen wird vorzugsweise die Frischluft dem Frischluftzufuhrrohr 8 zugeführt, und die Luft in einer früheren Stufe des Motorbetriebs erhitzt, in welcher die Anteile schädlicher Bestandteile der Auspuffgase hoch sind, und in welcher sich der Katalysator 6 noch nicht ausreichend erwärmt hat. Durch Einsatz einer derartigen Steuerprozedur kann die Reaktion entsprechend gefördert werden, die zwischen der Frischluft und den Auspuffgasen stattfindet.

Die Steuerung zu diesem Zweck kann dadurch realisiert werden, daß die Steuerung 12A so angelegt oder programmiert wird, daß die Heizvorrichtung 11 elektrisch während eines vorbestimmten Zeitraums mit Energie versorgt wird, der unmittelbar nach dem Beginn des Motorbetriebs liegt, oder alternativ so, daß der Zeitraum, in welchem die Heizvorrichtung 11 eingeschaltet ist, auf einen optimalen Wert in Abhängigkeit von der Art des tatsächlich in dem Katalysator verwendeten Katalysatormittels eingestellt wird.

Ausführungsform 3

Fig. 2 ist ein Diagramm, welches allgemein den Aufbau eines Auspuff­ gas-Reinigungssystem für einen Motor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Figur sind gleiche oder entsprechende Teile wie in Fig. 1 durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Bei dieser Vorrichtung ist ein Magnetventil 13, welches die Luftmengeneinstelleinrichtung bildet, in dem Frischluftzufuhr- Kurzschlußrohr 8 an einem Ort stromaufwärts der Heizvorrichtung 11 zu dem Zweck vorgesehen, die Menge oder Strömungsmenge der Frischluft einzustellen, die dem Katalysator zugeführt werden soll. Eine Steuerung 12B, welche die Steuereinrichtung in dem System gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung bildet, ist so ausgebildet, daß sie ein Ventilsteuersignal S3 zum Steuern des Öffnungsgrades des Magnetventils 13 erzeugt, zusätzlich zu dem Heizungssteuersignal S1 zum Steuern des Betriebs der Heizvorrichtung 11 und zum Gebläsesteuersignal S2 zum Steuern des Betriebs des Luftgebläses 7A.

Beim Betrieb der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Frischluft der Heizvorrichtung 11 über das Luftgebläse 7A und das Frischluftzufuhr- Kurzschlußrohr 8 zugeführt. Die durch die Heizvorrichtung 11 erhitzte Luft wird dann dem Auspuffrohr 5 zugeführt. Wie voranstehend beschrieben, wird die aus der Umgebung oder dem Einlaßrohr zugeführte Luft durch das Luftgebläse 7A unter Druck gesetzt, welches unter der Steuerung des Gebläsesteuersignals S2 arbeitet, um hierdurch dem Frischluftzufuhrrohr 8 zugeführt zu werden. Die auf diese Weise zugeführte Luft fließt durch oder über die Heizvorrichtung 11 mit einer Strömungsmenge die durch das Magnetventil 13 gesteuert wird, dessen Öffnungsgrad wiederum durch das Ventilsteuersignal S3 von der Steuerung 12B gesteuert wird.

Wie voranstehend erwähnt ist in einer früheren Stufe des Motorbetriebs der Katalysator 6 weder genügend erhitzt, noch genügend aktiviert. Daher wird in dieser früheren Stufe des Motorbetriebs das Magnetventil 13 ausreichend weit geöffnet, für einen vorbestimmten Zeitraum, um hierdurch eine erhöhte, jedoch konstante Menge an Frischluft dem Auspuffrohr 5 zuzuführen, und daher auch dem Katalysator 6, um den Katalysator 6 ausreichend hoch zu aktivieren, und zwar in dem frühestmöglichen Zeitpunkt nach dem Beginn des Motorbetriebs. Die voranstehend erwähnte Steuerung der Frischluft kann so durchgeführt werden, daß die Beziehung zwischen der zugeführten Luftmenge und der verstrichenen Zeit berücksichtigt wird, wie dies in Fig. 3A gezeigt ist. Daraufhin wird der Öffnungsgrad des Magnetventils 13 periodisch durch das von der Steuerung 12B ausgegebene Ventilsteuersignal S3 variiert, um hierdurch wiederholt die Frischluftmenge zu verringern, die dem Auspuffrohr 5 zugeführt wird, und zwar auf die in Fig. 3B gezeigte Weise.

In diesem Zusammenhang wird experimentell festgestellt, daß in dem Zustand, in welchem der Katalysator 6 ausreichend erhitzt und aktiviert ist, eine wiederholte Variation (also Erhöhung und Verringerung) des zugeführten Luftflusses gemäß Fig. 3B wirksamer zur Förderung der katalytischen Reaktion ist, verglichen mit der Zuführung der Frischluft in einem konstanten Fluß oder in einer konstanten Menge, wie in Fig. 3B gezeigt. Mit dem Aufbau der Auspuffgas-Reinigungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wird daher eine Oxidationsreaktion, die mit Hilfe des Katalysatormittels durchgeführt wird, dadurch aktiviert, daß die erwärmte Frischluft mit der wiederholt variierten Strömungsmenge zugeführt wird, wodurch die durch das Katalysatormittel erzeugte Wärmemenge vergrößert wird, um hierdurch die Temperatur des Katalysators zu erhöhen, was dazu führt, daß die Reinigungsreaktion für die Auspuffgase entsprechend erhöht wird. Selbstverständlich kann die Strömungsmenge der zugeführten Frischluft so festgelegt werden kommen, daß sie in Bezug auf die Art des in dem Katalysator 6 verwendeten Katalysatormittels optimal ist.

Ausführungsform 4

Bei der Auspuffgas-Reinigungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung kann eine solche Situation auftreten, daß das elektrische Stromversorgungssteuersignal für die Heizvorrichtung 11 und die Steuersignale zum Steuern des Betriebes des Luftgebläses 7A bzw. des Magnetventils 13 gleichzeitig nach Beginn des Motorbetriebes ausgegeben werden, wie aus dem Zeitablaufdiagramm von Fig. 4 hervorgeht. Wenn die Steuersignale für das Luftgebläse 7A bzw. das Magnetventil 13 synchron nach den Beginn des Motorbetriebes ausgegeben werden, kann es darüberhinaus geschehen, daß die erwärmte Luft daran gehindert wird, dem Auspuffrohr 5 und dem Katalysator 6 zugeführt zu werden, und zwar für einen Zeitraum unmittelbar nach Beginn des Startens des Motors, da die Heizvorrichtung 11 zu diesem Zeitpunkt noch nicht genügend erhitzt ist. In diesem Fällen wird das Auspuffgas daran gehindert, aktiviert zu werden, infolge eines Absinkens seiner Temperatur, die durch die Berührung mit der Frischluft hervorgerufen wird, die sich noch auf normaler oder niedriger Temperatur befindet. Weiterhin ist der Temperaturanstieg des Katalysators 6 auf den für die Reinigung erforderlichen Pegel mit einer beträchtlichen Zeitverzögerung verbunden, was zu einer nicht ausreichenden Aktivierung des Katalysatormittels führt. Unter derartigen Umständen kann der Wirkungsgrad der Reinigung der Auspuffgase, die während einer Anfangsphase des Motorbetriebs ausgestoßen werden, welche unmittelbar dem Starten des Motors folgt, und in welcher hohe Anteile an Kohlenwasserstoffen (HS) und Kohlenmonoxyd (CO) vorhanden sind, absinken, und dies ist nachteilig.

Daher wird durch die bei der vorliegenden Ausführungsform verwirklichte, vorliegende Erfindung gelehrt, die Heizvorrichtung 11 mit elektrischem Strom zu versorgen, bevor ihr die Frischluft zugeführt wird, um hierdurch den Temperaturanstieg der Heizvorrichtung 11 zu erhöhen, wobei diese gleichzeitig gegen eine Kühlwirkung geschützt wird, welche durch die sich auf niedriger Temperatur befindende Frischluft hervorgerufen wird, und weiterhin die Frischluft der Heizvorrichtung 11 zuzuführen, deren Temperatur auf einen ausreichend hohen Pegel erhöht wurde. Daher ist es mit der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform möglich, Frischluft mit genügend hoher Temperatur dem Auspuffrohr 5 zuzuführen, selbst während eines Zeitraums, der sich unmittelbar an den Start des Motorbetriebs anschließt. Zu diesem Zweck wird die Heizvorrichtung 11 zuerst elektrisch mit Strom versorgt, vor Beginn des Starts des Motorbetriebs, gefolgt von einer Ingangsetzung des Luftgebläses 7A und des Magnetventils 11, so daß die auf eine ausreichend hohe Temperatur erwärmte Frischluft zugeführt wird, um hierdurch den Katalysator 6 vorher oder vorbereitend zu erwärmen, um den Auspuffgas-Reinigungsvorgang des Katalysators 6 zu verbessern oder zu fördern.

Fig. 5 ist ein Diagramm, welches allgemein den Aufbau eines Auspuffgas-Reinigungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In dieser Figur sind gleiche oder ähnliche Bauteile wie in Fig. 2 durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Bauteile wird verzichtet. In Fig. 5 ist eine Steuerung 12C, welche als die Steuereinrichtung dient, so ausgelegt, oder programmiert, daß die Heizvorrichtung 11 elektrisch mit Strom versorgt wird, bevor der Motor 1 gestartet wird, und daraufhin werden das Luftgebläse 7A und das Magnetventil 13 nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitraums seitens der elektrischen Energieversorgung der Heizvorrichtung 11 betätigt, um hierdurch die Zuführung der Frischluft auf einer ausreichend hohen Temperatur in das Auspuffrohr 5 sicherzustellen. Zur Realisierung der bei der vorliegenden Ausführungsform gewünschten Steuerung sind ein Luftmengensensor 14 zum Messen der Strömungsmenge der Luft, die dem Motor 1 zugeführt wird, und ein O₂-Sensor 16 vorgesehen, um die Konzentration von Sauerstoff zu ermitteln, welcher in dem Auspuffgas vorhanden ist, das von dem Motor ausgestoßen wird, um so das Luft/Brennstoffverhältnis der Gasmischung zu ermitteln, die in dem Motor 1 verbrannt wurde. Als O₂-Sensor 16 kann ein Zirkonerde-O₂-Sensor, ein Titandioxid-O₂-Sensor oder dergleichen verwendet werden. Eine Bezugsziffer 15 bezeichnet eine Brennstoffeinspritzvorrichtung, die in dem Einlaßrohr 2 angeordnet ist. Weiterhin bezeichnet eine Bezugsziffer 17 einen Schlüsselschalter zum Einschalten/Ausschalten einer Zündschaltung (nicht dargestellt). Ein Kontakt 17a, der als ein Teil des Schlüsselschalters 17 vorgesehen ist, ist an seinem einen Ende an Masse gelegt, während ein Ende eines weiteren Kontaktes 17b, der mit dem Kontakt 17a verriegelt ist, an ein Ende eines Anlassermotors 20 angeschlossen ist, dessen anderes Ende an Masse liegt. Ein Steuerrelais 19 weist eine Relaisspule 19a auf, deren eines Ende an das andere Ende des Kontaktes 17a angeschlossen ist, wobei das andere Ende der Spule 19a mit dem voranstehend erwähnten einen Ende des Kontaktes 17b verbunden ist. Das Steuerrelais 19 weist einen Relaiskontakt 19b auf, der so ausgebildet ist, daß er durch die Relaisspule 19a geschlossen werden kann, und dessen eines Ende an eine Eingangsklemme der Steuerung 12b angeschlossen ist, während das andere Ende des Relaiskontakts 19b mit einer Elektrode positiver Polarität einer Batterie 18 und dem anderen Ende der Relaisspule 19b verbunden ist, an welche der Kontakt 17b angeschlossen ist. Hierbei wird der Anlassermotor 20 in Reaktion auf ein Motorsteuersignals S4 betätigt, welches von der Steuerung 12C ausgegeben wird, nachdem eine Versorgungsspannung von der Batterie 18 zugeführt wurde.

Nachstehend wird der Betrieb der Steuerung 12c erläutert, bevor eine Beschreibung des Betriebs der Auspuffgas- Reinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfolgt. Die Steuerung 12C ist so ausgelegt oder programmiert, daß sie das Heizungssteuersignal S1 zur elektrischen Energieversorgung der Heizvorrichtung 11 ausgibt, nachdem sie ein Zündsignal (IG) S7 empfangen hat, welches durch den Relaiskontakt 19b des Steuerrelais 19 eingegeben wird, welcher durch den Einschaltvorgang des Schlüsselschalters 17 geschlossen wird. Nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitraums werden das Gebläsesteuersignal S2 und das Magnetspulensteuersignal S3 ausgegeben, um das Luftgebläse 7A bzw. das Magnetventil 13 zu betätigen.

Weiterhin führt die Steuerung 12 C zusätzliche Steuerfunktionen aus, die nachstehend angegeben sind.

• (1) Eine grundlegende Brennstoffeinspritzimpulsbreite wird auf der Grundlage eines Erfassungssignals S8 festgelegt, welches von dem Luftflußsensor 15 ausgegeben wird, und die Einlaßluftflußrate angibt, wie sie durch diesen Sensor 14 ermittelt wurde, und auf der Grundlage einer Motordrehzahl (Umdrehungen pro Minute), die von der Drehzahl (U/min) einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) abgeleitet wird, wodurch die grundlegende Brennstoffeinspritzimpulsbreite, die so ermittelt wurde, dadurch korrigiert wird, daß die Temperaturen des Kühlwassers und der Ansaugluft berücksichtigt werden, und ebenso das Luft/Brennstoffverhältnis, welches auf der Grundlage des Sensorsignals S6 ermittelt wurde, das von dem O₂-Sensor 16 ausgegeben wird, um hierdurch ein Treibersignal 55 zum Treiben der Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 auszugeben. Diese Steuerfunktion wird als die Motorbetriebssteuerfunktion bezeichnet.
• (2) Ein Zündzeitpunktsignal wird an eine Zündspule (nicht gezeigt) ausgegeben, um eine Hochspannung an eine Zündkerze (ebenfalls nicht gezeigt) auszugeben, um hierdurch die Zündung zu steuern. Diese Funktion wird als die Zündsteuerfunktion bezeichnet.
• (3) Eine Drehzahlrückkopplungs-Steuerfunktion zum Steuern der Drehzahl (U/min) in einem Leerlaufbetriebszustand.

Dementsprechend ist die Steuerung 12C mit einer Luftzufuhrsteuerfunktion und einer Brennstoffsteuerfunktion versehen.

Nunmehr geht die Beschreibung zum Betrieb der Auspuffgas- Reinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung über. Fig. 6 ist ein Signalformdiagramm zur graphischen Erläuterung von Steuertaktzeiten, die zur Erläuterung des Betriebsablaufs zum Steuern der Reinigung der Auspuffgase nützlich sind, zusammen mit einer Beziehung des Temperaturanstiegs in der Heizvorrichtung 11 und dem Katalysator 6. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, zeigt das Zündsignal S7, welches vom Pegel "AUS" auf den Pegel "EIN" wechselt, das Schließen des Steuerrelais 19 in Reaktion auf das Einschalten des Schlüsselschalters 17 an. Die Heizvorrichtung 11 wird mit elektrischer Energie versorgt (nimmt also den Pegel "EIN" an), in Reaktion auf das Heizvorrichtungssteuersignal S1, welches von der Steuerung 12C erzeugt wird. Weiterhin wird deutlich, daß der Anlassermotor 20 mit elektrischer Energie versorgt wird (also den Pegel "EIN" annimmt), wenn ein vorbestimmter Zeitraum T von dem Zeitpunkt aus vergangen ist, an welchem ein anderer Schalter (nicht gezeigt) durch den Schlüsselschalter 17 eingeschaltet wurde. Weiterhin wird deutlich, daß das Luftgebläse 7A und das Magnetventil 30 gleichzeitig mit Betätigung des Anlassermotors 20 eingeschaltet werden. Wenn im einzelnen, wie aus Fig. 6 hervorgeht, der Schlüsselschalter 17 eingeschaltet und hierdurch der Kontakt 17a geschlossen wird, fließt ein Erregerstrom durch die Relaisspule 19a, und folgt einem Stromflußweg, der sich von der positiven Elektrode der Batterie 18 nach Masse erstreckt, und zwar über die Relaisspule 19a und den Kontakt 17a, wodurch der Relaiskontakt 19b geschlossen wird. Dies führt dazu, daß das Zündsignal (IG) S7 der Steuerung 12C über den Relaiskontakt 19b zugeführt wird. Aus diese Weise wird der Betrieb der Steuerung 12C in Gang gesetzt. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß beim Einschalten des Schlüsselschalters 17 der Kontakt 17b geschlossen wird, wodurch eine Spannung von der Batterie 18 über dem Anlassermotor 20 angelegt wird. Allerdings kann zu diesem Zeitpunkt der Anlassermotor 20 noch nicht arbeiten, da das Motorsteuersignal 54 noch nicht von der Steuerung 12C ausgegeben wurde.

Die Steuerung 12C beginnt mit dem Zählen der verstrichenen Zeit von dem Zeitpunkt, wenn das Heizvorrichtungssteuersignal S1 ausgegeben wird, um die Heizvorrichtung 11 mit elektrischer Energie zu versorgen, und führt dies unter Verwendung der Zeitgeberfunktion durch, die in der Steuerung 12C vorgesehen ist. Hat der Zählwert einen voreingestellten Wert K erreicht, oder nach Verstreichen der voranstehend erwähnten, vorbestimmten Zeit T, so gibt die Steuerung 12C das Motorsteuersignal S4 an den Anlassermotor 20 aus. In Reaktion auf dieses Signal S4 arbeitet der Anlassermotor 20, um hierdurch den Motorbetrieb in Gang zu setzen. Hierbei reagiert die Steuerung 12C auf das Verstreichen der voranstehend erwähnten, vorbestimmten Zeit T durch Ausgabe des Gebläsesteuersignals S2 zur Betätigung des Luftgebläses 7A und des Ventilsteuersignals S3 zur Betätigung des Magnetventils 13.

Auf diese Weise wird die elektrische Energieversorgung der Heizvorrichtung 11 begonnen, bevor der Motorbetrieb und der Frischluftzufuhrbetrieb beginnt, um hierdurch vorher die Temperatur eines Heizelementes der Heizvorrichtung 11 zu erhöhen. Wenn daher das Luftgebläse 7A und das Magnetventil 13 gleichzeitig mit dem Beginn des Motorbetriebes betätigt werden, wird zwangsläufig die Frischluft in die Heizvorrichtung 11 eingeführt, die sich auf hoher Temperatur befindet, was dazu führt, daß die Temperatur der Frischluft sofort ansteigt. Die auf diese Weise auf eine ausreichend hohe Temperatur erwärmte Frischluft wird dem Auspuffrohr 5 und daher dem Katalysator 6 über das Rückschlagventil 9 zugeführt. Die sich auf hoher Temperatur befindende Luft, die in Berührung mit dem Katalysator 6 gebracht wird, erhitzt diesen natürlich, wodurch eine Aktivitätstemperatur des Katalysatormittels innerhalb eines kurzen Zeitraums nach dem Beginn des Motorbetriebes erreicht werden kann. Auf diese Weise können die Anteile an Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxyd, die an die Umgebung abgegeben werden, wesentlich verringert werden, selbst unmittelbar nach dem Beginn des Betriebs des Motors 1, nämlich infolge des verbesserten oder erhöhten Auspuffgas- Reinigungswirkungsgrades.

Wie nunmehr aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung die Frischluft mit ausreichend erhöhter Temperatur dem Auspuffrohr 7 unmittelbar nach Beginn des Motorbetriebes zugeführt werden. Daher wird nicht nur verhindert, daß sich die Temperatur des Auspuffgases verringert, sondern es kann auch der Katalysator 6 schon in der frühesten Stufe des Motorbetriebs erwärmt werden. Da der Katalysator 6 mit Luft auf hoher Temperatur versorgt wird, kann die Reaktion zum Oxydieren der Schadstoffbestandteile wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxyd, die in den Auspuffgasen enthalten sind, beschleunigt werden. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß die von der Oxidationsreaktion erzeugte Wärme wiederum dazu beiträgt, die Temperatur des Katalysators 6 zu erhöhen, der auf diese Weise schnell die Aktivitätstemperatur zur ausreichenden Reinigung der Auspuffgase erreichen kann. Zusammenfassend kann entsprechend der vorliegenden Erfindung der Auspuffgas- Reinigungswirkungsgrad wesentlich verbessert werden.

Fig. 9 erläutert graphisch die Beziehung zwischen der Strömungsmenge der Luft, die durch die Heizvorrichtung 11 gelangt, und der Temperatur, welche das Heizelement erreichen kann (nachstehend als die Heizelementtemperatur bezeichnet). Wie aus dieser Figur hervorgeht, kann die Heizelementtemperatur der Heizvorrichtung 11 sofort auf über 800° Celsius ansteigen, wenn die Luftströmungsmenge durch die Heizvorrichtung den Wert 0 hat (Liter/Minute). Zusätzlich geht aus Fig. 10 hervor, daß mit wachsender Menge der Heizvorrichtung 11 zugeführten Luft die Zeit länger wird, welche die Heizvorrichtung benötigt, eine gewünschte oder Zieltemperatur zu erreichen. Aus diesen Gründen wird vorzugsweise die Temperatur der Heizvorrichtung auf einen gewünschten Pegel so schnell wie möglich erhöht, um die Heizvorrichtung 11 aus dem Zustand zu erhitzen, in welchen sie nicht durch die Luft gekühlt wird, durch Einstellung der Rate der Luftströmungsmenge durch die Heizvorrichtung 11 auf Null (Liter/Minute).

Ausführungsform 5

Im Falle der Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung wird die Steuerung so durchgeführt, daß das Luftgebläse 7A und das Magnetventil 13 so betätigt werden, daß sie mit dem Einführen von Frischluft in das Auspuffrohr gleichzeitig mit dem Beginn des Motorbetriebs zu einem Zeitpunkt beginnen, wenn eine vorbestimmte Zeit seit dem Beginn der elektrischen Energieversorgung der Heizvorrichtung 11 verstrichen ist. Allerdings wird darauf hingewiesen, daß die Steuerung auch so durchgeführt werden kann, daß zuerst die Heizvorrichtung 11 mit elektrischer Energie versorgt wird, gefolgt von einer Betätigung des Luftgebläses 7A und des Magnetventils 13, worauf dann der Anlassermotor 20 betätigt wird, um den Betrieb des Motors 1 zu starten, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Die fünfte Ausführungsform richtet sich auf den voranstehend erwähnten Steuervorgang. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, fließt nach Einschalten des Schlüsselschalters 17, wodurch der Kontakt 17a geschlossen wird, ein Erregerstrom durch die Relaisspule 19a, und folgt einem Stromflußweg, der sich von der positiven Elektrode der Batterie 18 bis zur Masse erstreckt, und durch die Relaisspule 19a und den Kontakt 17a verläuft, wodurch der Relaiskontakt 19b geschlossen wird. Dies führt dazu, daß über den Relaiskontakt 19b das Zündsignal (IG) S7 der Steuerung 12C zugeführt wird. So wird der Betrieb der Steuerung der Steuerung 12C in Gang gesetzt. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß beim Einschalten des Schlüsselschalters 17 der Kontakt 17b geschlossen wird, wodurch eine Spannung über den Anlassermotor 20 von der Batterie 18 angelegt wird. Allerdings kann zu diesem Zeitpunkt der Anlassermotor 20 noch nicht arbeiten, da das Motorsteuersignal S4 noch nicht von der Steuerung 12C ausgegeben wurde.

Die Steuerung 12C beginnt mit dem Zählen der Zeit, die seit dem Zeitpunkt vergangen ist, wenn das Heizvorrichtungssteuersignal S1 ausgegeben wurde, um die Heizvorrichtung 11 mit elektrischer Energie zu versorgen, und zwar unter Verwendung der Zeitgeberfunktion, die in der Steuerung 12C vorgesehen ist. Hat die Zählung einen vorbestimmten Wert K erreicht, oder wenn mit anderen Worten der vorbestimmte Zeitraum T verstrichen ist, so gibt die Steuerung 12C das Gebläsesteuersignal S2 aus, um das Luftgebläse 7A zu betätigen, sowie das Ventilsteuersignal S3 zur Betätigung des Magnetventils 13.

Daraufhin zählt die Steuerung 12C die seit dem Zeitpunkt verstrichene Zeit, an welchem mit der Zufuhr von Frischluft begonnen wurde. Hat die Zählung einen vorbestimmten Wert K₂ erreicht, oder wenn seit diesem Zeitpunkt eine vorbestimmte Zeit T₂ verstrichen ist, so gibt die Steuerung 12C das Motorsteuersignal S4 für den Anlassermotor 20 aus, um hierdurch den Motorbetrieb zu starten. Durch Verzögerung des Betätigungstaktes für den Anlassermotor 20 in bezug auf den Takt der Frischluftzufuhr wird Luft auf hoher Temperatur dem Katalysator 6 zugeführt, bevor der Motorbetrieb begonnen wird, um hierdurch den Katalysator aufzuwärmen. Daher kann die Auspuffgasreinigung mit maximalem Wirkungsgrad durchgeführt werden, und zwar sofort von dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Start des Motorbetriebes an.

Ausführungsform 6

In Zusammenhang mit der fünften Ausführungsform wurde beschrieben, daß die vorbestimmten Zeiten T, T₁ und T₂ dadurch festgelegt werden, daß diese Zeiträume durch einen Zähler gezählt werden, der in der Steuerung 12C vorgesehen ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird vorgeschlagen, diese vorbestimmten Zeiten T, T₁ und T₂ dadurch zu ändern, daß die Motorkühlwassertemperatur, die Umgebungstemperatur, der Atmosphärendruck usw. berücksichtigt werden, zur Erzielung einer feinstufigeren und genaueren Steuerung.

Ausführungsform 7

Im Falle der dritten Ausführungsform wird der Öffnungsgrad des Magnetventils 13 in einem vorbestimmten Zeitintervall gesteuert, um die Strömungsmenge der Frischluft periodisch zu ändern. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird vorgeschlagen die Frischluftmenge dadurch zu modulieren, daß entsprechend die Luftströmung durch das Luftgebläse gesteuert wird, welches dann durch eine Luftpumpe mit variablem Saugvermögen ersetzt wird. In diesem Fall kann das Magnetventil 13 weggelassen werden, was zu Kostenvorteilen führt.

Ausführungsform 8

Im Falle der vierten und fünften Ausführungsform wird das Zündsignal (IG) S7 so erzeugt, daß es der Steuerung 12C gleichzeitig mit dem Einschalten des Steuerrelais 19 zugeführt wird. Allerdings kann zur Erzeugung des IG-Signals S7 jede geeignete Signalversorgungsschaltung verwendet werden, soweit sie nur die angestrebte Funktion erzielt.

Ausführungsform 9

Die voranstehend beschriebenen Steuerungen 12A, 12B und 12C waren so ausgelegt oder programmiert, daß sie die elektrische Energieversorgung der Heizvorrichtung 1 in Reaktion auf das Heizvorrichtungssteuersignal durchführen. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die elektrische Energieversorgung in Abhängigkeit von dem Motorzustand, der Umgebungstemperatur, dem Atmosphärendruck und dergleichen durchzuführen, um eine exaktere Steuerung zur Verfügung zu stellen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß sich eine derartige Steuerung unter Zuhilfenahme aus dem Stand der Technik bekannter Mittel verwirklichen läßt.

Claims (15)

1. Auspuffgas-Reinigungssystem für eine Brennkraftmaschine (1), die ein Lufteinlaßrohr (2) zum Zuführen von Luft zur Brennkraftmaschine (1) aufweist, ein Auspuffrohr (5) zum Transport der von der Brennkraftmaschine (1) ausgestoßenen Auspuffgase zu einem Katalysator (6) zum Reinigen des Auspuffgases, eine
Frischluftzufuhrvorrichtung (8) zum Zuführen von Luft zum Katalysator (6) und eine der
Frischluftzufuhrvorrichtung (8) zugeordnete Heizvorrichtung (11) zum Erhitzen der Luft
dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizvorrichtung (11) als elektrische Heizvorrichtung (11) ausgebildet ist, und
eine Steuervorrichtung (12A, 12B, 12C) zum Steuern des Betriebs der Heizvorrichtung (11) abhängig von zumindest einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist.

2. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischluftzufuhrvorrichtung (8) ein Kurzschlußrohr aufweist, dessen eines Ende mit dem oberen Lufteinlaßrohr (2) und dessen anderes Ende mit dem Auspuffrohr (5) stromaufwärts des Katalysators (6) verbunden ist, wobei die Heizvorrichtung (11) in dem Kurzschlußrohr angebracht ist.

3. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung als elektrische Steuereinrichtung (12A) ausgebildet ist, die so angelegt ist, daß sie die Heizvorrichtung (11) für einen Zeitraum vorbestimmter Dauer unmittelbar nach Beginn des Betriebs der Brennkraftmaschine (1) mit elektrischer Energie versorgt.

4. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12A) so ausgelegt ist, daß sie die Heizvorrichtung (11) mit elektrischer Energie versorgt, bevor die Brennkraftmaschine (1) in Betrieb gesetzt und bevor die Luft aus dem Katalysator (6) zugeführt wird.

5. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12C) einen Zähler zum Zählen der Zeit aufweist, die seit Beginn der Versorgung der Heizvorrichtung (11) mit elektrischer Energie vergangen ist, und eine Einrichtung zum Aktivieren des Anlassers (20) der Brennkraftmaschine (1) aufweist, um diese in Betrieb zu setzen, wenn der Zähler einen vorbestimmten Wert (T, T₁, T₂) angenommen hat.

6. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1) deren Temperatur, die Umgebungstemperatur oder der Umgebungsdruck ist und der vorbestimmte Wert in Abhängigkeit von einer derartigen Betriebsbedingung festgelegt ist.

7. Auspuffgas-Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftmengenregeleinrichtung (13, 12B; 13, 12C) zum Einstellen der Strömungsmenge der durch die Frischluftzufuhrvorrichtung (8) zugeführten Luft vorgesehen ist, und die Steuereinrichtung (12B; 12C) auch zum Steuern des Betriebs der Luftmengenregeleinrichtung (13, 12B; 13, 12C) in Abhängigkeit von der zumindest einen Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist.

8. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmengenregeleinrichtung (13, 12B; 13, 12C) in dem Kurzschlußrohr an einem Ort stromaufwärts der Heizvorrichtung (11) angebracht ist.

9. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmengenregeleinrichtung (13, 12B; 13, 12C) ein elektrisch gesteuertes Ventil (13) aufweist, und daß die Steuereinrichtung (12B; 12C) das elektrisch gesteuerte Ventil (13) unmittelbar nach Beginn des Betriebs der Brennkraftmaschine (1) für einen Zeitraum vorbestimmter Dauer öffnet.

10. Auspuffgas-Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Dauer des Zeitraums auf der Grundlage der Art des Katalysatormittels in dem Katalysator (6) festgelegt ist.

11. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12B; 12C) so ausgebildet ist, daß sie eine Versorgung der Heizvorrichtung (11) mit elektrischer Energie durchführt, bevor sie das elektrisch gesteuerte Ventil (13) öffnet.

12. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12B; 12C) so ausgebildet ist, daß sie die Luftmengenregeleinrichtung (13, 12B; 13, 12C) so steuert, daß während eines ersten Zeitraums (T, T₁) vorbestimmter Dauer unmittelbar nach Beginn des Betriebs der Brennkraftmaschine (1) die Luftmenge auf einer konstanten Strömungsmenge gehalten wird, und nach Ablauf des ersten Zeitraums der Fluß der Luft in periodischen Intervallen variiert.

13. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12B; 12C) einen Zähler zum Zählen der Zeit aufweist, die seit Beginn der Versorgung der Heizvorrichtung (11) mit elektrischer Energie vergangen ist, und eine Einrichtung zum Aktivieren der Luftmengenregeleinrichtung (13, 12B; 13, 12C) aufweist, damit Luft dem Katalysator (6) zugeführt wird, wenn der Zähler einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

14. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1) deren Temperatur, die Umgebungstemperatur oder der Atmosphärendruck ist, und daß der vorbestimmte Wert in Abhängigkeit von der zumindest einen Betriebsbedingung eingestellt wird.

15. Auspuffgas-Reinigungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12C) ferner zur Steuerung eines Anlassers (20) der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung (12C) eine Steuerung so vornimmt, daß sie zuerst die Heizvorrichtung (11), nach Ablauf einer ersten vorgegebenen Zeitdauer (T₁) die Luftmengenregeleinrichtung (13) und nach dem Ablauf einer zweiten vorgegebenen Zeitdauer (T₂) den Anlasser (20) einschaltet.