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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem, das bei einer
Brennkraftmaschine zur Abgasreinigung Verwendung findet.
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Zur
Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine ist bereits ein Abgasreinigungssystem
(ein Plasmareaktor) bekannt, bei dem Plasma eingesetzt wird, das
durch Anlegen einer Hochspannung an zwei einander gegenüberliegende
Elektroden erzeugt wird. So ist z.B. aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
2001-295 629 ein mit Filtrierung arbeitendes Gerät bekannt, das durch Anordnung
eines Fasergewebefilters im Strömungsweg
des Abgases zwischen zwei Metallnetzen erhalten wird, die jeweils
eine Elektrode bilden. Bei diesem Gerät werden im Abgas enthaltene
und von dem Fasergewebefilter aufgefangene Partikelstoffe bzw. Partikel
durch die Energie des von der zwischen den beiden Elektroden anliegenden
Hochspannung erzeugten Plasmas in Radikale umgewandelt, wobei HC
in H2O und CO2 übergeht
und ein Teil der Partikel abgebrannt und verascht wird. Ein solches
Gerät des
Filtrationstyps weist jedoch den Nachteil auf, dass der beim Hindurchtreten
des Abgases durch das Filter auftretende Abgas-Strömungswiderstand
zu einem Anstieg der Druckverluste führt.
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Weiterhin
ist aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
2002-21 541 ein mit elektrostatischer Anziehung arbeitendes Abgasreinigungssystem
des sog. Durchlauftyps bekannt, das eine rohrartige äußere Rundelektrode
(Umfangselektrode) zum Festhalten von Partikelstoffen bzw. Partikeln
sowie eine in deren Axialrichtung verlaufende Mittelelektrode aufweist,
wobei durch Anlegen einer Hochspannung zwischen den beiden Elektroden
Plasma zur Reinigung des hindurchströmenden Abgases erzeugt wird.
Bei diesem Gerät
werden die in dem zugeführten
Abgas enthaltenen Partikel durch die über die Mittelelektrode stattfindende
elektrische Entladung aufgeladen, von der mit der entgegengesetzten Polarität aufgeladenen äußeren Rundelektrode
angezogen und lagern sich auf diese Weise an der Rundelektrode an.
Die angelagerten Partikel werden sodann durch Wärmeeinwirkung und chemische
Reaktionen verbrannt bzw. verascht die durch das Anlegen der Hochspannung
zwischen den beiden Elektroden entstehen. Hierbei reagieren die
Abgas-Schadstoffe HC, CO und NOx mit dem im Abgas enthaltenen Sauerstoff
und werden durch die Energie des zwischen der Mittelelektrode und
der äußeren Rundelektrode
erzeugten Plasmas in unschädliche Stoffe
wie N2, CO2, H2O und dergleichen umgesetzt. Im Vergleich
zu dem vorstehend beschriebenen Gerät des Filtrationstyps besitzt
dieses mit elektrostatischer Anziehung arbeitende Gerät den Vorteil,
dass bei dem Abgasdruck geringere Druckverluste auftreten.
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Bei
dem mit elektrostatischer Anziehung arbeitenden Gerät tritt
jedoch der Nachteil auf, dass sich mit steigendem Partikelniederschlag
unvollständig
verbrannte Partikel aufbauen und insbesondere bei Verwendung eines
die Anziehungskraft ausübenden
Wabenkörpers
bei der äußeren Rundelektrode die
nach der Verbrennungsbehandlung (dem Abbrennvorgang) verbleibende
Asche auf Grund der Verringerung des Zellenquerschnitts (Durchgangsquerschnitts)
zu einem Anstieg der Druckverluste führt, was eine Abnahme der Aufbereitungs-
und Reinigungsleistung zur Folge hat. Hierbei vergrößert sich
der Partikeldurchmesser der festgehaltenen Partikel mit fortschreitendem
Niederschlag durch die gegenseitige Anlagerung von Partikeln über die HC-Bestandteile,
die H2O-Bestandteile
oder andere Bestandteile, wodurch die Gefahr besteht, dass sich Partikel
von der Anziehungsfläche ablösen und
in stromabwärtiger
Richtung aus dem Gerät
abgeführt werden,
bevor sie einer Hochspannung ausgesetzt und umgewandelt worden sind.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, bei einem Abgasreinigungssystem
der eingangs genannten Art den Ausstoß bzw. die Abführung von
unbehandelten Partikeln dahingehend zu begrenzen, dass die Nachteile
des mit elektrostatischer Anziehungswirkung arbeitenden Gerätes des Standes
der Technik minimal gehalten werden.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe umfasst das erfindungsgemäße Abgasreinigungssystem eine
erste Aufbereitungseinrichtung zur Herbeiführung einer Anziehungswirkung
auf Partikelstoffe im Abgas einer Brennkraftmaschine durch elektrostatische
Kräfte,
einen Hauptabgaskanal und einen Nebenabgaskanal, die auslassseitig
der ersten Aufbereitungseinrichtung angeordnet sind, eine zweite
Aufbereitungseinrichtung, die in dem Nebenabgaskanal zur Filterung
und Aufbereitung des Abgases angeordnet ist, und ein Kanalsteuerventil
zur wahlweisen auslassseitigen Verbindung der ersten Aufbereitungseinrichtung
mit dem Hauptabgaskanal oder dem Nebenabgaskanal.
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Weiterhin
umfasst das erfindungsgemäße Abgasreinigungssystem
vorzugsweise eine Steuereinrichtung zur Steuerung der ersten Aufbereitungseinrichtung,
der zweiten Aufbereitungseinrichtung und des Kanalsteuerventils,
die bei Erfüllung
einer vorgegebenen Bedingung die von der ersten Aufbereitungseinrichtung
ausgeübte
Anziehungswirkung beendet und den Ausgangsbereich der ersten Aufbereitungseinrichtung über das
Kanalsteuerventil wahlweise mit dem Nebenabgaskanal verbindet.
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Vorzugsweise
besteht die vorgegebene Bedingung darin, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine
unter einem vorgegebenen Wert liegt oder die Durchflussmenge bzw.
Durchflussgeschwindigkeit des Abgases unter einem vorgegebenen Wert
liegt oder das mit der Brennkraftmaschine ausgestattete Kraftfahrzeug
sich in einem Verzögerungszustand befindet.
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Vorzugsweise
umfasst die zweite Aufbereitungseinrichtung ein Filter und einen
im stromaufwärtigen
Bereich des Filters angeordneten Plasmagenerator.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin
ein Verfahren zur Abgasreinigung angegeben, das die Verfahrensschritte
Betätigung
der ersten Aufbereitungseinrichtung zur Beendigung der Partikelanziehung
und wahlweise Verbindung des Ausgangsbereiches der ersten Aufbereitungseinrichtung
mit dem Nebenabgaskanal durch die Wirkung des Kanalsteuerventils umfasst.
Auf diese Weise kann entweder der Betätigungsschritt oder der Verbindungsschritt
jeweils vorher durchgeführt
werden, wobei außerdem
die Möglichkeit
besteht, die Durchführung
beider Schritte gleichzeitig zu beginnen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die zugehörigen
Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische Schnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Abgasreinigungssystems
veranschaulicht,
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2 ein
Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
eines Steuersystems für
das Abgasreinigungssystem, und
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3 ein
Ablaufdiagramm, das einen erfindungsgemäßen Steuerablauf veranschaulicht.
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Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Abgasreinigungssystems näher beschrieben,
das in geeigneter Weise bei einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist,
indem es in einem Abgaskanal einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine
zur Reinigung des aus den Brennräumen
der Brennkraftmaschine abgeführten
Abgases angeordnet wird.
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Wie
in 1 veranschaulicht ist, umfasst das Abgasreinigungssystem 1 einen
Auffangreaktor 10 in Form eines mit elektrostatischer Anziehungswirkung
arbeitenden Plasmareaktors sowie ein Partikelfilter 20,
das als Filter des Filtrationstyps ausgestaltet ist. Im mittleren
Bereich eines Hauptabgaskanals 15 ist ausgangsseitig des
Auffangreaktors 10 ein Nebenabgaskanal 16 abgezweigt,
in dessen mittlerem Bereich das Partikelfilter 20 angeordnet
ist. Das ausgangsseitige Ende des Nebenabgaskanals 16 ist dann
wieder mit dem Hauptabgaskanal 15 verbunden.
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Der
Auffangreaktor 10 zieht die in dem von der Brennkraftmaschine
ausgestoßenen
Abgas enthaltenen und nachstehend vereinfacht als Partikel bezeichneten
Partikelstoffe durch Ausübung
einer elektrostatischen Kraft an und führt eine Behandlung dieser
Partikelstoffe bzw. Partikel durch. Hierbei umfasst der Auffangreaktor 10 eine
im wesentliche zylindrische Kammer 11, eine im wesentlichen
zylindrisch ausgestaltete und im Inneren der Kammer 11 angeordnete äußere Rund-
oder Umfangselektrode 12, einen im Inneren der äußeren Rundelektrode 12 angeordneten
und im wesentlichen zylindrisch ausgestalteten Wabenkörper 13 sowie
eine dünne,
stabförmige
Mittelelektrode 14, die in den Wabenkörper 13 eingefügt ist und
in Richtung der Längsachse
der äußeren Rundelektrode 12 verläuft.
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Die äußere Rundelektrode 12 und
die Mittelelektrode 14 bestehen in geeigneter Weise aus
einem Metallmaterial wie rostfreiem Stahl mit einer ausreichenden
elektrischen Leitfähigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Korrosionsbeständigkeit,
wobei die äußere Rundelektrode 12 von
einer Platte, einer Folie, einem Drahtnetz oder einem gelochten
bzw. gestanzten Blech aus diesem Material gebildet werden kann.
Ein stromaufwärtiger
Bereich der Mittelelektrode 14 ist nicht von der äußeren Rundelektrode 12 umgeben
und liegt somit frei, sodass in diesem Bereich die im Abgas enthaltenen
Partikel elektrisch aufgeladen werden. Hierbei können in der Nähe des stromaufwärtigen Endes
der Mittelelektrode zweigartige Vorsprünge zur Verbesserung der elektrischen Entladung
vorgesehen sein.
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Der
Wabenkörper 13 stellt
ein bekanntes Wabenfilter (Wabenkeramikfilter) dar, das von einem porösen gesinterten
Körper
aus Siliciumkarbid gebildet wird. Der Wabenkörper 13 besitzt eine
Anzahl von regelmäßig in seiner
Axialrichtung verlaufenden Zellen mit im wesentlichen rechteckigem
bzw. quadratischem Querschnitt, die jeweils durch eine dünne Zellenwand
voneinander getrennt sind. Die vorderen und hinteren Enden der jeweiligen
Zellen sind hierbei offen, sodass die stromaufwärtige Seite und die stromabwärtige Seite
des Innenraums der Kammer 11 auf diese Weise miteinander
in Verbindung stehen. Die Oberflächen
der Zellenwände
sind mit einem Oxidationskatalysator versehen, der aus einem metallischen
Element wie einem Element der Platingruppe (z.B. Pt), Vanadium,
Kupfer oder Mangan oder aus einem Metalloxid wie Aluminiumoxid besteht.
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Das
Partikelfilter 20 wird im wesentlichen von einem aus porösem gesintertem
Siliciumkarbid bestehenden Wabenfilter (Wabenkeramikfilter) gebildet,
bei dem eine Anzahl von in dessen Axialrichtung verlaufenden Zellen
mit im wesentlichen rechteckigem bzw. quadratischem Querschnitt
in der Weise verschlossen sind, dass jeweils von zwei benachbarten
Zellen eine Zelle an ihrer Vorderseite geschlossen ist, während die
andere Zelle dieses Zellenpaars an ihrer Rückseite verschlossen ist. Auf
diese Weise tritt das der Vorderseite des Partikelfilters 20 zugeführte Abgas
in das Partikelfilter 20 über die an ihrer Vorderseite
geöffneten
Zellen ein, tritt durch die Zellenwände hindurch und wird sodann über die
diesen Zellen benachbarten Zellen mit der geöffneten Rückseite in den stromabwärtigen Bereich
des Partikelfilters 20 abgeführt, wobei die Partikel mit
einem größeren Partikeldurchmesser
als der Porendurchmesser der Zellenwände von dem Partikelfilter 20 festgehalten
werden.
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Im
stromaufwärtigen
Bereich ist vor dem Partikelfilter 20 ein Plasmagenerator 30 angeordnet.
Der Plasmagenerator 30 dient zur Umwandlung des in seinem
Innenraum oder in der Nähe
des Partikelfilters 20 befindlichen Abgases durch eine
durch Anlegen einer Hochspannung herbeigeführte elektrische Entladung
in Radikale und damit zur Bildung von O2 und
NO2. Der Plasmagenerator 30 umfasst
eine im wesentlichen zylindrische Kammer 31, eine in der Kammer 31 angeordnete
und im wesentlichen zylindrisch ausgebildete äußere Rund- oder Umfangselektrode 32 sowie
eine dünne
stabförmige
Mittelelektrode 34, die in Richtung der Längsachse
der äußeren Rundelektrode 32 verläuft.
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Die äußere Rundelektrode 32 und
die Mittelelektrode 34 bestehen in geeigneter Weise aus
einem Metallmaterial wie rostfreiem Stahl mit einer ausreichenden
elektrischen Leitfähigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Korrosionsbeständigkeit,
wobei die äußere Rundelektrode 32 von
einer Platte, einer Folie, einem Drahtnetz oder einem gelochten
bzw. gestanzten Blech aus diesem Material gebildet werden kann.
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Im
stromaufwärtigen
Bereich ist mit dem Auffangreaktor 10 ein Frontrohr 18 verbunden,
in dem mittig ein Brems- oder Verzögerungsventil 19 zum Verschließen des
Rohrs in einer Verzögerungsphase des
Kraftfahrzeugs wie z.B. einer Motorbremsung angeordnet ist. In der
Nähe des
Abzweigungspunktes des Nebenabgaskanals 16 von dem Hauptabgaskanal 15 ist
ein Kanalsteuerventil 17 zum Öffnen oder Schließen des
Hauptabgaskanals 15 vorgesehen. Das Brems- oder Verzögerungsventil 19 sowie
das Kanalsteuerventil 17 werden jeweils von einem Klappenventil
bzw. einer Absperr- oder Drosselklappe gebildet.
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Wenn
das Kanalsteuerventil 17 den Hauptabgaskanal 15 absperrt,
fließt
das aus dem Auffangreaktor 10 abströmende Abgas in den Nebenabgaskanal 16,
während
bei einer Öffnung
des Hauptabgaskanals 15 durch das Kanalsteuerventil 17 das
Abgas sowohl in den Hauptabgaskanal 15 als auch den Nebenabgaskanal 16 strömt. Auf
Grund des hohen Strömungswiderstandes
des Partikelfilters 20 fließt das Abgas in diesem Falle
jedoch im wesentlichen in den Hauptabgaskanal 15.
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Bei
der Schaltungsanordnung gemäß 2 umfassen
eine Gleichhochspannungsgeneratorschaltung 51 zur Zuführung einer
Hochspannung zu dem Auffangreaktor 10 sowie eine Impulshochspannungsgeneratorschaltung 52 zur
Zuführung
einer Hochspannung zu dem Plasmagenerator 30 jeweils eine
Wechselrichterschaltung, einen Transformator, Gleichrichterdioden
oder dergleichen. Hierbei ist eine (nicht dargestellte) Gleichstromquelle
wie die fahrzeugeigene Batterie zur Zuführung der erforderlichen elektrischen
Leistung mit der Gleichhochspannungsgeneratorschaltung 51 und
der Impulshochspannungsgeneratorschaltung 52 verbunden.
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Eine
(nachstehend auch als ECU bezeichnete) elektronische Steuereinheit 60 zur
Steuerung des Gesamtsystems umfasst eine Zentraleinheit (CPU), einen
Festspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), Eingangs-
und Ausgangsschnittstellen, einen nichtflüchtigen Speicher oder dergleichen.
Ein stromauf des Auffangreaktors 10 angeordneter Temperatur/Drucksensor 61,
ein stromab des Partikelfilters 20 angeordneter Temperatur/Drucksensor 62 und
ein stromab des Verbindungspunktes zwischen den Kanälen 15 und 16 in
dem Hauptabgaskanal 15 angeordneter Partikelmengensensor 63 sind
mit der Eingangsschnittstelle der elektronischen Steuereinheit 60 verbunden.
Außerdem
sind mit der Eingangsschnittstelle der elektronischen Steuereinheit 60 ein Maschinen-
oder Motordrehzahlsensor 64, ein Drosselklappen-Stellungssensor 65,
ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor
(A/F-Sensor) 66, ein ansaugseitig vorgesehenes Luftdurchflussmengen-Messgerät 67, ein
in einer Ansaugsammelleitung (einem Ansaugkrümmer) vorgesehener Ansaugdrucksensor 68,
ein in einer Abgassammelleitung (einem Abgaskrümmer) vorgesehener O2-Sensor 69 oder
dergleichen verbunden. In der elektronischen Steuereinheit 60 werden
Werte, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine repräsentieren,
auf der Basis der von diesen Sensoren abgegebenen Messsignale berechnet
und in einer nachstehend noch näher
beschriebenen Weise verarbeitet.
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Außer der
vorstehend beschriebenen Gleichhochspannungsgeneratorschaltung 51 und der Impulshochspannungsgeneratorschaltung 52 sind
mit der Ausgangsschnittstelle der elektronischen Steuereinheit 60 ein
Verzögerungsventil-Betätigungssolenoid 53 sowie
ein Kanalsteuerventil-Betätigungssolenoid 54 verbunden.
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In
dem Festspeicher der elektronischen Steuereinheit 60 sind
verschiedene, nachstehend noch näher
beschriebene Funktionen und Bezugswerte zusammen mit Steuerprogrammen
vorgespeichert. Die elektronische Steuereinheit 60 arbeitet
in Abhängigkeit
von diesen vorgegebenen Steuerprogrammen und berechnet die Durchflussmenge
bzw. Durchflussgeschwindigkeit des Abgases auf der Basis der von
den verschiedenen Sensoren erhaltenen Messwerte. Auf der Basis dieser
Durchflussmenge bzw. Durchflussgeschwindigkeit des Abgases berechnet
die elektronische Steuereinheit 60 sodann ein Ansteuerimpulssignal
(ein Auftastsignal) zur Ansteuerung einer Wechselrichterschaltung
der Gleichhochspannungsgeneratorschaltung 51 und der Impulshochspannungsgeneratorschaltung 52,
ein Spannungsindikationssignal oder andere Signale und gibt diese
Signale ab. In den Spannungsgeneratorschaltungen 51 und 52 wird
die von der Gleichstromquelle abgegebene Gleichspannung durch die Wechselrichter
in eine Wechselspannung umgesetzt, die nach einer über die
Transformatoren erfolgenden Aufwärtstransformation
in den Dioden gleichgerichtet wird. Diese Ausgangsspannung wird
dann dem Auffangreaktor 10 und dem Plasmagenerator 30 zugeführt.
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Nachstehend
wird die Wirkungsweise des derart aufgebauten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben.
Ein durch das Ablaufdiagramm gemäß 3 veranschaulichtes
Verarbeitungsprogramm wird wiederholt während eines konstanten Zeitintervalls Δt von der
elektronischen Steuereinheit 60 ausgeführt. Zunächst werden nach einer Initialisierung des
Speichers die von den jeweiligen Sensoren ermittelten Messwerte
in einem Schritt S30 eingelesen (d.h., die von den Temperatur/Drucksensoren 61, 62 erhaltene
Temperatur und der Druck des Abgases, die von dem Partikelmengensensor 63 erhaltene Partikel-Durchflussmenge,
die von dem Motordrehzahlsensor 64 erhaltene Motordrehzahl,
der von dem Drosselklappen-Stellungssensor 65 erhaltene
Drosselklappen-Öffnungsgrad,
das von dem A/F-Sensor 66 erhaltene Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die
von dem Luftdurchflussmengen-Messgerät erhaltene Durchflussmenge
des Abgases, der von dem Ansaugdrucksensor 68 erhaltene
Ansaugdruck und die von dem O2-Sensor 69 erhaltene
Sauerstoffkonzentration).
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Sodann
wird die Partikel-Niederschlagsmenge in dem Auffangreaktor 10 auf
der Basis der Differenz des Abgasdruckes zwischen den Temperatur/Drucksensoren 61 und 62 berechnet
und mit einem vorgegebenen Bezugswert verglichen (S31). Außerdem wird
die Drehzahl der Brennkraftmaschine mit einem vorgegebenen Bezugswert
verglichen (S33). Wenn die Partikel-Niederschlagsmenge unter dem
Bezugswert liegt und/oder die Motordrehzahl über dem Bezugswert liegt, wird
das Kanalsteuerventil 17 zur Auswahl des Hauptabgaskanals 15 geöffnet (S32).
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Wenn
jedoch die Partikel-Niederschlagsmenge über dem Bezugswert und die
Motordrehzahl unter dem Bezugswert liegen, wird das Kanalsteuerventil 17 zur
Auswahl des Nebenabgaskanals 16 geschlossen (S34). Außerdem wird
die Spannungsversorgung des Auffangreaktors 10 unterbrochen
(S35), wodurch die Anziehung von Partikeln in dem Auffangreaktor 10 beendet
wird und die in dem Wabenkörper 13 des
Auffangreaktors 10 festgehaltenen Partikel zu diesem Zeitpunkt
von dem Abgasstrom stromabwärts
geführt
und freigegeben werden. Die freigegebenen Partikel fließen dann über den
Nebenabgaskanal 16 und werden von dem Partikelfilter 20 gefiltert
und festgehalten.
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Sodann
wird die seit der Beendigung des vorherigen Betriebs des Plasmareaktors 30 akkumulierte
bzw. vergangene Selektionszeit mit einem vorgegebenen Bezugswert
verglichen (S36). Die akkumulierte Selektionszeit ist hierbei als
akkumulierter Wert der Zeitdauer definiert, während der der Nebenabgaskanal 16 von
dem Kanalsteuerventil 17 ausgewählt ist. Diese Zeitdauer wird
vorher von einem Zeitgeber der Programmausrüstung gemessen und in einem
nichtflüchtigen
Speicher der elektronischen Steuereinheit 60 gespeichert.
Weiterhin wird die von dem Temperatur/Drucksensor 61 gemessene
Abgastemperatur mit einem vorgegebenen Bezugswert verglichen (S37).
Wenn die akkumulierte Selektionszeit größer als der vorgegebene Bezugswert
ist und auch die Abgastemperatur über dem vorgegebenen Wert liegt,
wird die Impulshochspannungsgeneratorschaltung 52 zur Betätigung des
Plasmagenerators 30 für
ein vorgegebenes Zeitintervall Δt
angesteuert (S38). Durch die Betätigung
des Plasmagenerators 30 befindet sich das Abgas auf Grund
der Plasmaenergie in einem Radikalzustand, bei dem HC in H2O und CO2 übergeht
und C ebenfalls in CO2 übergeht, während ein Teil der Partikel
abgebrannt und verascht werden.
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Da
bei diesem Ausführungsbeispiel
in der vorstehend beschriebenen Weise der mit elektrostatischer
Anziehungswirkung arbeitende Auffangreaktor 10 ausgangsseitig
wahlweise entweder mit dem Hauptabgaskanal 15 oder dem
Nebenabgaskanal 16 verbunden wird, kann das Abgas gefiltert
und die Abführung
von nicht behandelten Partikeln in den Außenbereich verhindert werden,
indem der Nebenabgaskanal ausgewählt
und das Partikelfilter 20 des Filtrationstyps verwendet
werden.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
wird somit bei Vorliegen der vorgegebenen Bedingung im Rahmen einer über die
elektronische Steuereinheit 60 erfolgenden Steuerung die
Anziehung der Partikel durch den Auffangreaktor 10 beendet
und der Auffangreaktor 10 ausgangsseitig über das
Kanalsteuerventil 17 mit dem Nebenabgaskanal 16 verbunden, wodurch
einerseits die Partikel von dem mit elektrostatischer Anziehungswirkung
arbeitenden Auffangreaktor 10 zur Regenerierung des Auffangreaktors 10 abgelöst und andererseits
der Ausstoß von
Partikeln begrenzt werden können.
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Obwohl
sich bei steigender Abgas-Durchflussmenge in dem Partikelfilter 20 des
Filtrationstyps die durch das Partikelfilter 20 entstehenden
Druckverluste vergrößern, kann
bei diesem Ausführungsbeispiel
die Auswirkung der durch das Partikelfilter 20 verursachten
Druckverluste minimal gehalten werden, da eine Regenerierung des
Auffangreaktors 10 erfolgt, wenn die Motordrehzahl unter
dem vorgegebenen Wert liegt.
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Obwohl
bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Regenerierung
des Auffangreaktors 10 unter der Bedingung erfolgt, dass
die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter dem vorgegebenen Wert
liegt, kann in diesem Zusammenhang auch eine beliebige andere physikalische
Größe als die
Motordrehzahl zur Kennzeichnung des Fahrzeug-Betriebszustands in Betracht gezogen
werden. So kann z.B. die Regenerierung des Auffangreaktors 10 auch
durchgeführt
werden, wenn die Abgas-Durchflussmenge unter einem vorgegebenen Wert
liegt. Hierbei kann die Durchflussmenge des Abgases nicht nur direkt
vom Luftdurchflussmengen-Messgerät 67 erhalten
sondern auch auf der Basis des von dem Ansaugdrucksensor 68 gemessenen
Ansaugdrucks in der Ansaugsammelleitung (Ansaugkrümmer) der
Brennkraftmaschine ermittelt werden.
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Die
Regenerierung des Auffangreaktors 10 kann auch erfolgen,
wenn sich die Brennkraftmaschine in einer Verzögerungsphase befindet. Hierbei kann
durch Kombination des Regenerierungsvorgangs mit der Steuerung zum
Schließen
des Verzögerungsventils 19 in
Verbindung mit einem vom Fahrer ausgeführten Verzögerungsvorgang wie einer Freigabe
des Fahrpedals (Motorbremsung) und/oder einer Betätigung des
Bremspedals der durch die Verwendung des Partikelfilters 20 entstehende
Druckverlust weiter minimiert werden.
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Obwohl
bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Differenz
im Abgasdruck vor und hinter dem Auffangreaktor 10 oder
die akkumulierte Selektionszeit des Partikelfilters 20 als
Parameter zur Bestimmung der Niederschlagsmenge von Partikeln in
dem Auffangreaktor 10 oder dem Partikelfilter 20 Verwendung
findet, sind wahlweise auch andere Parameter wie das von dem A/F-Sensor 66 gemessene
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
oder dessen Integrationswert zur Bestimmung der Partikelmenge verwendbar.
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Darüber hinaus
können
anstelle der bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
an den Auffangreaktor 10 angelegten hohen Gleichspannung
und der an den Plasmagenerator 30 angelegten hohen Impulsspannung
auch beliebige andere Verläufe
der an die beiden Einrichtungen anzulegenden Spannung zur Erzielung
der erfindungsgemäß angestrebten
Wirkung in Betracht gezogen werden.
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Außerdem kann
anstelle der bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
im wesentlichen gleichzeitig erfolgenden Ausführung der Schritte S34 und
S35 erfindungsgemäß auch in
Betracht gezogen werden, entweder den Betätigungsschritt oder den Verbindungsschritt
vor dem jeweils anderen Schritt auszuführen.
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Weiterhin
kann die erste Aufbereitungseinrichtung auch in anderer Weise als
die vorstehend beschriebene Kombination aus einer zylindrischen Elektrode
und einer stabartigen Elektrode ausgestaltet sein. So können z.B.
eine äußere Umfangselektrode
mit einem polygonalen Querschnitt, eine Kombination aus einer Vielzahl
von zylindrischen Elektroden und einer Vielzahl von stabartigen
Elektroden sowie eine Kombination aus einer Vielzahl von einander gegenüberliegend
angeordneten separaten planaren Elektroden in Betracht gezogen werden.
Auch die zweite Aufbereitungseinrichtung kann in beliebig anderer
Weise ausgestaltet sein, wie z.B. in Form von zwei Metallnetzen
oder porösen
Elektroden, zwischen denen ein Fasergewebefilter angeordnet ist.
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Das
vorstehend beschriebene Abgasreinigungssystem umfasst somit einen
Auffangreaktor (10) zur Anziehung von Partikelstoffen im
Abgas einer Brennkraftmaschine durch elektrostatische Kräfte, einen
Hauptabgaskanal (15) und einen Nebenabgaskanal (16),
die ausgangsseitig des Auffangreaktors (10) vorgesehen
sind, ein in dem Nebenabgaskanal (16) angeordnetes Partikelfilter
(20) zur Filtrierung und Aufbereitung oder Behandlung des
Abgases sowie ein Kanalsteuerventil (17) zur wahlweisen Verbindung
des Ausgangsbereichs des Auffangreaktors (10) mit dem Hauptabgaskanal
(15) oder dem Nebenabgaskanal (16).