DE3900532C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rußfilterregenerations-Regelvorrichtung für einen Dieselmotor gemäß Patentanspruch 1.

Entsprechend den im Oberbegriff des neuen Hauptanspruches angegebenen Merkmalen handelt es sich bei der Rußfilterregenerations-Regelvorrichtung nach dem Stand der Technik um eine solche für einen Dieselmotor, in dessen Auspuffrohr ein Filter zur Reinigung des Abgasstromes von unverbrannten Feststoffpartikeln vorgesehen ist, mit einem angrenzend an das Filter angeordneten Heizelement sowie einer ersten und einer zweiten Bypass-Leitung zur Umgebung des Rußfilters, die jeweils über mit je einer Stelleinrichtung versehenen Regelklappen zur Durchführung des Normalbetriebes einerseits und der Filterregeneration im Rückstrom durch das Filter andererseits einstellbar sind.

Die herkömmliche Vorrichtung umfaßt nicht weniger als fünf Stellklappen bzw. -ventile.

Hierdurch wird nicht nur ein erheblicher konstruktiver Aufwand verursacht, der zu Kosten, größerem Bauvolumen, erhöhter Lagerhaltung usw. führt, sondern der Regelaufwand für fünf Stelleinrichtungen ist ganz beträchtlich. Hierin liegt gleichzeitig eine erhöhte Störanfälligkeit beim Regelbetrieb. Die Rußfilter sind jedoch relativ empfindlich bezüglich des Regenerationsbetriebes. Es muß eine vorbestimmte Regenerationstemperatur eingehalten werden, die einerseits sicherstellt, daß die Rußpartikel vollständig verbrennen, während andererseits eine zu hohe Temperatur die Zerstörung des Filters zur Folge haben kann.

Angesichts dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rußfilterregenerations-Regelvorrichtung der eingangs genannten Art, wie sie durch die JP-Abstracts 61-2 23 215 (A); M-566 repräsentiert wird, zur Verfügung zu stellen, die einen wesentlich vereinfachten Aufbau besitzt und dementsprechend sowohl konstruktiv als auch regeltechnisch zu einem geringeren Aufwand führt, bei gleichzeitiger Erhöhung der Funktionssicherheit.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung, wie dies im nunmehr klargestellten Kennzeichen des neuen Hauptanspruches angegeben ist, dadurch, daß eine erste Regelklappe stromaufwärtig zum Filter und eine zweite Regelklappe stromabwärtig zum Filter angeordnet und mittels eines Steuergerätes über jeweilige Stellantriebe derart einstellbar sind, daß bei Normalbetrieb die erste und die zweite Bypass-Leitung geschlossen sind, während im Regenerationsbetrieb die zweite Bypass-Leitung geöffnet ist und die erste Bypass-Leitung einen Teilabgasstrom zum Filter und einen zweiten Teilabgasstrom nach außen abführt. Es sind also gemäß der Erfindung lediglich zwei Regelklappen vorgesehen und erforderlich, wodurch sich der entsprechende Konstruktionsaufwand beträchtlich verringert, mit allen positiven Konsequenzen für Bauvolumen, Lagerhaltung, Montageaufwand und allgemeiner Kostenreduzierung. Auch reduziert sich die Regeltechnik nunmehr auf lediglich zwei Regelklappen, so daß die Einstellung der Teilströmungsmenge im Rückstrom durch das Filter während des Regenerationsbetriebes wesentlich vereinfacht wird.

Neuheit und technischer Fortschritt gegenüber dem zitierten Stand der Technik liegen somit auf der Hand. Auch konnte sich der Fachmann, da gerade von diesem Stand der Technik ausgegangen wird, keinerlei Anregung bezüglich der vorgeschlagenen Lösungsmerkmale holen, so daß damit auch die erforderliche Erfindungshöhe gegeben sein dürfte, womit die für einen Patentschutz die Voraussetzung bildenden Kriterien erfüllt sind.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Regelvorrichtung mit einem Blockbild einer zugeordneten Steuereinrichtung für eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung für den Fall des Regenerierens des Filters;

Fig. 2 die Vorrichtung von Fig. 1 für den Fall des Auffangens von Partikeln;

Fig. 3 den Querschnitt nach der Linie III-III in der Fig. 1;

Fig. 4 einen Flußplan der Steuerung der ersten und zweiten Regelklappe;

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer Regelvorrichtung mit einem Blockbild einer zugeordneten Steuereinrichtung für eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung für den Fall des Auffangens von Partikeln;

Fig. 6 die Vorrichtung von Fig. 5 für den Fall des Regenerierens des Filters;

Fig. 7 den Querschnitt nach der Linie VII-VII in der Fig. 5;

Fig. 8 eine Schrägansicht eines Stromauf-Verbindungsstücks;

Fig. 9 eine Ansicht des Stromauf-Verbindungsstücks;

Fig. 10 eine Unteransicht des Stromauf-Verbindungsstücks;

Fig. 11 den Schnitt nach der Linie XI-XI in der Fig. 9;

Fig. 12 eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Stromauf-Verbindungsstücks.

Die Fig. 1-3 zeigen die erste Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei Abgas von einem (nicht gezeigten) Dieselmotor durch ein Abgasrohr bzw. Auspuff 10 in Richtung der Pfeile strömt. Das Abgas- bzw. Auspuffrohr 10 ist in ein Haupt-Abgasrohr 12 sowie ein erstes Umleitrohr bzw. erste Bypass-Leitung 14 verzweigt. Am Haupt-Abgasrohr 12 ist ein Filter­ gehäuse 20 angebracht, das ein keramisches Filter 16 zum Auffangen von Partikeln und ein Heizelement 18, z. B. ein elektrisches Heizelement, für das Regenerieren des Filters 16 aufnimmt. Das erste Umleitrohr bzw. die erste Bypass-Leitung 14 ist mit dem Haupt-Abgasrohr 12 an einer stromauf vom Filter 16 und an einer stromab vom Heizelement 18 befindlichen Stelle verbunden, die im folgenden als Stromauf-Verbindungsteil sowie Stromab-Verbindungsteil bezeichnet werden. Das erste Umleitrohr 14 ist unter einer Neigung zum Haupt-Abgasrohr 12 an den Stromauf- sowie Stromab- Verbindungsteilen 22 bzw. 24 (bei Betrachtung in Fig. 1 und 2) angeordnet.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist das Stromab-Verbindungsteil (zweites Verbindungsteil) 24 im Querschnitt wie die Ziffer 8 durch Verbindung von zwei Kreisbogen ausgestaltet.

Das erste Ende (drittes Verbindungsteil) 32a eines zweiten Umleitrohres bzw. einer zweiten Bypass-Leitung 32 ist mit dem Haupt-Abgasrohr 12 zwischen dem Stromauf-Verbindungsteil (erstes Verbindungsteil) 22 und dem Filter 16 verbunden, während das zweite Ende (viertes Verbindungsteil) 32b des zweiten Umleitrohres bzw. der zweiten Bypass-Leitung 32 an das erste Umleitrohr 14 an dessen unterer Wand 14a nahe des Stromab- Verbindungsteils 24 angeschlossen ist. Eine erste Regelklappe 26, z. b. ein Flügelventil, ist nahe dem ersten Ende 32a des zweiten Umleitrohres 32 im Haupt-Abgasrohr 12 angeordnet. Wenn die erste Regelklappe 26 in ihrer horizontalen Lage ist (s. Fig. 2), die die erste Betriebsstellung ist, dann ist das Haupt-Abgasrohr 12 ganz geöffnet, während die erste Regelklappe 26 in ihrer zweiten Betriebsstellung (s. Fig. 1) das Haupt- Abgasrohr 12 verschließt, womit das erste Ende 32a des zweiten Umleitrohres 32 mit dem Haupt-Abgasrohr 12 zwischen der ersten Regelklappe 26 und dem Filter 16 verbunden ist.

Am Stromab-Verbindungsteil 24 ist eine zweite Regelklappe 28 angeordnet, die ein Flügelventilteil 27 sowie ein von ihrer horizontalen Welle 29 (bei Betrachtung von Fig. 3) sich auf­ wärts erstreckendes Plattenteil 30 umfaßt. Der Durchmesser des Flügelventilteils 27 ist derart, daß es in das erste Um­ leitrohr 14 eingeführt werden kann und das Plattenteil 30 in das Haupt-Abgasrohr 12 ragt. Die um die Welle 29 drehbare zweite Regelklappe 28 kann zwei Betriebsstellungen einnehmen, d.h. eine erste Stellung, in der die Regelklappe 28 nahezu horizontal liegt (s. Fig. 2), und eine zweite Stellung, in der diese zweite Regelklappe 28 annähernd vertikal steht (s. Fig. 1 und 3). In der ersten Betriebsstellung (Fig. 2) schließt die zweite Regelklappe 28 das erste Umleitrohr 14 sowie das zweite Ende 32b des zweiten Umleitrohres 32 durch das Flügelventilteil 27 und öffnet das Haupt-Abgasrohr 12, wobei sich das Plattenteil 30 nahezu parallel zum Abgasrohr 12 erstreckt und dieses vollständig öffnet. In der zweiten Betriebsstellung (Fig. 1 und 3) schließt das Flügelventilteil 27 der zweiten Regelklappe 28 den unteren Teil des ersten Um­ leitrohres 14, so daß eine Verbindung zwischen dem ersten Um­ leitrohr 14 und dem Haupt-Abgasrohr 12 zwischen dem Heizele­ ment 18 sowie der zweiten Regelklappe 28 besteht. Hierbei ist das zweite Ende 32b des zweiten Umleitrohres 32 mit dem Haupt- Abgasrohr 12 stromab von der zweiten Regelklappe 28 verbunden, und das Plattenteil 30 vermindert den Strömungsquerschnitt des Haupt-Abgasrohres 12. Zwischen dem Außenumfang des Plat­ tenteils 30 und dem Innenumfang des Haupt-Abgasrohres 12 ist, wie die Fig. 3 zeigt, eine Öffnung 33 abgegrenzt, so daß etwa neun Zehntel des durch das erste Umleitrohr 14 strömenden Ab­ gases zu einem Strömen stromab von der zweiten Regelklappe 28 durch die Öffnung 33 und der Rest des Abgases zum Strömen durch das Filtergehäuse 20 gebracht werden.

Die erste Regelklappe 26 wird von einem ersten Stellantrieb 34 sowie einem ersten Magnetventil 38 gesteuert, während die zweite Regelklappe 28 der Steuerung durch einen zweiten Stellan­ trieb 36 und ein zweites Magnetventil 40 unterliegt. Der erste und zweite Stellantrieb 34, 36 umfassen eine Membran 44, eine durch die Membran 44 abgegrenzte Unterdruckkammer 46, eine in dieser Kammer 46 befindliche komprimierte Feder 42 und eine an der Membran 44 befestigte Steuerstange 48. Die Steuerstange 48 des ersten Stellantriebs 34 ist mit der Welle 25 der ersten Regelklappe 26 verbunden, während die Steuerstange 48 des zweiten Stellantriebs 36 mit der Welle 29 der zweiten Regel­ klappe 28 verbunden ist. Die Unterdruckkammer 46 des ersten Stellantriebs 34 hat über das erste Magnetventil 38, das mit der Atmosphäre verbunden ist, Verbindung mit einem Unterdruck­ gefäß 50. Die Unterdruckkammer 46 des zweiten Stellantriebs 36 ist über das zweite Magnetventil 40, das ebenfalls mit der Atmosphäre in Verbindung steht, mit dem Unterdruckgefäß 50 verbunden. Wenn die beiden Magnetventile 38 und 40 erregt sind, so steht jede Unterdruckkammer 46 mit dem Unterdruckgefäß 50 in Verbindung, wobei die erste sowie zweite Regelklappe 26 bzw. 28 die zweite Betriebsstellung (Fig. 1) einnehmen. Sind die Magnetventile 38, 40 entregt, so steht jede Unterdruckkam­ mer 46 mit der Atmosphäre durch die jeweiligen Magnetventile 38, 40 in Verbindung, so daß die erste und zweite Regelklappe 26 bzw. 28 die erste Betriebsstellung (Fig. 2) einnehmen. Das Heizelement 18 ist über ein Relais 126 an eine Batterie 125 angeschlossen.

Das elektronische Steuergerät 60 ist als ein digitaler Com­ puter aufgebaut und umfaßt einen ROM 62, einen RAM 63, eine Zentraleinheit (CPU) 64, die von einem Mikroprozessor usw. gebildet wird, einen Eingabekanal 65 und einen Ausgabekanal 66. Der ROM 62, der RAM 63, die CPU 64, der Eingabe- sowie Ausgabekanal 65 und 66 sind untereinander durch einen bidirek­ tionalen Datenbus 61 verbunden. Ein Temperaturfühler 67 erfaßt die Motor-Kühlwassertemperatur, und dessen Ausgangssignal wird über einen A/D-Wandler 68 dem Eingabekanal 65 zugeführt. Ein zweiter Druckfühler 69 ist auf der (in Fig. 1) rechten Seite des Filters 16 am Filtergehäuse 20 angebracht, und das Ausgangssignal dieses Fühlers 69 wird über einen A/D-Wandler 70 dem Eingabekanal 65 zugeführt. Ein erster Druckfühler 71 ist (in Fig. 1) links vom Filter 16 am Filtergehäuse 20 befe­ stigt, und das Ausgangssignal dieses ersten Druckfühlers 71 wird über einen A/D-Wandler 72 dem Eingabekanal 65 zugeführt. Ein Motor-Drehzahlfühler 73 ermittelt die Drehzahl des Motors, und über einen A/D-Wandler 74 wird das Ausgangssignal dieses Fühlers 73 dem Kanal 65 eingegeben. Ein Beschleunigungsfühler 75 ermittelt eine Motorbelastung, und dessen Ausgangssignal gelangt über einen A/D-Wandler 76 zum Eingabekanal 65.

Der Ausgabekanal 66 ist mit dem Relais 126 über einen Treiber­ kreis 83, mit dem zweiten Magnetventil 40 über einen Treiber­ kreis 84 und mit dem ersten Magnetventil 38 über einen Trei­ berkreis 85 verbunden.

Die Fig. 4 zeigt eine Routine zur Steuerung der ersten und zweiten Regelklappe 26 bzw. 28.

Im Schritt 80 wird bestimmt, ob die Motorkühlwassertemperatur TW höher liegt als 60°C oder nicht. Wenn TW ≦ 60°C ist, so geht die Routine zum Schritt 81 über, in welchem das Heizelement 18 abgeschaltet wird. Im Schritt 82 werden dann das erste so­ wie zweite Magnetventil 38 bzw. 40 entregt, so daß deshalb die erste und zweite Regelklappe 26 sowie 28 die erste Be­ triebsstellung (Fig. 2) einnehmen, so daß das Abgas vom Diesel­ motor im Haupt-Abgasrohr 12 und durch das Filter 16 sowie das Heizelement 18 strömen kann und zur Atmosphäre abgeführt wird. In diesem Fall werden im Abgas enthaltene Partikel im Filter 16 abgefangen. Wenn der Wert von TW<60°C ist, so wird der Regeneriervorgang für das Filter 16 unterbunden. Das ge­ schieht deshalb, weil bei einer Bestimmung, daß der Motor im Aufwärmen und TW<60°C ist, wenn das Heizelement 18 während des Aufwärmens des Motors angeschaltet ist, die Batterie 125 völlig entladen werden kann, womit folglich die Stromversor­ gung des Fahrzeugs unterbrochen werden wird.

Wenn im Schritt 80 TW<60°C ist, so geht die Routine zum Schritt 83 über, in dem bestimmt wird, ob ein Flag F gesetzt ist oder nicht. Ist das Flag gesetzt, so erfolgt ein Übergang zum Schritt 89, so daß die Regenerierung des Filters 16 durch­ geführt wird. Ist das Flag F nicht gesetzt, dann geht die Routine zum Schritt 84 über, in dem Δ P aus der folgenden Gleichung berechnet wird:

ΔP = P₁-P₂

worin ist:
P₁ = ein vom ersten Druckfühler 71 erfaßter Druck,
P₂ = ein vom zweiten Druckfühler 69 erfaßter Druck.

Δ P gibt einen Druckabfall am Filter 16, d.h. das Ausmaß einer Verstopfung des Filters 16, wieder. Im Schritt 85 wird Δ Pm berechnet. Δ P ist ein Normal-Druckverlust des Filters 16 ent­ sprechend dem Laufzustand des Motors, und er wird vorher als eine Tabelle (Map) einer Motorbelastung und einer -drehzahl gespeichert. Anschließend wird im Schritt 86 Δ Pd aus der fol­ genden Gleichung berechnet:

ΔPd = ΔPm-ΔP

Auf der Grundlage von Δ Pd wird bestimmt, ob die Regenerie­ rung des Filters 16 durchgeführt wird oder nicht. Im Schritt 87 wird entschieden, ob Δ Pd=0 oder <0 ist oder nicht. Ist Δ Pd<0, so ist nach dem Übergang zum Schritt 81 und 82 der Prozeßzyklus beendet. Da in diesem Fall das Filter 16 nicht verstopft ist, wird dessen Regenerierung nicht durchgeführt.

Das Flag F wird für eine vorbestimmte Zeit, z.B. 10 min, vom Zeitpunkt seines Setzens im gesetzten Zustand gehalten. Im Schritt 89 wird das Heizelement 18 angeschaltet, und im Schritt 90 werden das erste sowie zweite Magnetventil 36 sowie 40 erregt, so daß folglich die erste und zweite Regelklappe 26 und 28 die zweite Betriebsstellung (Fig. 1) einnehmen, wo­ mit das Abgas vom Dieselmotor durch das erste Umleitrohr 14 zum Stromab-Verbindungsteil 24 strömt. Ein großer Teil des Abgases strömt stromab von der zweiten Regelklappe 28, während etwa ein Zehntel der Abgasströmung durch das Heizelement 18, das Filter 16, das zweite Umleitrohr 32 und das Haupt-Abgas­ rohr 12 in dieser Reihenfolge stromabwärts der zweiten Regel­ klappe 28 strömt.

Demzufolge kann die Abgasströmung im Filtergehäuse 20 zum Re­ generieren des Filters 16 durch die einzige erste Regelklappe 26 und die einzige zweite Regelklappe 28 umgekehrt werden, so daß der Aufbau der Abgasemission-Regelvorrichtung verein­ facht wird und der Einbau dieser Vorrichtung am Fahrzeug ohne Schwierigkeiten zu bewerkstelligen ist.

Da des weiteren das zweite Ende 32b des zweiten Umleitrohres 32 in das erste Umleitrohr 14 einmündet, kann das zweite Um­ leitrohr 32 durch Schließen des ersten Umleitrohres 14 ver­ schlossen und demzufolge die Größe der zweiten Regelklappe 28 vermindert werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Bestimmung, ob eine Rege­ nerierung des Filters 16 ausgeführt werden soll oder nicht, auf der Basis des integrierten Motor-Drehzahlwertes getrof­ fen werden kann.

Die zweite Regelklappe 28 kann gesteuert werden, indem das zweite Magnetventil 40 in einem Arbeitsspielverhältnis gesteuert wird.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei zu Fig. 1 gleichartige Komponenten mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind.

Gemäß den Fig. 5 und 6 umfaßt das Abgasrohr 10 ein Stromauf- Abgasrohr 100, ein Stromauf-Verbindungsstück 101, ein Stromab- Verbindungsstück 102 und ein Stromab-Abgasrohr 103. Das Filter 16 ist im Filtergehäuse 20 aufgenommen, welches zwischen dem Stromauf- und dem Stromab-Verbindungsstück 101 bzw. 102 angeordnet ist. Das rechte Ende des Stromauf-Abgasrohres 100 ist mit dem Stromauf-Verbindungsstück 101, das linke Ende des Stromauf-Abgasrohres 100 ist mit einem (nicht gezeigten) Abgaskrümmer verbunden. Das linke Ende des Stromab-Abgasrohres 103 ist mit dem Stromab-Verbindungsstück 102, das rechte Ende des Stromab-Abgasrohres 103 ist mit der Atmosphäre in Verbindung. Ein erstes und zweites Umleitrohr bzw. eine erste und zweite Bypass-Leitung 104 sowie 105 verbinden das Stromauf-Verbindungsstück 100 mit dem Stromab-Verbindungsstück 102. Wie die Fig. 7 zeigt, werden das erste und zweite Umleitrohr bzw. die erste und zweite Bypass-Leitung 104 sowie 105 von halbzylindrischen Teilen 106 sowie 107 und einer Trennwand 108 begrenzt, so daß die beiden Umleitrohre 104 und 105 einander benachbart sind. Im mittigen Abschnitt 109 sind die beiden Umleitrohre 104 und 105 verdreht, so daß das erste Umleitrohr 104 nahe dem Stromauf-Verbindungsstück 101 unter dem zweiten Umleitrohr 105 und nahe dem Stromab-Verbindungsstück 102 über dem zweiten Umleitrohr 105 angeordnet ist.

Das Stromauf-Verbindungsstück 101 ist mit einem Anschlußstück 110 versehen, das sich in Fig. 5 abwärts erstreckt, wobei ein erster und ein zweiter Kanal 111 sowie 112 (erstes Verbindungsteil 111 bzw. drittes Verbindungsteil 112) in dem Anschlußstück 110 durch eine Trennwand 113 abgegrenzt werden. Der erste und zweite Kanal 111 sowie 112 sind jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Umleitrohr 104 sowie 105 verbunden. Im Stromauf-Verbindungsstück 101 ist eine Regel- oder Umschalt­ klappe 114 angeordnet, die von einer oberhalb der Trennwand 113 befindlichen Welle 115 drehbar gelagert wird. Wenn die Regelklappe 114 eine erste Betriebsstellung (Fig. 5) einnimmt, so schließt sie den ersten sowie zweiten Kanal 111 bzw. 112 und verbindet das Stromauf-Abgasrohr 100 mit dem Filterge­ häuse 20. Nimmt die Regelklappe 114 eine zweite Betriebsstel­ lung (Fig. 6) ein, so öffnet sie den ersten sowie zweiten Ka­ nal 111 bzw. 112 und sperrt die Verbindung zwischen dem Strom­ auf-Abgasrohr 100 sowie dem Filtergehäuse 20. Die Regelklappe 114 ist über die Stange 48 mit dem ersten Stellantrieb 34 zu ihrer Steuerung verbunden. Der erste Stellantrieb 34 wird mit­ tels des ersten Magnetventils 38 durch das elektronische Steu­ ergerät 60 gesteuert.

Die Fig. 8-11 zeigen das Stromauf-Verbindungsstück 101 und die Regel- oder Umschaltklappe 114. Diese Klappe 114 ist ein scheibenartiges Flügelventil, das in seiner horizontalen Lage, d.h. der ersten Betriebsstellung, den ersten sowie zweiten Kanal 111 bzw. 112 schließt und einen im Stromauf-Verbindungs­ stück 101 befindlichen horizontalen Kanal 116 öffnet. Wie die Fig. 9 zeigt, hat der horizontale Kanal 116 einen halbkreis­ förmigen Querschnitt, während an der Trennwand 113 eine halb­ kreisförmige Ausnehmung 117 ausgebildet ist. Ist die Regel­ klappe 114 in einer vertikalen Lage, d.h. in ihrer zweiten Betriebsstellung (Fig. 6), so öffnet sie den ersten sowie zwei­ ten Kanal 111 bzw. 112 und schließt den horizontalen Kanal 116.

Gemäß den Fig. 5 und 6 ist das Stromab-Verbindungsstück 102 mit einem abwärts gerichteten Anschlußstück 118 versehen, in dem durch eine Trennwand 121 ein dritter sowie vierter Kanal 119 bzw. 120 (zweites Verbindungsteil 119 bzw. viertes Verbindungs­ teil 120) abgegrenzt sind, die jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Umleitrohr 104 bzw. 105 in Verbindung stehen. Die Ausnehmung 117, die an der Trennwand 113 ausgebildet ist, ist an der Trennwand 121 nicht vorhanden, so daß diese Wand 121 sich bis zum unteren Teil des horizontalen Kanals 122 er­ streckt. Durch eine Welle 124 wird eine Strömungsregelklappe 123 drehbar gelagert, die in ihrer waagerechten Lage, d.h. in ihrer ersten Betriebsstellung (Fig. 5), den dritten Kanal 119 sowie den horizontalen Kanal 122 öffnet und in ihrer vertikalen Lage, d.h. der zweiten Betriebsstellung (Fig. 6), mit ihrem oberen Ende mit der oberen Innenwand des horizontalen Kanals 122 in Berührung ist, wobei das untere Ende der Strömungsre­ gelklappe 123 am dritten Kanal 119 angeordnet ist. Der vierte Kanal 120 steht ständig mit dem horizontalen Kanal 122 in Ver­ bindung. Die Strömungsregelklappe 123 ist über die Stange 48 mit dem zweiten Stellantrieb 36 zu ihrer Steuerung verbunden. Der zweite Stellantrieb 36 wird mittels des zweiten Magnet­ ventils 40 vom Steuergerät 60 gesteuert.

Das elektrische Heizelement 18 ist (in Fig. 5 und 6) im Fil­ tergehäuse 20 auf der rechten Seite des Filters 16 angeord­ net und über ein Relais 126 an eine Batterie 125 angeschlos­ sen. Zum Regenerieren des Filters 16 wird dem Heizelement 18 Strom zugeführt, so daß dieses Hitze abstrahlt, wodurch im Filter 16 aufgefangene Partikel entzündet und verbrannt werden. Ein Druckfühler 127 ist am Stromauf-Abgasrohr 100 an­ gebracht, und das Ausgangssignal dieses Fühlers 127 wird über einen A/D-Wandler 128 dem Eingabekanal 65 zugeführt. Durch Vergleich des vom Druckfühler 127 ermittelten Drucks mit dem auf der Motordrehzahl und -last beruhenden Normaldruck wird bestimmt, ob eine Regenerierung des Filters 16 ausgeführt wird oder nicht. Die Umschaltklappe 114 und die Strömungsregelklap­ pe 123 werden durch das elektronische Steuergerät 60 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform gesteuert.

Wenn Partikel aufgefangen werden sollen, nehmen die Umschalt­ klappe 114 und die Strömungsregelklappe 123 die erste Be­ triebsstellung (Fig. 5) ein, womit die Umschaltklappe 114 den ersten sowie zweiten Kanal 111, 112 schließt und die Strö­ mungsregelklappe 123 den horizontalen Kanal 122 sowie den dritten Kanal 119 völlig öffnet. Insofern strömt Abgas vom Stromauf-Abgasrohr 100 durch das Stromauf-Verbindungsstück 101 in das Filtergehäuse 20 sowie durch das Filter 16 und das Heizelement 18 zum Stromab-Verbindungsstück 102, worauf es durch das Stromab-Abgasrohr 103 zur Atmosphäre abgeführt wird. In diesem Fall werden im Abgas enthaltene Partikel durch das Filter 16 abgefangen.

Zum Regenerieren des Filters 16 nehmen die Umschaltklappe 114 und die Strömungsregelklappe 123 ihre zweite Betriebsstel­ lung (Fig. 6) ein, wobei die Umschaltklappe 114 den horizon­ talen Kanal 116 in einen stromaufwärtigen sowie einen strom­ abwärtigen Kanalabschnitt teilt und den ersten sowie zweiten Kanal 111 sowie 112 öffnet. Die Strömungsregelklappe 123 schließt den oberen Teil des horizontalen Kanals 122 und teilt das obere Ende des dritten Kanals 119 in einen linken sowie einen rechten Abschnitt. Insofern strömt Abgas vom Stromauf- Abgasrohr 100 in das erste Umleitrohr 104 sowie zum dritten Kanal (zweites Verbindungsteil) 119, von dem Abgas zum Filter­ gehäuse 20 sowie zum Stromab-Abgasrohr 103 strömt. Das in das Filtergehäuse 20 eintretende Abgas strömt durch das Heizele­ ment 18, das Filter 16 und das Stromauf-Verbindungsstück 101 zum zweiten Umleitrohr 105, von dem das Abgas über das Stromab- Abgasrohr 103 zur Atmosphäre abgeführt wird. In diesem Fall wird das Heizelement 18 eingeschaltet, so daß es Hitze abgibt, wodurch im Filter 16 aufgefangene Partikel entzündet und ver­ brannt werden.

Das erste und zweite Umleitrohr 104 und 105 sind einander be­ nachbart am Stromauf-Verbindungsstück 101 angeschlossen, wo­ bei die einzelne Umschaltklappe 114 an diesem Stromauf-Verbin­ dungsstück 101 angeordnet ist. In gleichartiger Weise sind das erste und zweite Umleitrohr 104 sowie 105 einander benach­ bart an das Stromab-Verbindungsstück 102 angeschlossen, wobei die einzelne Strömungsregelklappe 123 an diesem Verbindungs­ stück 102 vorhanden ist. Insofern sind lediglich die einzige Umschaltklappe 114 und die einzige Strömungsregelklappe 123 erforderlich, um die Strömung im Filtergehäuse 20 umzukehren, wenn das Filter 16 regeneriert wird. Da ferner die Anzahl der Stellantriebe 34 und 36 der Anzahl der Klappen 114 und 123 entspricht, kann im Vergleich zur Vorrichtung nach dem Stand der Technik die Anzahl der Stellantriebe vermindert und damit der Aufbau der Abgasemission-Regelvorrichtung wie auch die Steuerung der Klappen 114 und 123 vereinfacht werden.

Es ist zu bemerken, daß bei der zweiten Ausführungsform das untere Ende der Strömungsregelklappe 123 mit dem oberen Ende der Trennwand 121 in Berührung kommen und eine Ausnehmung oder eine Öffnung an dieser Berührungsstelle ausgebildet sein kann.

Die Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform für das Strom­ auf-Verbindungsstück 101 und die Umschaltklappe 114. Bei die­ sem Verbindungsstück 101 ist ein zylindrischer Stutzen 131 mit dem Stromauf-Abgasrohr 100 (Fig. 5 und 6) verbunden, wäh­ rend ein zylindrischer Stutzen 132, der an das Filtergehäuse 20 angeschlossen ist, im rechten Winkel zum Stutzen 131 liegt. Der erste Kanal 111, der mit dem ersten Umleitrohr 104 verbun­ den ist, hat einen größeren Strömungsquerschnitt als der zwei­ te, mit dem zweiten Umleitrohr 105 verbundene Kanal 112. Die Umschaltklappe 114 wird von der Welle 115 drehbar gelagert und schließt in ihrer ersten, mit ausgezogenen Linien dargestell­ ten Betriebsstellung den ersten sowie zweiten Kanal 111 bzw. 112, während sie in der zweiten, gestrichelt angegebenen Be­ triebsstellung den ersten Kanal 111 mit dem Stromauf-Abgas­ rohr 100 und den zweiten Kanal 112 mit dem Filtergehäuse 20 verbindet. Die Anwendung dieser Ausführungsform ermöglicht das Erreichen von zur zweiten Ausführungsform gleichartigen Wirkungen.

Claims (8)

1. Rußfilterregenerations-Regelvorrichtung für einen Dieselmotor in dessen Auspuffrohr ein Filter zur Reinigung des Abgasstromes von unverbrannten Feststoffpartikeln vorgesehen ist, mit einem nahe dem Filter angeordneten Heizelement sowie einer ersten und einer zweiten Bypass-Leitung zur Umgebung des Rußfilters, die jeweils über mit je einer Stelleinrichtung versehenen Regelklappen zur Durchführung des Normalbetriebes einerseits und der Filterregeneration im Rückstrom durch das Filter andererseits einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Regelklappe (26, 114) stromaufwärtig zum Filter (16) und eine zweite Regelklappe (28, 123) stromabwärtig zum Filter (16) angeordnet und mittels eines Steuergerätes (60) über jeweilige Stellantriebe (34, 36) derart einstellbar sind, daß bei Normalbetrieb die erste und die zweite Bypass-Leitung (14, 104; 32, 105) geschlossen sind, während im Regenerationsbetrieb die zweite Bypass-Leitung (32, 105) geöffnet ist, und die erste Bypass-Leitung (14, 104) einem Teilabgasstrom zum Heizelement (18) und Filter (16) und einen zweiten Teilabgasstrom nach außen abführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste sowie zweite Umleitrohr (14, 32) ineinander übergehen und die zweite Regelklappe (28) so angeordnet ist, daß bei einem Abfangen von Partikeln die erste sowie zweite Bypass-Leitung (14, 32) schließt und bei einem Regenerieren des Filters (16) die erste Bypass-Leitung (14) mit dem Auspuffrohr (10, 12) stromauf der zweiten Regelklappe (28) und das zweite Umleitrohr (32) mit dem Auspuffrohr (10, 12) stromab von der zweiten Regelklappe (28) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Umleitrohr (14) mit einer Neigung in das Auspuffrohr (10, 12) mündet, daß die zweite Regelklappe (28) an der Mündung vorgesehen ist und daß die Verbindung der ersten und zweiten Bypass-leitung (11, 32) nahe der Mündung angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Regelklappe (28) ein Flügelventilteil (27) sowie ein Plattenteil (30) umfaßt und bei einem Abfangen von Partikeln das Flügelventilteil (27) die erste sowie zweite Bypass-Leitung (14, 32) schließt und bei einem Regenerieren des Filters (16) das Plattenteil (30) einen Strömungsquerschnitt des Auspuffrohres (12) vermindert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt der ersten Bypass-Leitung (14, 104, 111) größer als der Strömungsquerschnitt der zweiten Bypass-Leitung (32, 105, 112) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckfühler (127) vorgesehen ist und das Steuergerät (60) bezüglich der Durchführung einer Regenerierung des Filters (16) auf der Grundlage des von dem Druckfühler ermittelten Drucks des Abgases entscheidet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Druckfühler (71) stromoberhalb des Filters (16) und ein zweiter Druckfühler (69) stromabwärts des Filters (16) vorgesehen ist und das Steuergerät (60) über die Durchführung der Regenerierung des Filters (16) auf der Grundlage des durch den ersten sowie zweiten Druckfühler ermittelten Druckverlustes entscheidet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen integrierten Drehzahlwert des Motors ermittelnde Einrichtung vorgesehen ist und das Steuergerät (60) über die Durchführung der Regenerierung des Filters auf der Grundlage des integrierten Motor-Drehzahlwertes entscheidet.