(57)【要約】【課題】特に自動車の内燃エンジン（１）用の排気システム（２）を提供する。【解決手段】本排気システムは、内燃エンジンからの排気ガスを処理するために酸化触媒（４）を備えた排気ライン（３）を有している。内燃エンジンの低温始動時により迅速に酸化触媒を加熱できるように、予酸化ユニット（５）が排気ライン（３）中の酸化触媒より上流に設けられ、二次燃料供給源（６）に接続されている。また、この予酸化ユニットは、触媒加熱動作で酸化剤によって二次燃料を部分的に酸化し、かつ部分的に酸化された中間生成物が酸化触媒に供給されて完全に酸化されるように、設計されている。【選択図】      図１
2006118500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車の内燃エンジン（１）用の排気システムであって、
酸化触媒（４）が内燃エンジン（１）からの排気ガスを処理するために中に配置されている排気ライン（３）を具備し、
予酸化ユニット（５）が、この排気ライン（３）中の酸化触媒よりも上流に配置され、二次燃料供給源（６）に接続され、触媒加熱動作で供給される二次燃料を酸化剤によって部分的に酸化し、かつ部分的に酸化された中間生成物が前記酸化触媒（４）に供給されて完全に酸化されるように設計されている排気システム。
【請求項２】
二次空気供給源（８）が、予酸化ユニット（５）に酸化剤を供給するために設けられており、および／または、
ブランチライン（９）が、コンプレッサーの端部でターボチャージャー（１２）から分岐し、前記予酸化ユニット（５）に酸化剤を供給するためにこの予酸化ユニット（５）につながっていることを特徴とする請求項１の排気システム。
【請求項３】
排熱交換器（１６）が、前記排気ライン（３）中の酸化触媒（４）よりも下流に設けられており、内燃エンジン（１）のエンジン冷却システム（１７）に接続されていることを特徴とする請求項１または２の排気システム。
【請求項４】
制御可能なバイパスライン（２１）が設けられ、前記排熱交換器（１６）をバイパスしていることを特徴とする請求項３の排気システム。
【請求項５】
空調冷却システム（２５）が、前記エンジン冷却システム（１７）に接続され、吸着または吸収冷却マシン（２６）と空調熱交換器（２７）とを有しており、この空調熱交換器は、冷却されるスペース（２０）に、特に自動車内部に供給される空気のストリーム（１９）を冷却するように働くことを特徴とする、請求項３または４の排気システム。
【請求項６】
前記エンジン冷却システム（１７）は、加熱されるスペース（２０）に、特に自動車内部に供給される空気のストリーム（１９）を加熱するように働く加熱用熱交換器（１８）を有していることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１の排気システム。
【請求項７】
窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）が、排気ライン（３）中の排熱交換器（１６）よりも下流に設けられていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１の排気システム。
【請求項８】
粒子状のフィルタ（２４）が、排気ライン（３）中の前記酸化触媒（４）と排熱交換器（１６）との間に設けられていることを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１の排気システム。
【請求項９】
前記予酸化ユニット（５）には、部分的な酸化を起こしてそれを維持するために点火装置（３０）が設けられ、もしくは、
前記予酸化ユニット（５）には、部分的な酸化を起こしてそれを維持するために少なくとも１つの触媒コンバータ（３６；３８，３９）が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１の排気システム。
【請求項１０】
前記触媒コンバータ（３６；３８，３９）は、触媒コーティングを備えた多孔性の触媒コンバータボディ（３７）を有していることを特徴とする請求項９の排気システム。
【請求項１１】
前記予酸化ユニット（５）は、第１の触媒コンバータ（３８）と、これより下流にある第２の触媒コンバータ（３９）とを有し、また、
前記予酸化ユニット（５）は、前記第１の触媒コンバータ（３９）よりも上流でこの予酸化ユニット（５）中に酸化剤を導入する第１の酸化剤供給器（４０）と、予酸化ユニット（５）中へ、前記第１の触媒コンバータ（３８）と第２の触媒コンバータ（３９）との間で酸化剤を導入する第２の酸化剤供給器（４１）とを有していることを特徴とする請求項９または１０の排気システム。
【請求項１２】
前記予酸化ユニット（５）は、前記二次燃料供給物を蒸発させる蒸発器ユニット（３１）を有していることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１の排気システム。
【請求項１３】
前記蒸発器ユニット（３１）は、電気的に加熱される多孔性蒸発ボディ（３２）を有していることを特徴とする請求項１２の排気システム。
【請求項１４】
特に自動車の内燃エンジン（１）の排気システム（２）を作動させる方法であって、内燃エンジン（１）の低温始動において排気システム（２）の酸化触媒（４）を加熱するための触媒加熱動作で、二次燃料が、予酸化ユニット（５）内で酸化剤によって部分的に酸化され、酸化触媒（４）内で完全に酸化される方法。
【請求項１５】
前記触媒加熱動作の開始時に、二次燃料は、予酸化ユニット（５）内の酸化剤によって完全に酸化されていることを特徴とする請求項１４の方法。
【請求項１６】
前記予酸化ユニット（５）は、供給される酸化剤の量を調節することによって完全な酸化動作と部分的な酸化動作との間で、またこれに加えて、予酸化ユニット（５）が二次燃料を蒸発するために設けられている場合には蒸発動作との間で、切り替え可能であることを特徴とする請求項１４もしくは１５の方法。
【請求項１７】
予酸化ユニットの前記完全な酸化動作は、化学量論の量および／または化学量論を超えた量の酸化剤を供給することによって設定され、および／または、
予酸化ユニット（５）の前記部分的な酸化動作が、化学量論に満たない量の酸化剤を供給することによって制御され、および／または、
酸化剤が供給されないように、予酸化ユニット（５）の蒸発動作が制御されることを特徴とする請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記酸化剤は、二次空気中に含まれた酸素であることを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれか１の方法。
【請求項１９】
前記二次空気は、内燃エンジン（１）が止められているときに二次空気供給源（８）によって予酸化ユニット（５）に供給され、および／または、
前記二次空気は、二次空気供給源（８）によって、または、内燃エンジン（１）のターボチャージャー（１２）のコンプレッサー側で空気が方向転換されることによって、内燃エンジン（１）が作動中に予酸化ユニット（５）に供給されることを特徴とする請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記排熱交換器（１６）を利用して前記内燃エンジン（１）の排気ガスから熱が引き出され、内燃エンジン（１）を加熱し、および／または、スペース（２０）、特に自動車内部を加熱するのに適しているエンジン冷却システム（１７）に供給されることを特徴とする請求項１４ないし１９のいずれか１の方法。
【請求項２１】
前記二次燃料は、予酸化ユニット（５）内で内燃エンジン（１）の排気ガスの温度を上昇させるための付加的な加熱動作で、部分的に酸化されて酸化触媒（４）に供給されることを特徴とする請求項２０の方法。
【請求項２２】
予備的な加熱動作で、内燃エンジン（１）が止められているとき、予酸化ユニット（５）には、二次空気供給源（８）によって酸化剤が供給され、二次燃料供給源（６）によって二次燃料が供給され、
前記二次燃料は、電気ヒータ（３３）によって蒸発され、二次空気と混合され、部分的に酸化され、
この部分的に酸化された中間生成物は、前記酸化触媒（４）内で完全に酸化されることを特徴とする請求項２０または２１の方法。
【請求項２３】
前記酸化触媒（４）と排熱交換器（１６）との間に設けられた粒子状のフィルタ（２４）が、付加的な加熱動作または予備的な加熱動作中に再生処理され、および／または、前記酸化触媒（４）が、加熱されることを特徴とする請求項２１または２２の方法。
【請求項２４】
前記二次燃料は、前記予酸化ユニット（５）内の電気的に加熱される蒸発器の表面で蒸発され、酸化剤と混合され、この混合物は、点火装置（３０）で点火されることを特徴とする請求項１４ないし２３のいずれか１の方法。
【請求項２５】
前記二次燃料は、予酸化ユニット（５）内の電気的に加熱される蒸発器の表面で蒸発され、酸化剤と混合され、この混合物は、触媒（３６；３８，３９）の中または表面で部分的に反応されることを特徴とする請求項１４ないし２３のいずれか１の方法。
【請求項２６】
前記二次燃料の部分的な酸化は、水素ガスが中間生成物として形成されるように行なわれることを特徴とする請求項１４ないし２５のいずれか１の方法。
【請求項２７】
前記内燃エンジン（１）が止められているとき、酸化触媒（４）より下流に配置された窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）の再生処理が、窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）の再生処理に適した還元性雰囲気が排気ガス中に生成されるように、予酸化ユニット（５）内の二次燃料を蒸発させてこの気体状の二次燃料を酸化剤と混合せずに内燃エンジン（１）の排気ガス中に供給することにより、所定の排気ガスの温度より高い温度で果たされ、
前記内燃エンジン（１）が作動しているとき、酸化触媒（４）より下流に配置された窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）の再生処理が、窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）の再生処理に適した還元性雰囲気が排気ガス中に生成されるように、予酸化ユニット（５）内で酸化剤によって二次燃料を部分的に酸化させてこの部分的に酸化された中間生成物を内燃エンジン（１）の排気ガス中に供給することにより、所定の排気ガスの温度より低い温度で果たされ、
前記内燃エンジン（１）が止められているとき、酸化触媒（４）より下流に配置された窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）の再生処理が、窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）の再生処理に適した還元性雰囲気を有する混合物が形成されて窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）に供給されるように、予酸化ユニット（５）内で酸化剤によって二次燃料を部分的に酸化することによって、果たされる、ことを特徴とする請求項１４ないし２６のいずれか１の方法。
【請求項２８】
前記内燃エンジン（１）への新しい空気の供給は、排気ガス中に還元性雰囲気を生成するように付加的に絞られることを特徴とする請求項２７の方法。
【請求項２９】
前記部分的な酸化は、中間生成物として水素ガスおよび一酸化炭素が生成されるように行なわれることを特徴とする請求項２７もしくは２８の方法。
【請求項３０】
酸化触媒（４）より下流に配置された窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）が所定の最大限可能な温度よりも高い排気ガスの温度で、前記酸化触媒（４）と窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）との間に配置された排熱交換器（１６）によって、前記排気ガスから熱が引き出されることを特徴とする請求項１４ないし２９のいずれか１の方法。
【請求項３１】
前記酸化触媒（４）より下流に配置された窒素酸化物保存触媒コンバータ（２３）の脱硫酸化が、予酸化ユニット（５）内で酸化剤によって二次燃料を部分的に酸化させ、この部分的に酸化された二次燃料を、窒素酸化物保存触媒コンバータの脱硫酸化に適した還元性の熱い混合物が形成される程度まで酸化触媒（４）内で酸化することによって、果たされることを特徴とする請求項１４ないし３０のいずれか１の方法。
【請求項３２】
排熱交換器（１６）を用いて内燃エンジン（１）の前記排気ガスから熱が引き出され、この熱が、スペース（２０）、特に自動車内部を冷却するのに適した吸着および吸収冷却マシン（２６）に供給されることを特徴とする請求項１４ないし３１のいずれか１の方法。
【請求項３３】
前記冷却動作では、前記内燃エンジン（１）の排気ガスの温度が、予酸化ユニット（５）内で二次燃料を部分的に酸化させ、これを酸化触媒（４）に供給することによって上昇されることを特徴とする請求項３２の方法。
【請求項３４】
前記内燃エンジン（１）が止められた状態での補助的な冷却動作では、予酸化ユニット（５）に、二次空気供給源（８）によって酸化剤が供給され、二次燃料供給源（６）によって二次燃料が供給され、
前記二次燃料は、電気ヒータ（３３）によって予酸化ユニット（５）内で蒸発され、二次空気と混合され、部分的に酸化され、
前記部分的に酸化された中間生成物は、酸化触媒（４）内で完全に酸化される、ことを特徴とする請求項３２または３３の方法。
【請求項３５】
前記酸化触媒（４）と排熱交換器（１６）との間に配置された前記粒子状のフィルタ（２４）は冷却動作または補助的な冷却動作の間に再生処理され、および／または、酸化触媒（４）は加熱されることを特徴とする請求項３３もしくは３４の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車の内燃エンジン用の排気システムと、夫々の作動方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
本排気システムは、通常は、少なくとも１つの酸化触媒コンバータを内燃エンジンからの排気ガスを処理するために備えた排気ラインを有している。
【０００３】
内燃エンジンが一定期間にわたって止められているとき、エンジンと、排気システムのようなその部品とは、周辺温度に下がる。低温始動（cold start）と呼ばれるようにこの周辺温度まで冷えた状態で内燃エンジンが始動されると、関連した部品に行き渡った低温が原因で汚染物質の排出が増える。未燃のまたは不完全に燃焼された（または全く燃焼されていない）炭化水素を酸化触媒で酸化する効果が、特に作動温度以下の温度では明らかに減少する。高く厳しい環境上の安全要求事項を満たすために、内燃エンジンの低温始動位相が可能な限り短くされるように設計することが好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、改良された実施形態または異なる実施形態の排気システム、および／または、特に低温始動位相を短くできる夫々の作動方法を提供するという問題に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この問題は、本発明に関われば、独立請求項の目的によって解決される。有益な実施形態が、従属請求項の目的である。
【０００６】
本発明は、予酸化ユニットを利用して二次燃料を酸化させ、発生された部分的に酸化された中間生成物を酸化触媒へ供給するという概念に基づいている。適当な酸化剤、好ましくは二次空気からの酸素によって果たされる部分的な酸化により、高反応性の混合物である部分的に酸化された中間生成物が生成され得る。この混合物は、反応され、即ち、酸化触媒内で比較的低温であっても完全に酸化される。例えば、二次燃料の長鎖炭化水素、即ち、ガソリンまたはディーゼルは、より高い反応性を有する比較的短い鎖の炭化水素に酸化される。同時に、部分的な酸化によって熱が放出され、酸化触媒の温度の上昇につながる。排気ラインを介して酸化触媒に供給される混合物の反応性が高いことにより、付加的な熱が放出されて酸化触媒の温度もまた上昇されるように、酸化触媒中で酸化触媒の“通常の”作動温度よりも著しく低い温度でも混合物が変えられる。本発明によれば、このようにして、低温始動の際に酸化触媒の温度が非常に迅速に上昇される。この結果、酸化触媒の温度は迅速に作動温度に達し、内燃エンジンの排気ガスに対して望ましい洗浄効果を示す。酸化触媒のための低温始動位相が短縮されることから、低温始動における内燃エンジンの排気が減じられ得る。
【０００７】
特に有益な実施形態に関われば、予酸化ユニットは、低温であっても特に高く反応することによって部分的に酸化された中間生成物として気体状の水素が形成されるように設計されている。
【０００８】
本発明の他の重要な特徴および利点は、下位請求項、図面、および図面に基づいた図の夫々の説明から得られる。
【０００９】
上述された特徴と以下に説明される特徴とが、本発明の範囲を逸脱することなく、挙げられている特別な組み合わせだけでなく他の組み合わせまたは単独でも使用され得ることが明らかである。
【００１０】
本発明の好ましい典型的な実施形態は、図面に示され、以下の説明により詳しく説明されている。詳細な説明では、同等の、または機能的に同じか類似した部品を示すのに同じ参照符号が使用されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１によれば、内燃エンジン１、例えばガソリンエンジン、好ましくはディーゼルエンジンに、排気システム２が設けられている。このようなエンジンは、特に自動車などに設けられ得る。排気システム２は、動作中に内燃エンジン１によって発生された排気ガスを内燃エンジンから離れる方向へ運ぶ排気ライン３を有している。排気ライン３は、内燃エンジン１からの排気ガスを処理するために使用される少なくとも１つの酸化触媒４を有している。この酸化触媒は、特に、燃焼処理中に内燃エンジン１の燃焼室内で完全燃焼されなかった燃料の残留物を基本的には完全に酸化するものであり、従って、内燃エンジン１の排気を減じる。
【００１２】
本発明に係われば、この排気システムには、排気ライン３中の酸化触媒４よりも上流に配置された予酸化ユニット５が設けられている。予酸化ユニット５に接続された二次燃料供給源６は、内燃エンジン１用の燃料供給源（図示されず）とは別に作動する。内燃エンジン１が止められているときでさえ二次燃料供給源６が別個に作動できるように、本発明の二次燃料供給源６には、専用の燃料ポンプ７が設けられている。二次燃料供給源６は、二次燃料を予酸化ユニット５に供給可能である。これは便宜上、内燃エンジン１に供給されるものと同じ燃料、即ち、ガソリンまたはディーゼルである。
【００１３】
予酸化ユニット５はまた、適当な酸化剤によって二次燃料供給物を酸化し、これによって、予酸化ユニット５によって排気ライン３中に送られる部分的に酸化された中間生成物を生じるように設計されている。これらの部分的に酸化された中間生成物は、この後、酸化触媒４内で完全に酸化される。
【００１４】
好ましい酸化剤は酸素であり、基本的には、内燃エンジン１から貧弱な排気ガスを取り除くことができる。しかしながら、例えば二次空気供給源８の形状、および／または、ブランチライン９の形状の別個の空気供給源が、予酸化ユニット５のために設けられていると好ましい。
【００１５】
別個の二次空気供給源８は、内燃エンジン１とは別に作動する。即ち、内燃エンジン１が止められているときでも作動する。かくして、二次空気供給源８は、ファンおよび／またはポンプ１０を有し、また任意で、予酸化ユニット５中に開きポンプ１０に対して閉鎖される逆止弁１１を有していてよい。
【００１６】
これとは対照的に、ブランチライン９は、ターボチャージャー１２のコンプレッサー側に接続されており、かくして、二次空気のような圧縮された新しい空気を予酸化ユニット５に供給することができる。本発明のブランチライン９は、弁１５によって制御可能に開閉される。本明細書で示されている典型的な実施形態では、ターボチャージャー１２は、排気ライン３中の予酸化ユニット５よりも上流に配置されたタービン１３と、分岐したブランチライン９を備えたコンプレッサー１４とを備えた排気ターボチャージャーである。ターボチャージャー１２はまた、機械的なチャージャーのような他の適当なチャージ装置であってもよいことが明らかである。
【００１７】
更に、排熱交換器１６がまた、排気ライン３内の酸化触媒４よりも下流に設けられている。排熱交換器１６は、内燃エンジン１を冷却するように働くエンジン冷却システム（流体回路）１７に接続されている。このエンジン冷却システム１７用の対応している冷却器は、本明細書では示されていない。エンジン冷却システム１７は、本明細書では、加熱用熱交換器１８を収容しており、この加熱用熱交換器によって、空気のストリーム１９が加熱され、例えば、加熱されるスペース２０に供給され得る。このスペース２０は便宜上、自動車の内部にある。更に、エンジン冷却システム１７はまた、内燃エンジン１の低温始動において、排熱交換器１６によって排気ガスから熱を取り除いてエンジン冷却システム１７を通してこの熱を内燃エンジン１に供給することによって内燃エンジン１を更に急速に加熱するために、使用可能である。更に、内燃エンジン１が通常の動作中に余分な熱を発生しない場合には、それにも関わらず、排熱交換器１６によって内燃エンジン１の排気ガスから必要な分の熱が引き出され得ることから、空気のストリーム１９がエンジン冷却システム１７によって加熱され得る。内燃エンジン１が止められているときでさえも、予酸化ユニット５により特にこれが酸化触媒４と協力して暖かい排気ガスが発生され得るため、空気のストリーム１９の加熱は基本的に可能である。また、この暖かい排気ガスの熱は、排熱交換器１６によってエンジン冷却システム１７へ、および加熱用熱交換器１８によって空気のストリーム１９へと移動され得る。
【００１８】
エンジン冷却システム１７への熱移動が好ましくないときには、バイパスライン２１が駆動され、排熱交換器１６へとバイパスする。バイパスライン２１は、例えば弁２２によって制御され得る。
【００１９】
また、排気システム２には、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３が設けられ得る。この窒素酸化物保存触媒コンバータは便宜上、排気ライン３中の排熱交換器１６より下流に設けられている。排気ラインのこの領域では、排気システム２が、上流の尿素測定システムを備えた選択接触還元（ＳＣＲ）触媒を有していると有利である。更に、排気システム２には、排気ライン３中の酸化触媒４と排熱交換器１６との間に便宜上設けられている粒子状のフィルタ２４が設けられ得る。
【００２０】
図１に示されている排気システム２により、排気システム２が適切な形で作動されている場合に幾つかの異なる機能が果たされ得る。本発明の排気システム２を作動する作動方法が、幾つかの設計変形例と共に以下に説明されている。
【００２１】
内燃エンジン１の低温始動では、排気システム２によって触媒加熱動作が果たされ得る。この排気システム２を用いれば、酸化触媒４の特に迅速な加熱が果たされ得る。触媒加熱動作では、二次燃料が、酸化剤、例えば、二次空気供給源８またはブランチライン９からの二次空気や、内燃エンジン１の貧弱な動作での内燃エンジン１の排気ガスからの余分な酸素などによって予酸化ユニット５内で部分的に酸化される。二次燃料が部分的に酸化される場合、無駄熱が生じ、酸化触媒４の加熱に貢献する。更に、二次燃料が部分的に酸化されると、高反応性の中間生成物、特に短鎖炭化水素が形成され、これは、酸化触媒４内で低温であっても基本的には完全に酸化され得る。この完全な酸化により、酸化触媒４に付加的な熱が放出され得る。かくして、全体的に、酸化触媒４の温度が、急速に上昇され得る。同時に、排熱交換器１６を介して比較的暖かい排気ガスから熱が引き出され、内燃エンジン１に供給され得る。その結果、内燃エンジン１の加速的な加熱が果たされ得る。従って、全体的に、低温始動処理が相当に短くされて、一方では汚染につながる排気が減じられ、他方では内燃エンジン１の低温始動の消費が減じられるのと同様にその磨耗も少なくされる。
【００２２】
予酸化ユニット５のデザインに応じて、および／または、酸化触媒４の温度に応じて、触媒加熱動作の開始時に、予酸化ユニット５内で夫々の酸化剤によって二次燃料を完全に酸化することが都合がよい。例えば、夫々の部分的に酸化された中間生成物が、酸化触媒４内で夫々の触媒温度で、完全にはまたは全く酸化され得ない場合などが当てはまる。予酸化ユニット５から二次燃料の部分的な酸化に切り替えるスイッチがあるときには、予酸化ユニット５内で二次燃料を完全に酸化することにより、部分的な中間生成物が酸化触媒４内で完全に酸化され得るように酸化触媒４の温度が急速に上昇される。
【００２３】
かくして、予酸化ユニット５は、燃料酸化動作と部分的な酸化動作との間で切り替えられ得る。更に、予酸化ユニット５が供給される二次燃料を蒸発させるように設計されている場合には、予酸化ユニットを蒸発動作へ切り替えることが基本的には可能である。予酸化ユニットの異なる動作状態の間での切り替えは便宜上、供給される酸化剤の量を調節することによって果たされる。例えば、予酸化ユニット５の完全な酸化動作は、化学量論の量（理論量）または化学量論の量よりも多い量の酸化剤、即ち、供給された二次燃料の量と比較すると余分な量の酸化剤を供給することによって果たされ得る。予酸化ユニット５の部分的な酸化動作は、例えば、化学量論の量よりも少ない量の酸化剤、即ち、二次燃料のほうが多くなるような量の酸化剤を供給することによって確立され得る。純粋な蒸発動作が、酸化剤を全く供給しないことによって予酸化ユニット５内で果たされ得る。従って、予酸化ユニット５内では酸化反応が起こらない。
【００２４】
酸化剤および／または二次空気の予酸化ユニット５への供給は、内燃エンジン１が作動されているとき、および内燃エンジン１が止められているときに、二次空気供給源８によって果たされ得る。内燃エンジン１が作動されている時でさえも二次空気の予酸化ユニットへの供給を可能にするために、ポンプ１０は、内燃エンジン１の動作中に酸化触媒４よりも上流の排気ガス中で生じ得る圧力レベルを果たさなくてはならない。かくして、ポンプ１０は、対応するパワーレベルを有するように設計されていなくてはならない。あるいは、ポンプ１０が比較的低い圧力レベルでも作動できるように、二次空気供給源８が内燃エンジン１が止められているときでも作動するように設計すると都合がよい。内燃エンジン１が作動されているときの二次空気の供給は、ブランチライン９によって果たされ、このブランチラインが圧縮された新しい空気を供給することができる。二次空気供給源８を対向方向へ流れる二次空気および／または排気ガスの不完全な流れは、逆止弁１１によって防がれ得る。内燃エンジン１が作動されているときに予酸化ユニット５が作動する場合は、排気ライン３中の圧力が増すことから、ブランチライン９への二次空気の供給から予酸化ユニット５への二次空気の供給に、切り替えられなくてはならない。これは、排気ライン３中の突然の圧力増加を原因とする不連続的な処理であるので、予酸化ユニット５の動作を一時的に中断することが都合よい。
【００２５】
更に、加熱動作は、運転中の内燃エンジン１により排気ガスの温度が上昇され得るように、排気システム２によって果たされ得る。この排気ガスの温度は、二次燃料が予酸化ユニット５内で部分的に酸化され、排気ライン３とかくして酸化触媒４との中に供給されるように、上昇され得る。このようにして排気ガス中に取り込まれた熱は、排熱交換器１６によって排気ガスから再び少なくとも部分的に除去され、エンジン冷却システム１７へと送られ得る。
【００２６】
この熱は、続いて、必要に応じて、例えばエンジン冷却システム１７を通して内燃エンジン１に供給され得る。この熱は、同様に、加熱用熱交換器１８を用いて、エンジン冷却システム１７から再び引き出され、空気のストリーム１９を加熱するために使用され得る。このように、内燃エンジン１の低温始動時および内燃エンジン１の低負荷時にあっても、自動車の内部（スペース）２０を十分な程度まで加熱することが可能である。これはまた、比較的低いエネルギー消費および低排出を伴って果たされ得る。
【００２７】
更に、内燃エンジン１が止められているとき、排気システム２を用いて補助的な加熱動作が行なわれ得る。この場合、予酸化ユニット５には、別個に作動する二次空気供給源８によって二次空気が供給され、または、別個に作動する二次燃料供給源６によって二次燃料が供給され得る。予酸化ユニット５では、最初に二次燃料が蒸発される。この蒸発は、以下により詳しく説明されるように、例えば電気的な加熱によって果たされ得る。続いて、二次空気によって混合物が形成され、この混合物は、部分的に酸化される。酸化触媒４が、部分的に酸化された中間生成物を完全に酸化するために使用され得る。また、所定の境界の状況下では、少なくとも酸化触媒４が適当な作動温度に達するまでの間は、予酸化ユニット５内においてさえも二次燃料の完全な酸化が果たされ得ることが明らかである。このように、内燃エンジン１が止められているとき、暖かい燃焼排気ガスが利用可能であり、その熱は、排熱交換器１６によってエンジン冷却システム１７へ移動され、次に、冷却回路から加熱用熱交換器１８へと移動され得る。ここで、供給された熱は、空気のストリーム１９、かくして、スペース２０を加熱するために利用可能である。
【００２８】
補助的な加熱動作中に、粒子上のフィルタ２４を再生処理することが基本的には可能である。このような補助的な再生処理、即ち、内燃エンジン１が止められている状態での再生処理には、幾つかの利点がある。第１に、粒子状のフィルタ２４が、粒子状の堆積物、即ち、粒子状のフィルタ２４のすすの堆積が規則的に消散され得るようにこのように所定のインターバルで再生処理され得る。このようにして、粒子状のフィルタ２４を通る流れの中に生じる圧力の降下が、著しく減じられ得る。第２に、従来の予熱時間は約５分ないし１０分であり、この間に内燃エンジン１を始動するまで補助的な加熱動作が行なわれる。この予熱時間は、粒子状のフィルタ２４を完全に再生処理するには十分である。運転動作中に不完全な再生処理によって起こり得るすすおよび／または粒子の局所的な集積が、このような完全な再生処理によって防がれ得る。更に、粒子状のフィルタ２４の規則的かつ完全な再生処理により、粒子状のフィルタ２４内の一時的かつ局所的な高い温度のピークが、粒子状フィルタ２４の規則的かつ完全な再生処理によって安全に防がれ得る。例えば、粒子状フィルタ２４のフィルタ材料にはより小さな熱ストレスのみがかかり、かくして、寿命が長くされる。また、熱ストレスが低いため、コーディエライトのような比較的安価なフィルタ材料が十分安全に使用可能である。このため、相当にコストが節減され得る。
【００２９】
更に、粒子状のフィルタ２４によって、即ち、粒子状の燃焼で放出される酸化熱が、下流の排熱交換器１６で排気ガスから抽出され、エンジン冷却システム１７中へ供給され得る。これによって、例えば、補助的な加熱動作での発熱量を増し、および／または、予酸化ユニット５中の二次燃料の必要性を減じることが可能である。例えば、３リットルのフィルタ容積と１リットルにつき２グラムのカーボンブラック量とを有する粒子状のフィルタ２４は、１９８ｋＪの熱量を果たす。これは、３分間の再生処理時間に基づくと、１．１ｋＷの発熱量に対応し、これがかくして放出される。補助的な加熱動作におけるこの発熱量は、従来の補助的な過熱システムの発熱量の約３分の１にあたり、内燃エンジン１が作動している時に通常は大きくはならないであろう。
【００３０】
予酸化ユニット５によって導入されて粒子状のフィルタの再生処理を引き起こす熱は、補助的な加熱動作において排熱交換器１６を用いて、内燃エンジン１を予熱する、および／または、自動車の内部２０を加熱するために、基本的に完全に利用可能である。これとは対照的に、内燃エンジン１が作動されている時には、付加的な燃料注入によって、例えば、二次燃料をエンジン内部に注入することによって再生処理が始められると、排気ライン３にガス交換器１６を有さない従来の自動車内の粒子状フィルタの再生処理により、燃料消費が増す。
【００３１】
粒子状のフィルタ２４の再生処理はまた、加熱動作中に簡単に行なえる。この場合、粒子状の燃焼物中に生じた熱がまた、排熱交換器１６によってスペース２０を加熱するために利用可能である。
【００３２】
ほぼ５分間続く基本的に所定の加熱動作および所定の補助的な加熱動作が、粒子状のフィルタ２４を完全に再生処理するのに十分であると、特に効果的である。再生処理された粒子状のフィルタ２４は、内燃エンジン１の効率を減じて最終的には燃料の消費を減じる低い流入抵抗を有する。
【００３３】
エンジン冷却システム１７が熱を必要としないが、それにも関わらず粒子状のフィルタ２４が再生処理されなくてはならない場合は、余分な熱がバイパスライン２１を通って送られ、排熱交換器１６へとバイパスする。
【００３４】
上述されたように、本発明の排気システム２の重要な利点は、内燃エンジン１の低温始動において排気処理に必要とされる動作温度まで比較的迅速に酸化触媒４を加熱できることである。本発明の酸化触媒４の予熱または迅速な加熱は、予酸化ユニット５によって行なわれ、様々な方法で果たされ得る。以下に、非触媒の予酸化ユニット５と触媒の予酸化ユニット５との間の区別が成される。
【００３５】
非触媒の予酸化ユニット５の場合は、電気的に加熱された蒸発器の表面で二次燃料が蒸発され、酸化剤と混合される。この混合物は、点火装置で点火される。このような非触媒の予酸化ユニット５の更に詳しい説明は、図３を参照しながら以下になされる。非触媒の予酸化ユニット５の場合は、低温始動位相の開始時、即ち、触媒加熱動作の開始時には、予酸化ユニット５内で二次燃料の可能な限り完全な酸化を果たすために、化学量論の比率で二次空気を加えることが望ましいことがある。
【００３６】
これとは対照的に、触媒の予酸化ユニット５の場合は、二次燃料と酸化剤との混合物が、触媒活性表面および／または触媒コンバータで部分的に酸化される。しかし再び、蒸発器の表面および／または触媒コンバータが、電気的に加熱されてもよい。部分的に酸化された中間生成物は、より簡単に、即ち低温で、酸化触媒４で酸化され得る。
【００３７】
水素ガスが中間生成物として形成されるように二次燃料の部分的な酸化が行なわれる予酸化ユニット５の実施形態は、特に有益である。酸化触媒４の特に効果的な加熱が行なわれ得るように、水素が従来の酸化触媒４内で室温で反応され得る。
【００３８】
触媒材料で部分的に酸化された燃料、特に水素を局所的に反応させることによって酸化触媒４を加熱させると、酸化触媒４が活性領域内で最初に加熱されるというもう１つの利点が得られる。これは、こうした状況下では触媒活性の酸化触媒の領域が最初に加熱されるため、古い酸化触媒４の場合に特に重要である。
【００３９】
窒素酸化物保存触媒コンバータ２３はまた、排気ガス中の窒素酸化物と保存能力とに応じて、周期的なインターバルで再生処理されなくてはならない。このために、例えば酸化剤と燃料の比率ラムダがほぼ０．９８を有する排気ガス混合物が減じられる必要がある。ディーゼルエンジンの場合は、例えばすすの形成など、このようなリッチ混合物をエンジンに供給する際に問題が生じる。
【００４０】
予酸化ユニット５を用いて、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の再生処理が特に容易に行なわれ得る。内燃エンジン１が作動されているとき、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の再生処理は、蒸発器の動作で、例えば、ほぼ２５０℃である高い所定の排気ガスの温度で予酸化ユニット５を作動させることによって行なわれ得る。即ち、二次燃料は、予酸化ユニット５内で蒸発され、酸化剤と混合されずに内燃エンジンの排気ガスに供給される。二次燃料の測定された追加分は、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の再生処理に必要な望ましい減じられた雰囲気が排気ガス中に形成されるように、制御可能に選択される。
【００４１】
排気ガスの温度が上述された所定のレベルよりも低い場合は、二次燃料が、予酸化ユニット５内で適量の酸化剤によって部分的に酸化される。部分的に酸化された中間生成物は、望ましい減じられた雰囲気が再び形成されるように、内燃エンジン１の排気ガス中に加えられ得る。二次燃料の部分的な酸化により、反応性を増した中間生成物が供給され、これらの中間生成物が、低い排気ガスの温度であっても窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の望ましい再生処理を果たし得る。特に、従来の水素燃料の場合の部分的な酸化により、分子鎖の長さが減じられる。窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の再生処理に特に適した気体水素および一酸化炭素を含む中間生成物を生じることが特に有益である。更に、排気ガスの温度は、予酸化ユニット５内での部分的な酸化と酸化触媒４内での完全な酸化とにより、場合に応じて適したタイプの再生処理に切り替えるように、上述したレベル以上にまで急速に上昇可能である。
【００４２】
更に、内燃エンジン１が作動していない時に窒素酸化物保存触媒コンバータ２３を再生処理することが、基本的には可能である。これは、二次空気供給源８と二次燃料供給源６との両方が夫々独立して働くためである。従って、内燃エンジン１が作動していない時でさえも、部分的に酸化された中間生成物の反応性混合物を生じることができ、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の再生処理に適した雰囲気を形成することができる。
【００４３】
内燃エンジン１が作動している時は、還元性雰囲気が生成される時に、予酸化ユニット５より上流の内燃エンジン１の排気ガス中の余分な酸素を考慮する必要がある。必要に応じて、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の再生処理のために内燃エンジン１への新しい空気の供給が絞られなくてはならないことがある。
【００４４】
本明細書で提案されている、粒子状フィルタ２４より上流の窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の構成は、例えば粒子状のフィルタ２４の再生処理で生じ得る窒素酸化物が窒素酸化物保存触媒コンバータ２３内に集められ得ることから、粒子状フィルタ２４の再生処理に関して利点を与えている。しかしながら、粒子状フィルタ２４の再生処理で形成された炭素酸化物が、炭化水素よりも相当に低温であっても減じられた効果、または、窒素酸化物保存触媒コンバータの再生処理に適した排気ガス中の雰囲気を表すことが、例えば、更に重要である。従って、粒子状フィルタ２４の再生処理は、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の少なくとも部分的な再生処理につながる。
【００４５】
しかしながらこの有益な構成は、従来の排気システムでは、比較的高い温度のピークが粒子状のフィルタの従来の再生処理において起こり下流の感度のいい窒素酸化物保存触媒コンバータに熱損傷を生じることがあるため、通常は回避される。
【００４６】
本発明の排気システム２によれば、排熱交換器１６は、粒子状のフィルタ２４と窒素酸化物保存触媒コンバータ２３との間に配置されている。粒子状のフィルタ２４の再生処理のためこの粒子状のフィルタ２４を離れる暖かい排気ガスが、下流の窒素酸化物保存触媒コンバータ２３が過剰な温度から安全に保護される程度まで排熱交換器１６内で冷却され得る。更に、本明細書で提案されているような、補助的な加熱動作または付加的な加熱動作中の粒子状のフィルタ２４の比較的頻繁な再生処理は、比較的少量のみのすすが粒子状のフィルタ２４内に集まり、これらが燃焼した時に所定の極めて高い温度を生じることを確実にする。
【００４７】
例えば、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３を過剰な温度から保護するために、排気ガスの温度がモニターされ、排気ガスの温度が窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の最大限可能な温度を超えた時には、排熱交換器１６がバイパスライン２１をブロックすることによって駆動される。
【００４８】
本発明の燃料、特にディーゼル燃料は、硫黄を含んでいることがあり、このため、内燃エンジン１の作動中には窒素酸化物保存触媒コンバータ２３が徐々に硫黄によって毒され、即ち、窒素酸化物用の窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の保存能力が、硫黄の形成によって徐々に減じられる。従って、規則的に脱硫酸化が行なわれなくてはならない。そのために、還元性雰囲気が、高温で、例えば７００℃で排気ガス中に生成されなくてはならない。従来の排気システムの場合は、内燃エンジンが例えば１０分間という比較的長時間にわたってリッチな混合物を使用して作動されなくてはならないため、このような脱硫酸化は比較的高いエネルギー消費につながっている。
【００４９】
本発明の排気システム２は、予酸化ユニット５を下流の酸化触媒４と一緒に使用することによって必要な高温の還元性の混合物が二次燃料の酸化によって特に容易に形成され得るため、改善を行なえる。温度およびラムダ値が、予酸化ユニット５内の燃料の量と空気の量とを適当に組み合わせることによって比較的容易に調節され得る。更に、内燃エンジン１が作動している時の予酸化ユニット５よりも上流の排気ガス中の余分な酸素が、考慮される。
【００５０】
内燃エンジン１が低負荷で作動される場合は、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の脱硫酸化が、予酸化ユニット５を用いて、内燃エンジン１が作動されている状態で、さもなければ内燃エンジンが止められている状態で、果たされ得る。脱硫酸化が比較的高い負荷レベルで作動する内燃エンジン１で行なわれる場合は、内燃エンジン１に供給する新しい空気を絞ることがまた必須であることがある。バイパスライン２１は、暖かい還元性の排気ガス混合物が窒素酸化物保存触媒コンバータ２３に直接に送られ得るように、窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の加熱中に便宜上駆動される。
【００５１】
本発明の排気システム２のもう１つの利点は、補助的な加熱システムの機能が比較的単純なデザインによりこのように果たされ得る点である。更に、内燃エンジン１の排気ガス処理システムが、同時にこの“補助的な加熱”の排気ガスを洗浄するためにも十分に利用可能である。かくして、排気システム内で予酸化ユニット５によって果たされる補助的な加熱機能は、極めて低い汚染排気レベルで働く。また、粒子状のフィルタ２４および窒素酸化物保存触媒コンバータ２３のような使用可能なクリーナは、夫々独立して再生処理可能である。
【００５２】
図２に関われば、空調冷却回路２５がまた、エンジン冷却システム１７に接続され得る。この空調冷却回路２５は、吸収冷却マシン２６を収容している。空調冷却回路２５はまた、空調熱交換器２７を有している。この空調熱交換器により、空気のストリーム１９が冷却され得る。このようにして、熱交換器１６を通して排気ガスから熱が引き出され、エンジン冷却システム１７を通して吸着または吸収冷却マシン２６へ供給され得る。冷却システムは、この熱によって空調冷却回路２５内を循環する冷却剤を冷却可能であり、かくして、空気のフロー１９から熱を引き出し、この熱を冷却することを可能にしている。このようにして、最終的にこのスペース２０、好ましくは自動車内部２０が冷却可能である。
【００５３】
基本的に、吸着または吸収冷却処理を利用して熱によって冷却が行なわれ得ることはよく知られている。この冷凍を生じる方法は、燃料消費とＣＯ２のバランスとの観点から見て特に好ましい。吸着または吸収冷却マシン２６が従来のコンプレッサー冷凍技術よりもかさが大きいため、通常は自動車での使用ができない。しかしながら、決め手となるのは、従来の吸収冷却システムで使用されるゼオライト系吸収剤が少なくとも１５０℃の脱着温度を有していることである。この脱着温度は、通常は、従来のエンジン冷却システム内を循環する冷却剤によって与えられ得るものではない。
【００５４】
繰り返して言うが、本発明の排気システム２は、排気ガス中に含まれた熱を利用することによってエンジン冷却システム１７が少なくとも吸着または吸収冷却システム（マシン）２６の範囲内で必要な高い温度を与え得ることから、都合がよい。このようにして、吸着または吸収冷却処理を経済的に行なうことが可能である。エンジン冷却システム１７でより高い温度を果たし得るように、従来の冷却材に代わって高温により適した異なるタイプの冷却材を使用すると、都合がよい。あるいは、排熱交換器１６をエンジン冷却システム１７に直接に接続させず、代わりに、この排熱交換器１６を、高温の流体に耐える付加的な流体回路を通して非直接的にエンジン冷却システム１７に接続させることも可能である。エンジン冷却システム１７への接続は、上述した付加的な流体回路だけでなくエンジン冷却システム１７中に接続されている対応する熱交換器を介して果たされる。
【００５５】
本実施形態では、２つの駆動部材２８，２９が設けられていて、これらによりエンジン冷却システム１７が、一方では内燃エンジン１と熱交換器１８中に通され、他方では吸着または吸収冷却システム２６中に通されているため、内燃エンジン１の過熱が防がれる。
【００５６】
内燃エンジン１からの排気ガスが冷却動作のために十分な熱を含んでいない場合は、二次燃料が予酸化ユニット５によって部分的に酸化され、酸化触媒４へと送られ、そこで完全に酸化され得る。また、予酸化ユニット５は内燃エンジン１とは別個に作動され得るため、補助的な冷却動作を行なえる。本明細書での機能は、補助的な加熱動作での機能と類似しているが、排気ガスから抽出された熱が空気のストリームを加熱するために使用されず、代わりに空気のストリーム１９を冷却するために使用される点では異なる。
【００５７】
同時に、冷却動作および／または補助的な冷却動作では、粒子状のフィルタ２４の再生処理および／または窒素酸化物保存触媒コンバータ２３の再生処理および／または酸化触媒４の加熱が、行なわれ得る。
【００５８】
排熱交換器１６を用いた排気ガスの冷却は、特に吸着または吸収冷却システム２６と組み合わせられたときに、排熱交換器１６より下流で排気ガスの体積流量を減じ、この結果、圧力降下がより小さくされる。
【００５９】
また、本発明の排気システム２では、付加的なスペースを特に必要とせずに様々の特別な機能が通常は果たされ得ることが特に有益である。特に、予酸化ユニット５は、比較的小さなスペースのみを必要とする。
【００６０】
図３に関われば、予酸化ユニット５には、例えば点火プラグの形の点火装置３０が設けられ得る。このように、夫々の酸化反応が起こされ維持され得る。予酸化ユニット５にはまた、蒸発装置（蒸発器ユニット）３１が設けられており、この蒸発装置は、例えば不織物ボディのような多孔性蒸発ボディ３２によって形成されていてよい。蒸発ボディ３２は、分散されるように中に注入またはスプレーされる液体燃料に対する極めて大きな蒸発表面を有しており、この表面が燃料の蒸発を助ける。更に、蒸発ボディ３２はまた、電気的にも加熱可能である。電気暖房装置は、図３で参照符号３３として示されており、例えば、蒸発ボディ３２内に組み込まれた加熱コイルであってよい。蒸発ボディ３２と、かくして蒸発表面との加熱が、蒸発効果をさらに増す。
【００６１】
二次燃料供給源６は、例えば、蒸発ボディ３２の方向に燃料を送り込む燃料噴射器３４を有している。二次空気供給源８および／またはブランチライン９は、例えば蒸発ボディ３２よりも下流にリングのパターンに配置された入口ノズル３５から予酸化ユニット５中に二次空気を導入する。これにより、高い混合効果を果たすことができる。空気と蒸発された燃料との混合物は、続いて、点火装置３０に向かい、望ましい酸化反応が行なわれ得るようにそこで点火される。予酸化ユニット５が、排気ライン３中に開口する。
【００６２】
かくして、図３は、非触媒予酸化ユニット５を示している。選択された蒸発ボディ３２は、加熱可能な蒸発表面を有し、また、燃料噴射中の小滴の透過を防ぐように設計されている。噴射処理によって発生される燃料の小滴は、不織布などでできた多孔性蒸発ボディ３２上に堆積され、完全に蒸発するまでその上に留まる。続いて、燃料の蒸気が、蒸発ボディ３２の下流側から浮上する。ここで、二次空気が、蒸発ボディ３２の下流側で予酸化ユニット５中に送り込まれ、この結果、高い混合および乱流効果が得られる。または、蒸発を助けるように、二次空気が、蒸発ボディ３２より上流で加えられることもできる。
【００６３】
二次空気が入口ノズル３５から化学量論の量より多い量で供給される場合、点火装置３０で、またはその上流で、炎が発生し、基本的には完全な酸化が果たされる。二次空気が化学量論の量より少ない量で加えられる場合は、目に見える炎を生じる必要のない望ましい部分的な酸化のみが生じる。これらの部分的な酸化反応は、炎が観察され得ない温度の範囲内で生じる。
【００６４】
図４に関わる実施形態では、予酸化ユニット５には、例えば触媒でコーティングされた多孔性の触媒コンバータボディ３７によって形成され得る触媒３６が設けられている。本実施形態では、蒸発ボディ３２と触媒コンバータボディ３７とは、加熱ユニット３３によって流れの方向において互いに直接接触するように配置されている。加熱ユニット３３は、２つのボディ３２と３７との間に配置されて、蒸発ボディ３２に加えて触媒コンバータボディ３７を同時に加熱する。本実施形態では、燃料の蒸発と同時に混合物が形成されるように、蒸発ボディ３２より上流に空気が送り込まれる。気体状の燃料と空気との混合物は、こうして触媒コンバータボディ３７に到達する。本明細書で触媒コンバータボディ３７は、酸化剤によって燃料を望ましく酸化し得るように設計されている。
【００６５】
かくして、図４は、加熱された蒸発表面で燃料が蒸発される触媒予酸化ユニット５を示している。適当な好ましい触媒３６内で、図３に関わる非触媒の予酸化ユニット５の実施形態における点火装置３０の領域の温度よりも相当に低い温度で、部分的な酸化が行なわれ得る。夫々の触媒材料を適当に選択することにより、例えば水素などの所定の部分的に酸化された中間生成物の選択性が果たされ得る。
【００６６】
触媒コンバータボディ３７は、基本的には不織布ボディである。不織布ボディの材料は、触媒でコーティングされている。触媒３６の電気的な加熱能力により、低温始動開始後直ちに触媒３６で部分的な酸化が行われ得る。
【００６７】
図５に関われば、予酸化ユニット５はまた、他の実施形態では２つの触媒、即ち、第１の触媒コンバータ３８と第２の触媒コンバータ３９とを有していてよい。また、２つの酸化剤の供給部、即ち、第１の酸化剤供給部４０と第２の酸化剤供給部４１とが設けられている。これら２つの酸化剤供給部４０，４１の酸化剤の供給は、入口ノズル３５から行なわれる。これら２つの酸化剤供給部は、二次空気供給源８および／またはブランチライン９に接続されている。
【００６８】
第１の触媒コンバータ３８は、例えば、触媒活性コーティングされた多孔性触媒コンバータボディ３７を有している。本実施形態では、この触媒コンバータボディ３７は、図４に関わる実施形態と同様に、蒸発ボディ３２の隣に直接に配置されている。加熱ユニット３３は、蒸発ボディ３２と触媒コンバータボディ３７との間に配置されている。第２の触媒コンバータ３９は、モノリシック構造を有し、例えば、活性触媒コーティングを備えた複数の平行なチャネルを有している。第２の触媒コンバータ３９は、第１の触媒コンバータ３８よりも下流に配置されている。
【００６９】
第１の酸化剤供給部４０は、第１の触媒コンバータ３８よりも上流および蒸発装置３１より上流に配置されている。このように、気体状の燃料と空気との混合物は、１回目の望ましい部分的な酸化が行なわれるように、この混合物が形成された後すぐに第１の触媒コンバータ３８へ向かう。第２の酸化剤供給部４１は、２回目の望ましい部分的な酸化が第２の触媒コンバータ内で行なわれるように、もう１つの点火可能な混合物が第２の触媒コンバータ３９より上流で形成されて第２の触媒コンバータ３９中に入っていくように、２つの触媒コンバータ３８、３９の間に配置されている。
【００７０】
図５に示されている実施形態は、低温始動において、二次燃料が第１の触媒コンバータ３８を通って流れるときにその少なくとも一部分が部分的に酸化され得るように、第１の触媒コンバータ３８が最初に電気的に加熱され得るという利点を有している。その際に、供給される酸化剤、即ち、二次空気の全体量のうちの比較的少しの量が、通常は、第１の触媒コンバータ３８より上流に第１の酸化剤供給部４０から送られ得る。これによって、第１の触媒コンバータ３８の極端な冷却、および／または、比較的低温の二次空気による酸化剤と燃料との混合を避けることが出来る。従って、第１の触媒コンバータ３８が確かに機能し、より迅速に加熱され得る。部分的な酸化処理が熱を放出するため、第１の触媒コンバータ３８が付加的に加熱される。同時に、結果的に生じた部分的に酸化された中間生成物、即ち、第１の触媒コンバータ３８の排気ガスが加熱されることができ、その結果、この第１の触媒コンバータ３８よりも通常は大きく更に効率の高い第２の触媒コンバータ３９もまた、加熱される。より大量の酸化剤および／または空気が、第２の酸化剤供給部４１により、第１の触媒コンバータ３８より下流および第２の触媒コンバータ３９より上流に供給される。この選択された構成により、予酸化ユニット５内で部分的な酸化を生じるための電気的な発熱量が、全体的に減じられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係わる排気システムを備えた内燃エンジンの基本図である。
【図２】図１に類似しているが別の実施形態を示している図である。
【図３】予酸化ユニットの単純にされた基本図である。
【図４】図３に類似しているが別の実施形態を示している図である。
【図５】図３に類似しているが別の実施形態を示している図である。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・内燃エンジン、２・・・排気システム、３・・・排気ライン、４・・・酸化触媒、５・・・予酸化ユニット、６・・・二次燃料供給源。
【図１】
2006118500.tif 000003
【図２】
2006118500.tif 000004
【図３】
2006118500.tif 000005
【図４】
2006118500.tif 000006
【図５】
2006118500.tif 000007