Aus der US-Patentschriftschrift US 6,094, 909 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Gasfördersystem bekannt. Das Gasfördersystem umfasst eine von einem Luftstrom antreibbare Turbine und eine durch die Turbine angetriebene Pumpe, die Gas in das Abgassystem fördern kann. Dieses Gasfördersystem wird beim Start der Brennkraftmaschine eingesetzt, um Sekundärluft dem Abgassystem zuzuführen damit unverbrannte Kraftstoffbestandteile oxidiert werden können. Die freige- setzte Verbrennungswärme dient der Aufheizung des Abgas- reinigungssystems, das damit rascher betriebsfähig ist. Die Turbine wird durch einen Luftstrom angetrieben, der durch ein über einem Drosselelement in der Ansaugleitung vorhandenes Druckgefälle hervorgerufen wird. Die Zufuhr von Sekundärluft erfolgt jedoch erst in ausreichendem Umfang, wenn die Turbine bzw. die von ihr angetriebene Pumpe eine ausreichende Drehzahl aufweist, was einige Zeit benötigt, so dass nach dem Start der Brennkraftmaschine nicht sofort vom Gasfördersystem Sekundärluft zur Verfügung gestellt werden kann. Außer für die Förderung von Sekundärluft beim Brennkraftmaschinenstart sind für das Gasfördersystem keine weiteren Funktionen vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Brennkraftma- schine mit einem Gasfördersystem und ein Betriebsverfahren hierfür anzugeben, mit welchen ein emissionsarmer Brennkraft- maschinenbetrieb und eine gute Ausnutzung des Gasförder- systems ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftma- schine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine deren Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von der Förder- leistung der Pumpe einstellbar ist. Vorzugsweise erfolgt erst bei Erreichen einer Mindestförderleistung der Pumpe eine Kraftstoffeinspritzung, so dass der Beginn der Kraftstoff- einspritzung von der Förderleistung der Pumpe abhängig ist.

Dadurch wird erreicht, dass dem Abgassystem mit Beginn der Kraftstoffeinspritzung mit Hilfe der Pumpe Sekundärluft in ausreichender Menge zugegeben werden kann, um unverbrannte Kraftstoffreste nachzuoxidieren zu können. Mit dem Ablaufen von Nachoxidationen wird unvollständig verbrannter Kraftstoff oxidativ umgesetzt. Die freiwerdende Reaktionswärme bringt das Abgasreinigungssystem, insbesondere stromab der Sekundärluftzugabestelle rasch auf Betriebstemperatur. Somit kann rasch eine wirksame Abgasreinigung erzielt werden.

Insbesondere können schädliche Kohlenwasserstoffemissionen (HC-Emissionen) in der Startphase vermindert werden. Wird dagegen der Beginn der Kraftstoffeinspritzung nicht auf die Förderleistung der Pumpe abgestimmt, und beispielsweise Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt, bevor die Pumpe eine Mindestförderleistung aufweist, liegt für unverbrannten Kraftstoff im Abgassystem der für Nachoxidationen notwendige Luftsauerstoff als Reaktionspartner nicht in ausreichendem Maße vor, so dass mehr oder weniger große Mengen HC emittiert werden. Wird dagegen im Verhältnis zur Förderleistung der Pumpe zu wenig Kraftstoff eingespritzt, so ist das für Nachoxidationen erforderliche Luft-/Kraftstoffverhältnis (X) im Abgassystem zu groß, und Nachoxidationen können ebenfalls nicht ablaufen.

Folge ist ein spätes Anspringen der Abgaskatalysatoren, so dass über eine verhältnismäßig lange Zeit Schadstoffe emittiert werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Turbine durch einen Teilstrom der von der Brennkraftmaschine über die Ansaug- leitung angesaugten Verbrennungsluft antreibbar, wobei der Teilstrom durch ein über dem Drosselelement vorhandenes Druckgefälle hervorgerufen wird. Durch diese Maßnahme können Zusatzaggregate zum Antrieb der Turbine des Gasfördersystems entfallen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist beim Startvorgang die Drehzahl der Brennkraftmaschine vor Beginn der Kraft- stoffeinspritzung durch eine Ansteuerung der Brennkraft- maschine oder durch Ansteuerung eines der Brennkraftmaschine zugeordneten Nebenaggregats einstellbar. Vorzugsweise wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine mit Beginn des Start- vorgangs angehoben. Dies ermöglicht ein rasches Leersaugen des Saugrohrbereiches durch die Brennkraftmaschine und ein rasches Absinken des Saugrohrdrucks. Die je Ansaugtakt angesaugte Luftmasse verringert sich somit rasch, so dass mit Beginn der Kraftstoffeinspritzungen ein für den Brennkraft- maschinenbetrieb und für Nachoxidationen günstiges Luft- /Kraftstoffverhältnis eingestellt werden kann. Wenn die Turbine des Gasfördersystems durch das über dem Drossel- element im Saugrohr vorhandene Druckgefälle angetrieben wird, erreicht durch die erfindungsgemäße Maßnahme die Pumpe zudem rasch eine ausreichende Förderleistung. Folglich kann bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt der Startphase Sekundärluft in ausreichender Menge in das Abgassystem gefördert werden, wodurch wiederum rasch eine effektive Abgasreinigung erfolgen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Drossel- element in der Ansaugleitung in Abhängigkeit von einem Druck in der Ansaugleitung einstellbar. Insbesondere wenn die Turbine des Gasfördersystems durch das über dem Drossel- element im Saugrohr vorhandene Druckgefälle angetrieben wird, kann je nach der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge das Drosselelement so eingestellt werden, dass die Turbine des Gasfördersystems rasch Drehzahl aufnimmt. Damit erreicht die Pumpe ebenfalls rasch eine ausreichende Förderleistung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Turbine durch einen Luftstrom antreibbar, welcher von einer Gasfördereinheit erzeugt wird, die in der Turbinen- einlassleitung oder in der Turbinenauslassleitung angeordnet ist, bzw. an die Turbineneinlassleitung oder an die Turbinen- auslassleitung angeschlossen ist. Mit dieser Maßnahme kann das Hochlaufen der Turbine und damit eine ausreichende Förderleistung der Pumpe unabhängig von dem über dem Drosselelement in der Ansaugleitung anstehenden Differenzdruck erreicht werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Gasförder- einheit als elektrisch angetriebene Gasfördereinheit ausge- bildet. Der elektrische Antrieb der Gasfördereinheit gestattet eine genaue Ansteuerung dieser Einheit und damit des gesamten Gasfördersystems.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Gasförder- einheit als ein in der Turbinenauslassleitung angeordneter evakuierbarer Gasbehälter ausgebildet. Wird der evakuierte Gasbehälter geöffnet, wird Luft über die Turbine in den Behälter gezogen und die Turbine damit angetrieben. Dabei ist praktisch keine Hilfsenergie aufzuwenden. Die erfindungs- gemäße Maßnahme ermöglicht daher in einfacher Weise einen vom Differenzdruck über dem Drosselelement unabhängigen Betrieb des Gasfördersystems.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der von der Pumpe geförderte Gasstrom in Abhängigkeit eines Luft-/Kraftstoff- verhältnisses im Abgassystem einstellbar. Der geförderte Gasstrom wird vorzugsweise so eingestellt, dass für die Nachoxidation vorteilhafte Bedingungen stromab der Sekundär- luftzugabestelle vorliegen. Vorzugsweise wird die Einstellung so vorgenommen, dass sich ein 1-Wert von etwa 1,2 einstellt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der von der Pumpe geförderte Gasstrom einem dem Abgassystem zugeordneten Abgassammler und/oder direkt einem dem Abgassystem zugeordneten katalytischen Konverter zuführbar. Damit kann dem Abgasreinigungssystem Sekundärluft dort zur Verfügung gestellt werden, wo günstige Bedingungen bezüglich des Ablaufens von Nachoxidationen vorliegen. Beim Brenn- kraftmaschinenstart wird die Sekundärluft vorzugsweise dem Abgassammler zugeführt. Wird die Brennkraftmaschine nach dem Startvorgang fett betrieben, kann zur Oxidation der unver- brannten Abgasbestandteile Sekundärluft eingangseitig eines in Unterbodenposition eingebauten Katalysators zugegeben werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Pumpe über die Pumpeneinlassleitung Abgas zuführbar, und der von der Pumpe geförderte Abgasstrom ist der Ansaugleitung zuführbar.

Damit wird durch das Gasfördersystem eine Abgasrückführung realisiert. Das Gasfördersystem erfüllt demnach neben der hauptsächlich in der Startphase vorgenommenen Sekundärluft- zufuhr eine weitere Aufgabe und ist daher besser ausgenutzt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist von der Pumpe ein über die Pumpeneinlassleitung angeschlossener Unterdruck- behälter evakuierbar. Der im Unterdruckbehälter von der Pumpe erzeugte Unterdruck kann zum Antrieb von Servoeinheiten verwendet werden. Das Gasfördersystem erfüllt damit eine weitere Aufgabe und ist besser ausgenutzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine die Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von der Förder- leistung der Pumpe eingestellt wird. Vorzugsweise wird mit der Kraftstoffeinspritzung begonnen, wenn die Pumpe eine Mindestförderleistung erreicht hat. Dadurch ist gewähr- leistet, dass keine unverbrannten Kraftstoffbestandteile in das Abgassystem gelangen, ohne dass zugleich zu deren Nachoxidation Luftsauerstoff zur Verfügung gestellt wird.

Durch Anpassen der Kraftstoffeinspritzmenge an die Förderleistung der Pumpe wird für einen für Nachoxidationen optimalen B-Wert im Abgassammler gesorgt.

In Ausgestaltung des Verfahrens wird beim Startvorgang vor dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung das Drosselelement überwiegend geschlossen gehalten und erst nach Erreichen einer Mindestförderleistung der Pumpe geöffnet. Dadurch wird erreicht, dass sehr rasch Bedingungen im Abgassystem erreicht werden, welche eine wirksame Nachoxidation von unverbrannten Kraftstoffbestandteilen ermöglichen.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine beim Startvorgang vor dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung angehoben. Durch Erhöhung der Start- drehzahl kann die im Saugrohr vorhandene Luft rasch abgezogen werden, so dass sehr rasch sowohl für den Brennkraft- maschinenbetrieb als auch im Abgassystem günstige 1-Werte vorhanden sind. Die Startdrehzahl kann durch eine Verminderung der Kompressionsarbeit der Brennkraftmaschine erhöht werden. Vorzugsweise wird die Brennkraftmaschine entdrosselt, d. h. beim Kompressionstakt bleiben die Auslassventile für eine bestimmte Dauer oder ganz geöffnet.

Vorteilhaft ist ferner eine Abschaltung oder Abkopplung von Nebenaggregaten, welche durch die Brennkraftmaschine angetrieben werden.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Turbine wenigstens zeitweise von einem Luftstrom angetrieben, welcher von einer Gasfördereinheit, die in der Turbineneinlassleitung oder der Turbinenauslassleitung angeordnet bzw. an die Turbineneinlassleitung oder die Turbinenauslassleitung ange- schlossen ist, gefördert wird. Damit kann ein rasches Hochlaufen der Turbine in der Anlaufphase unabhängig vom Differenzdruck über dem Drosselelement in der Ansaugleitung erreicht werden und somit von der Pumpe sehr rasch Sekundär- luft gefördert werden. Die Gasfördereinheit wird vorzugsweise von einer elektrisch betriebenen Pumpe oder von einem Druckbehälter bzw. Unterdruckbehälter gebildet.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird der von der Pumpe geförderte Luftstrom in Abhängigkeit von einem Luft- /Kraftstoffverhältnis im Abgassystem eingestellt. Damit wird erreicht, dass für die angestrebten Nachreaktionen günstige Bedingungen geschaffen werden und Nachreaktionen somit in der gewünschten Weise ablaufen können. Vorzugsweise wird im Abgassammler ein B-Wert von 1,2 eingestellt.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine von wenigstens zwei Zugabestellen ausgewählt, an welcher der von der Pumpe geförderte Luftstrom dem Abgas zugegeben wird.

Durch die Tatsache, dass Sekundärluft an wenigstens zwei Stellen dem Abgassystem zugeführt werden kann, kann flexibel auf die Bedingungen im Abgassystem, welche in erster Linie vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhängen, reagiert werden.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird mit dem von der Pumpe geförderten Luftstrom ein festlegbarer Teil des Abgassystems gekühlt, wenn ein vorgebbarer Schwellenwert für eine Temperatur im Abgassystem überschritten wird. Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung erfüllt das Gasfördersystem zusätzlich eine Kühlfunktion, wodurch es besser ausgenutzt wird, das Abgassystem zuverlässiger betrieben werden kann, und anderweitige Kühlmaßnahmen entbehrlich werden.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird von der Pumpe wenigstens zeitweise Abgas dem Abgassystem entnommen und der Ansaugleitung zugeführt. Dabei wird der der Ansaugleitung zugeführte Abgasstrom vorzugsweise in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine eingestellt. Damit wird vom Gasfördersystem eine Abgasrückführfunktion erfüllt, so dass die Abgasrückführung unabhängig von den Druckver- hältnissen im Abgassystem und im Ansaugsystem der Brennkraft- maschine gestaltet werden kann. Durch die Abhängigkeit vom Betriebszustand kann die Abgasrückführmenge bedarfsgerecht eingestellt werden.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein der Brennkraftmaschine zugeordneter Unterdruckbehälter zum Betrieb eines unterdruckbetriebenen Servosystems von der Pumpe über die Pumpeneinlassleitung evakuiert. Durch diese weitere Funktion des Gasfördersystems kann aus diesem System zusätzlicher Nutzen gezogen werden, und eine bauteilemäßige Vereinfachung erreicht werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und zugehörigen Beispielen näher erläutert. Dabei zeigen : Fig. 1 Fig. 1 ein schematisches Blockbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem, Fig. 2 ein schematisches Blockbild einer weiteren Ausfüh- rungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem, Fig. 3 ein schematisches Blockbild einer weiteren Ausfüh- rungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem, Fig. 4 ein schematisches Blockbild einer weiteren Ausfüh- rungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem, Fig. 5 ein schematisches Blockbild einer weiteren Ausfüh- rungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem.

In Fig. 1 ist eine hier beispielhaft als vierzylindriger, Hubkolbenmotor mit Fremdzündung ausgeführte Brennkraftmaschi- ne 1, im Folgenden vereinfachend als Motor bezeichnet, mit zugeordnetem Gasfördersystem, Ansaugsystem und Abgassystem dargestellt. Der Motor 1 saugt beim Betrieb Luft über die Ansaugleitung 2 mit einem darin angeordneten Drosselelement 6 an und gibt Abgas über den Abgassammler 3 und die ange- schlossene Abgasleitung 4 an die Umgebung ab. In der Abgas- leitung 4 ist ein katalytischer Konverter 5, im Folgenden abkürzend als Katalysator bezeichnet, zur Abgasreinigung angeordnet. Der Katalysator ist hier als motornah ange- ordneter Startkatalysator ausgebildet. Dem Motor 1 ist ein Gasfördersystem zugeordnet, welches eine Turbine 7 und eine Pumpe 8 umfasst. Die Pumpe 8 ist über eine Antriebswelle von der Turbine 7 antreibbar. An die Turbine 7 ist einlassseitig eine Turbineneinlassleitung 9 und auslassseitig eine Turbi- nenauslassleitung 10 angeschlossen. Das jeweils andere Ende der Leitungen 9,10 ist stromauf, bzw. stromab des Drossel- elements 6 an die Ansaugleitung 2 angeschlossen, so dass die Turbine 7 parallel zum Drosselelement geschaltet ist. Der von der Turbine 7 geförderte Luftstrom kann dabei von einem regelbaren Ventil 20 in der Turbinenauslassleitung 10 geregelt werden. An die Pumpe ist eingangsseitig eine hier mit der Umgebung in Verbindung stehende Pumpeneinlassleitung 11 angeschlossen. Auslassseitig ist eine sich zu den Zugabe- stellen 13,14 im Abgassammler 3, bzw. in der Abgasleitung 4 verzweigende Pumpenauslassleitung 12 an die Pumpe ange- schlossen.

Dem Motor 1 ist ferner ein nicht näher angegebenes Einspritz- system zur Einspritzung von Kraftstoff, entweder direkt in die Brennräume des Motors 1 oder in den Einlassbereich der einzelnen Zylinder, zugeordnet. Ferner verfügt der Motor 1 über ein nicht dargestelltes Motorsteuergerät zur Steuerung bzw. Regelung des Betriebs des Motors 1 und der dem Motor 1 zugeordneten Systeme. Hierfür sind im Ansaugsystem und im Abgassystem verschiedene nicht dargestellte Sensoren und Messaufnehmer, wie beispielsweise Drucksensoren, ein Luftmas- senmesser in der Ansaugleitung 2 und Abgas-und Temperatur- sensoren in der Abgasleitung 4, angeordnet. Die Signale der Sensoren werden vom Motorsteuergerät erfasst und ausgewertet.

Dem Motor 1 ist weiter ein nicht dargestellter Anlasser zugeordnet, dessen Betrieb den Startvorgang einleitet und bis zum autarken Motorbetrieb aufrechterhält.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Anlage erläutert.

In einem ersten Einsatzgebiet wird das Gasfördersystem zur Erreichung eines emissionsarmen Starts bzw. Warmlaufs des Motors 1 eingesetzt. Hierfür ist wesentlich, dass der in der Abgasleitung 4 angeordnete Katalysator 5 möglichst rasch eine ausreichende Wirksamkeit, d. h. seine sogenannte Anspring- temperatur, erreicht. Zu diesem Zweck wird der Motor ab einem bestimmten Zeitpunkt des Startvorgangs mit fettem Luft- /Kraftstoffverhältnis betrieben und die reduzierenden Bestandteile im dabei erhaltenen fetten Abgas durch eine Nachoxidation stromauf des Katalysators 5 verbrannt. Im Folgenden wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis des dem Motor 1 zugeführten Gemisches als Motor- bzw. XM bezeichnet. Die bei der Nachoxidation frei werdende Verbrennungswärme erwärmt den Katalysator 5, so dass dieser rasch seine Reinigungsfunktion erfüllen kann. Durch Zufuhr von Sekundärluft erhält das Abgas den für das Ablaufen der Nachoxidation notwendigen Sauer- stoffanteil. Die Zufuhr von Sekundärluft erfolgt über die von der Turbine 7 angetriebene Pumpe 8. Durch Betätigung einer nicht dargestellten Schalteinheit in der Pumpenauslassleitung 12 wird die Zugabestelle 13 im Abgassammler 3 für die Sekundärluftzugabe freigegeben und die Zugabestelle 14 abgesperrt. Zum Antrieb der Turbine wird das über dem Drosselelement 6 vorhandene Druckgefälle genutzt, welches von der Strömung der vom Motor 1 angesaugten Luft hervorgerufen wird. Dieses Druckgefälle wirkt über die Turbineneinlass- leitung 9 und die Turbinenauslassleitung 10 und verursacht daher eine Luftströmung über die Turbine 7 und damit einen Antrieb der Turbine 7 und der angekoppelten Pumpe 8.

Vorraussetzung für das Ablaufen der Nachoxidationen ist das Vorliegen eines brennbaren Gemisches. Somit ist für einen emissionsarmen Motorstart die Abstimmung von Kraftstoff- einspritzmenge und Sekundärluftförderung von Bedeutung. Dabei wird ein möglichst frühes Einsetzen der Nachoxidationen beim Start des Motors 1 angestrebt.

Erfindungsgemäß wird beim Startvorgang die Kraftstoff- einspritzmenge in Abhängigkeit von der Förderleistung der Pumpe 8 eingestellt. Vorzugsweise wird mit Beginn des Anlassvorgangs zunächst kein Kraftstoff eingespritzt, da zu diesem Zeitpunkt von der Pumpe 8 noch keine Sekundärluft gefördert wird. Der Grund hierfür ist das zunächst noch fehlende bzw. zu geringe Druckgefälle über dem Drosselelement 6. Da beim Anlassvorgang die Drehzahl des Motors 1 mit typischerweise etwa 200 1/min vergleichsweise gering ist, findet der Aufbau eines Druckgefälles über dem Drosselelement vergleichsweise langsam statt. Um den Druckaufbau zu beschleunigen, wird das Drosselelement in Abhängigkeit von dem stromab des Drosselelements 6 in der Ansaugleitung 2 vorhandenen Unterdruck eingestellt. Vorzugsweise wird beim Startvorgang bei fehlendem Unterdruck das Drosselelement ganz geschlossen. Dies ist unmittelbar bei Beginn des Startvorgangs der Fall. Dadurch wird erreicht, dass die Luft im Leitungsvolumen zwischen Drosselelement 6 und Lufteinlass der Motorzylinder rasch vom Motor abgezogen wird. Somit baut sich rasch ein Differenzdruck über dem Drosselelement 6 auf, die Turbine 7 nimmt entsprechend rasch Drehzahl auf, und die Pumpe 8 fördert entsprechend rasch Sekundärluft.

Vorzugsweise wird mit der Kraftstoffeinspritzung erst begonnen, wenn die Pumpe 8 eine Mindestförderleistung erreicht hat, was beispielsweise mit Hilfe eines Drehzahl- sensors an der Pumpe 8 festgestellt werden kann. Die Zeitspanne von Beginn der Anlasserbetätigung bis zum Beginn der Kraftstoffeinspritzung kann in vorteilhafter Weise auch zeitgesteuert eingestellt werden. Dabei kann beispielsweise auf eine im Motorsteuergerät abgelegte Tabelle zurückge- griffen werden, in welcher die Zeitspannen bis zum Beginn der Kraftstoffeinspritzung abgelegt sind. Dabei können zusätzlich die Kühlmitteltemperatur des Motors 1 oder die Umgebungs- temperatur berücksichtigt werden.

Die je Zeiteinheit eingespritzte Kraftstoffmenge wird vorzugsweise so eingestellt, dass sich ein Motor- von etwa XM = 0, 8 ergibt. Damit liegt in den Brennräumen des Motors 1 ein zündfähiges Gemisch vor, und der Motor 1 kann ohne Anlasserunterstützung weiterlaufen. Mit Beginn dieses autarken Motorlaufs steigt die Motordrehzahl, die angesaugte Luftmenge und das Druckgefälle über dem Drosselelement 6 an.

Entsprechend der unterdruckabhängigen Einstellung wird das Drosselelement 6 mit Erreichen eines vorgebbaren Unterdruckwerts geöffnet. Die von der Pumpe 8 in den Abgas- sammler 3 geförderte Sekundärluftmenge wird mit Hilfe des Einstellventils 20 in der Turbinenauslassleitung 10 so begrenzt, dass sich für den Ablauf von Nachoxidationen günstige Verhältnisse im Abgassammler 3 ergeben. Vorzugsweise wird die Sekundärluftmenge so eingestellt, dass sich für das Abgas ein Luft-/Kraftstoffverhältnis, im Folgenden als Abgas- X bzw. XA bezeichnet, von etwa XA = 1,2 eingestellt.

Die Zeitspanne bis zur Förderung einer ausreichenden Sekundärluftmenge kann noch weiter verkürzt werden, wenn die Startdrehzahl des Motors 1 beim Anlassvorgang angehoben wird.

Dies wird erfindungsgemäß durch Verminderung der Kompres- sionsarbeit des Motors 1 erreicht. Bei variablem Verdich- tungsverhältnis wird dieses in der Anlassphase des Startvor- gangs vermindert. Vorteilhaft ist ferner ein Entdrosseln des Motors 1 durch Öffnen der Auslassventile im Kompressionstakt.

Ebenfalls vorteilhaft ist das zeitweise Abkoppeln von Neben- aggregaten, welche vom Motor 1 angetrieben werden. Beispiels- weise können ein Generator oder eine Kühlmittelpumpe abge- koppelt werden. Dadurch vermindert sich die mechanische Verlustleistung des Motors 1 und die Drehzahl beim Anlass- vorgang wird angehoben.

Nach Erreichen eines stabilen und autarken Motorlaufs und der Anspringtemperatur des Startkatalysators 5 kann der Startvor- gang als beendet angesehen werden, und die Sekundärluft- zugabe in den Abgassammler 3 wird beendet. Die Beendigung der Sekundärluftzugabe kann durch Schließen des Einstellventils 20 oder Schließen eines nicht dargestellten Schaltmittels in der Pumpenauslassleitung 12 erfolgen.

In einem weiteren Einsatzgebiet wird das Gasfördersystem zur Emissionsminderung bei fettem Betrieb des Motors 1 außerhalb des Startvorgangs, beispielsweise bei Beschleunigungsvor- gängen oder bei Vollast, eingesetzt. Unter diesen Bedingungen liegt ein zum Betrieb der Turbine 7 ausreichendes Druckgefälle über dem Drosselelement vor. Von der Pumpe 8 wird bei diesem Einsatzfall des Gasfördersystems Sekundärluft an der Zugabestelle 14 eingangsseitig eines in diesem Fall vorzugsweise motorfern angeordneten Katalysators 5 ins Abgas geleitet. Dabei wird ein Abgas-S von etwa XA = 1, 0 einge- stellt. Unter diesen Bedingungen werden reduzierende Abgasbestandteile vom Katalysator 5 oxidiert und eine Schadstoffverminderung auch bei Beschleunigungs-oder Voll- lastbetrieb erreicht.

In einem weiteren Einsatzgebiet wird das Gasfördersystem zur Kühlung eines Teils des Abgassystems eingesetzt. Beispiels- weise kann von der Pumpe 8 vergleichsweise kühle Umgebungs- luft in den Luftspalt eines luftspaltisolierten Abgassammlers oder Katalysatorgehäuses geblasen werden. Vorzugsweise wird diese Funktion des Gasfördersystems bei Überschreiten einer maßgebenden Temperatur im Abgassystem aktiviert. Somit wird eine Überhitzung bzw. Schädigung des Abgassystems vermieden und die Funktion von reinigungswirksamen Komponenten aufrechterhalten.

Fig. 2 zeigt schematisch die Anordnung des Motors 1 und des Gasfördersystems in einer weiteren bevorzugten Ausführungs- form. Die Bezeichnung wirkungsgleicher Bauteile entspricht dabei der in Fig. 1. Zusätzlich zu der in Fig. 1 darge- stellten Ausführungsform ist dem Gasfördersystem hier eine weitere Gasfördereinheit zugeordnet. Diese ist als elektrisch angetriebene Luftpumpe 15 ausgebildet, welche an einen Abzweig der Turbineneinlassleitung 9 angeschlossen ist.

Außerdem ist in der Turbineneinlassleitung 9 ein Absperr- ventil 21 vorgesehen, mit welchem die Verbindung zur Ansaugleitung 2 stromauf des Drosselelements 6 abgesperrt werden kann. Mit Hilfe der Luftpumpe 15 kann ein schnelleres Anlaufen der Turbine 7 beim Startvorgang des Motors 1 erreicht werden. Hierzu wird mit Beginn des Anlassvorgangs das Absperrventil 21 geschlossen, das Ventil 20 geöffnet und die Luftpumpe eingeschaltet. Somit wird praktisch sofort mit Beginn des Startvorgangs Luft über die Turbine 7 gefördert.

Folglich kann unabhängig vom Differenzdruckaufbau über dem Drosselelement 6 bereits nach kurzer Zeit eine für Nach- oxidationen ausreichende Sekundärluftmenge dem Abgassammler 3 zugeführt werden, und die Kraftstoffeinspritzung wird wie in der Ausführungsform der Fig. 1 vorgenommen. Ist ein ausreich- ender Differenzdruck über dem Drosselelement 6 aufgebaut, wird die Luftpumpe abgeschaltet und das Absperrventil 21 geöffnet. Die Turbine 7 wird dann mit dem durch die Leitungen 9,10 strömenden Luftstrom angetrieben, der durch den Diffe- renzdruck über dem Drosselelement 6 hervorgerufen wird. Alle weiteren Funktionen des Gasfördersystems sind analog zur Ausführungsform der Fig. 1 vorhanden.

Fig. 3 zeigt schematisch die Anordnung des Motors 1 und des Gasfördersystems in einer weiteren bevorzugten Ausführungs- form. Die Bezeichnung wirkungsgleicher Bauteile entspricht dabei der in Fig. 1. Zusätzlich zu der in Fig. 1 darge- stellten Ausführungsform ist dem Gasfördersystem hier eine weitere Gasfördereinheit zugeordnet. Diese ist als evakuier- barer Gasbehälter 16 ausgebildet, welcher in einem Nebenzweig der Turbinenauslassleitung 10 angeordnet ist. Der Gasbehälter ist eingangsseitig bzw. ausgangsseitig mit einem Absperr- ventil 22 bzw. 23 absperrbar. Mit Hilfe des evakuierten Gas- behälters 16 kann ein schnelleres Anlaufen der Turbine 7 beim Startvorgang des Motors 1 erreicht werden. Hierzu wird mit Beginn des Anlassvorgangs das Absperrventil 22 einlassseitig des evakuierten Gasbehälters 16 geöffnet. Die Ventile 20 und 23 bleiben geschlossen. Somit wird praktisch sofort mit Beginn des Startvorgangs Luft über die Turbine 7 in den evakuierten Gasbehälter 16 gefördert. Folglich kann unab- hängig vom Differenzdruckaufbau über dem Drosselelement 6 bereits nach kurzer Zeit eine für Nachoxidationen ausreichende Sekundärluftmenge dem Abgassammler 3 zugeführt werden, und die Kraftstoffeinspritzung wird wie in der Ausführungsform der Fig. 1 vorgenommen. Ist ein ausreichender Differenzdruck über dem Drosselelement 6 aufgebaut, wird das Ventil 20 geöffnet, und das Ventil 22 geschlossen. Die Turbine 7 wird dann mit dem Luftstrom durch die Turbineneinlasseitung 9 und den mit dem Ventil 20 versehenen Abzweig der Turbinenauslassleitung 10 angetrieben. Der Luftstrom wird nun durch den Differenzdruck über dem Drosselelement 6 hervorgerufen. Damit unabhängig vom Differenzdruckaufbau über dem Drosselelement 6 ein rascher Turbinenhochlauf erfolgen kann, muss der Gasbehälter 16 naturgemäß eine ausreichende Größe aufweisen. Alle weiteren Funktionen des Gasfördersystems sind analog zur Ausführungsform der Fig. 1 vorhanden. Für eine erneute Evakuierung des Gasbehälters 16 wird bei normalem Motorbetrieb das Ventil 23 geöffnet und das Ventil 22 geschlossen. Insbesondere bei einem Motorbetriebspunkt mit großem Unterdruck stromab des Drosselelements 6, wie beispielsweise bei einem Schiebebetrieb mit hoher Drehzahl, kann der Gasbehälter 16 für einen neuen Startvorgang ausreichend evakuiert werden.

Fig. 4 zeigt schematisch die Anordnung des Motors 1 und des Gasfördersystems in einer weiteren bevorzugten Ausführungs- form. Die Bezeichnung wirkungsgleicher Bauteile entspricht dabei der in Fig. 1. Mit der in Fig. 4 dargestellten Ausfüh- rungsform kann zusätzlich zu den Funktionen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eine Abgasrückführung reali- siert werden. Hierzu verfügt das Gasfördersystem über eine mit einem Ventil 24 versehenen Abzweig der Pumpeneinlass- leitung 11, welcher mit der Abgasleitung 4 in Verbindung steht. Der mit der Umgebung in Verbindung stehende Teil der Pumpeneinlassleitung 11 ist durch das darin angeordnete Ventil 25 ebenfalls absperrbar. Weiter ist ein stromab des Drosselelements 6 in die Ansaugleitung 2 führender Abzweig der Pumpenauslassleitung 12 vorgesehen. Dieser Abzweig kann durch das einstellbare Ventil 26 ebenfalls abgesperrt werden.

Wird das Gasfördersystem nicht zur Sekundärluftförderung benötigt, kann bei normalem Motorbetrieb von der Pumpe 8 Abgas an der Zugabestelle 18 in die Ansaugleitung 2 gefördert werden. Hierzu wird das Ventil 24 geöffnet und das Ventil 25 geschlossen. Das Ventil 26 wird entsprechend der zu realisierenden Abgasrückführrate geöffnet. Die Pumpe 8 wird wie oben beschrieben durch den vom Differenzdruck über dem Drosselelement 6 verursachten Luftstrom über die Turbine 7 angetrieben. Gegenüber üblichen Abgasrückführsystemen mit passiver Abgasrückführung, bei denen die rückgeführte Abgas- menge durch den zwischen Abgasleitung und Ansaugleitung vorhandenen Differenzdruck bestimmt wird, kann mit der Ausführungsform der Fig. 4 eine höhere Abgasrückführrate realisiert werden. Der Grund hierfür ist die durch die Pumpe 8 realisierte, aktive Abgasförderung. Alle weiteren Funktionen des Gasfördersystems sind analog zur Ausführungs- form der Fig. 1 vorhanden.

Fig. 5 zeigt schematisch die Anordnung des Motors 1 und des Gasfördersystems in einer weiteren bevorzugten Ausführungs- form. Die Bezeichnung wirkungsgleicher Bauteile entspricht dabei der in Fig. 1. Im Vergleich zu der in Fig. 1 darge- stellten Ausführungsform ist die Pumpeneinlassleitung 11 hier an einen evakuierbaren Gasbehälter 17 angeschlossen. Eine über ein Ventil 27 absperrbare Verbindung zur Umgebung besteht weiterhin. Wird das Gasfördersystem nicht zur Sekundärluftförderung benötigt, kann bei normalem Motor- betrieb von der Pumpe 8 der Gasbehälter evakuiert werden.

Hierzu wird das Ventil 27 geschlossen. Die aus dem Gasbehälter 17 abgezogene Luft kann über die Pumpenauslassleitung 12 dem Abgas zugeführt werden oder über einen nicht dargestellten Abzweig an die Umgebung abgegeben werden. Mit dem im Gasbehälter 17 erzeugten Unterdruck können hier nicht näher angegebene, an den Gasbehälter 17 angeschlossene, unterdruckbetriebene Servosysteme betrieben werden. Alle weiteren Funktionen des Gasfördersystems sind analog zur Ausführungsform der Fig. 1 vorhanden.

Mit den erfindungsgemäßen Ausführungsformen von Brennkraft- maschine und Gasfördersystem lässt sich, wie dargestellt, ein emissionsarmer Betrieb der Brennkraftmaschine realisieren.

Durch die zusätzlich zur Sekundärluftförderung vorhandenen Funktionen des Gasfördersystems wird dieses besser ausge- nutzt, und Bauteile können eingespart werden. Dabei versteht sich, dass im Rahmen der Erfindung durch zusätzliche Leitungen oder Ventile im Gasfördersysteme Abwandlungen der dargestellten Ausführungsformen möglich sind.