BR102016001647A2

BR102016001647A2 - método e dispositivo para criar e/ou diminuir, uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão disposto em uma linha de exaustão e veículo

Info

Publication number: BR102016001647A2
Application number: BR102016001647A
Authority: BR
Inventors: Andreas Pappenheimer; Andreas Sommermann
Original assignee: Man Truck & Bus Ag
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2016-10-25
Also published as: CN105888805B; EP3056718B1; CN105888805A; BR102016001647B1; RU2016104505A3; RU2713783C2; DE102015001797A1; US20160237931A1; RU2016104505A; EP3056718A1; US10100764B2

Abstract

a invenção se refere a um método e a um dispositivo de controle para criar e/ou diminuir, uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão disposto em uma linha de exaustão. de acordo com aspectos gerais da invenção, o método para definir a temperatura de gás de exaustão para o pós-tratamento de gás de exaustão usa um modo de motor elétrico e/ou um modo de gerador de um turbo compressor de exaustão eletrificado (10) (s1-s4).

Description

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA CRIAR E/OU DIMINUIR, UMA TEMPERATURA DE GÁS DE EXAUSTÃO DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO TENDO UM DISPOSITIVO DE PÓS-TRATAMENTO DE GÁS DE EXAUSTÃO DISPOSTO EM UMA LINHA DE EXAUSTÃO E VEÍCULO

Descrição [0001] A invenção se refere a um método para criar e/ou diminuir, uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão disposto em uma linha de exaustão. A invenção além disso se refere a um método e a um dispositivo de controle para criar e/ou diminuir, uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão disposto em uma linha de exaustão [0002] O fato de que as emissões de poluentes a partir de um motor de combustão podem ser diminuídas de forma eficaz de pós-tratamento catalítico do gás de exaustão com o auxílio de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão, por exemplo um tendo um catalisador de gás de exaustão, é conhecido a partir da experiência prática. No entanto, é um importante pré-requisito para isto que o catalisador tenha atingido sua temperatura de luz. Abaixo desta temperatura, o catalisador de gás de exaustão é ineficaz ou não é muito eficaz, e a reação ocorre somente em taxas de conversão suficientemente baixas. Particularmente em sistemas com turbo compressão de exaustão, o dissipador de calor formado pela turbina de exaustão significa que alcançar leveza de catalisador de forma ideal para emissões é extremamente importante para evitar as emissões de altos poluentes. No caso de motores de combustão deste tipo, assim, é necessário tomar precauções para assegurar que o catalisador de gás de exaustão alcança sua temperatura de arranque tão rapidamente quanto possível.

[0003] A fim de elevar a temperatura de gás de exaustão para uma temperatura de arranque, uma prática conhecida é ajustar os parâmetros de injeção do motor de combustão de forma que, por exemplo, os parâmetros de injeção ajustados causem um aumento da temperatura de gás de exaustão. Isto pode ser conseguido ao retardar o início da injeção, por exemplo.

[0004] Outras medidas conhecidas exigem a adaptação de uma válvula de estrangulamento, a ativação de um sistema de queimador adicionalmente introduzido na linha de exaustão ou o encerramento de uma aba de frenagem de motor. A desvantagem com as abordagens acima referidas é que componentes adicionais, por exemplo, um sistema de queimador, uma aba de travagem de motor etc., devem ser providos e desvantagens em termos de eficiência tem que ser aceitas.

[0005] Pedido de patente Europeu EP 1 431 529 A1, por exemplo, divulga um método e um dispositivo para aumentar e/ou reduzir uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão disposto em uma linha de escape, em que a temperatura de gás de exaustão é aumentada ou diminuída através de gás introduzido na linha de exaustão. O dispositivo de introdução de gás utilizado para este fim pode ser um bocal inserido projetado como um injetor ou um bocal de desligamento inserido na linha de exaustão ou em uma bomba de ejetor. A desvantagem disso é que um dispositivo de introdução adicional é necessário.

[0006] Um motor de combustão tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão sob a forma de um filtro de partículas é, além disso, conhecido a partir DE 43 25 004 C2. No caso deste filtro de partículas, aumentando (ou diminuindo) a temperatura de gás de exaustão a fim de controlar o processo de queima no filtro de partículas é alcançada através do estrangulamento (ou desestrangulamento) no gás de exaustão que flui através da linha de exaustão. Isto é conseguido por meio de uma aba na carcaça do filtro, a qual é dinamizada por uma ligação controlada termostaticamente. Além disso, um aquecedor elétrico é provido para o termostato e o filtro de partículas. Este sistema é de construção complexa e requer um grande número de componentes especialmente fabricados. Assim, o material do filtro de partículas deve ter um contorno definido precisamente para permitir o movimento giratório da aba. Além disso, o controle efetivo só é possível em relação à elevação da temperatura de gás de exaustão.

[0007] Assim, é um objeto da invenção prover um método melhorado e um dispositivo melhorado para aumentar e/ou reduzir uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão, tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão disposto em uma linha de exaustão, através dos quais as desvantagens dos sistemas convencionais podem ser evitadas.

[0008] Estes objetivos são atingidos por dispositivos e métodos tendo as características das reivindicações independentes. Modalidades vantajosas e usos da invenção serão encontrados nas reivindicações dependentes e são explicados mais detalhadamente na seguinte descrição com referência em alguns casos às figuras.

[0009] De acordo com a invenção, um método para definir, em particular criar e/ou diminuir, uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão disposto em uma linha de exaustão é provido. De acordo com aspectos gerais da invenção, um modo de motor elétrico e/ou um modo de gerador de um turbo compressor de exaustão eletrificado é usado para definir a temperatura de gás de exaustão para pós-tratamento de gás de exaustão. O motor de combustão está no modo disparado durante a realização do método.

[0010] Um turbo compressor de exaustão eletrificado de gás de exaustão é conhecido por si a partir do estado da técnica e também é chamado de um turbo compressor de exaustão o qual pode ser operado por um motor elétrico ou é auxiliado pelo motor elétrico. O turbo compressor de exaustão eletrificado tem uma máquina elétrica que pode ser acoplada ou é acoplada em uma maneira de transmissão de torque ao eixo de acionamento do turbo compressor de exaustão ou, em geral, ao rotor. A máquina elétrica é provida para acionar ou auxiliar o acionamento do turbo compressor de exaustão (também chamado abaixo de modo de motor elétrico do turbo compressor de exaustão) e/ou pode ser operada como gerador pelo turbo compressor de exaustão. O rotor do turbo compressor de exaustão é formado a partir da turbina de exaustão, o compressor e o eixo de acionamento, em que a turbina de exaustão e o compressor são acoplados em termos de movimento por meio do eixo de acionamento. Já é conhecido de experiência prática que o processo de carregamento de pressão do motor de combustão pode ser assistido temporariamente pelo motor elétrico de um turbo compressor de exaustão assistida por motor elétrico, em particular para fazer ligação com o "turbo lag" quando começar.

[0011] Definição da temperatura de gás de exaustão para pós-tratamento de gás de exaustão através de uma modalidade de motor elétrico e/ou um modo de gerador de um turbo compressor de exaustão eletrificado oferece a vantagem, em particular, que, no caso de veículos já equipados com turbo compressores de exaustão eletrificados, sistemas adicionais para aumentar a temperatura de gás de exaustão, por exemplo, um queimador, uma válvula de estrangulamento ou um compressor adicional , pode ser omitido ou que, quando o turbo compressor de exaustão é utilizado de acordo com a invenção em combinação com essas abordagens convencionais, é possível conseguir uma ascensão mais rápida na temperatura de gás de exaustão.

[0012] De acordo com uma modalidade ilustrativa preferencial da invenção, o modo de motor elétrico e/ou o modo de gerador do turbo compressor de exaustão eletrificado é iniciado após satisfação de pelo menos uma condição de ativação para ativação de uma administração de temperatura de gás de exaustão. O termo "administração de temperatura de gás de exaustão" é entendido como a criação seletiva e/ou a redução da temperatura de gás de exaustão. Se o modo correspondente já foi iniciado, neste momento, pode ser adaptado, se adequado, a fim de garantir que a temperatura de gás de exaustão se aproxima de uma temperatura de ponto de definição ou uma faixa de temperatura de ponto de definição tão rapidamente quanto possível. Aqui, a satisfação da condição de ativação indica que a temperatura de gás de exaustão deve ser modificada no intuito de, por exemplo, permitir a operação ideal do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão.

[0013] Em uma variante vantajosa desta modalidade, o modo de gerador do turbo compressor de exaustão eletrificado é iniciado quando a satisfação de pelo menos uma condição de ativação indica que a temperatura de gás de exaustão atual precisa ser aumentada, por exemplo, se a temperatura de gás de exaustão real está abaixo de uma temperatura de arranque de um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão. Um modo de gerador do turbo compressor de exaustão tem o efeito que a energia cinética do rotor é parcialmente convertida em energia elétrica e, consequentemente, o rotor é travado. Isto reduz o fluxo de pressão de impulso ou de massa de ar do motor de combustão. Devido a pressão reduzida, a proporção de ar (lambda) cai e produz gás de exaustão quente. Além disso, o uso do modo de gerador do turbo compressor de exaustão para aumentar a temperatura de gás de exaustão reduz as desvantagens em relação a eficiência em comparação com as abordagens conhecidas do estado da técnica.

[0014] De acordo com outra variante vantajosa desta modalidade, o modo de motor elétrico do turbo compressor de exaustão eletrificado é iniciado ou adaptado quando a satisfação da pelo menos uma condição de ativação indica que a temperatura de gás de exaustão atual deve ser reduzida. Em particular, um modo de motor elétrico do turbo compressor de exaustão compreende operação assistida por motor elétrico do turbo compressor de exaustão, no qual a máquina elétrica além disso acelera o rotor do turbo compressor de exaustão. O rotor de turbo compressor de exaustão acelerado a uma velocidade mais elevada aumenta o fluxo de massa de ar e a proporção de ar (lambda) e, assim, leva a uma diminuição da temperatura de gás de exaustão. Isto oferece a vantagem de que o motor de combustão e o dispositivo pós-tratamento de gás de exaustão pode ser protegido contra o sobreaquecimento.

[0015] Uma possibilidade de implementação de acordo com a invenção, além disso, visa que pelo menos uma das seguintes medidas é realizada quando a satisfação de pelo menos uma condição de ativação indica que a temperatura do gás de exaustão atual precisa ser aumentada: (a) ajuste da válvula de estrangulamento, (b) encerramento de uma aba de frenagem de motor, (c) ativação de um sistema de queimador adicional disposto na linha de exaustão e (d) ajuste dos parâmetros de injeção do motor de combustão de tal forma que os parâmetros de injeção ajustados causam aumento na temperatura de gás de exaustão, em que um retardo no início da injeção e/ou um aumento na quantidade de combustível introduzido introduzida pode ser executado , por exemplo, a fim de elevar a temperatura de gás de exaustão.

[0016] Em outras palavras, a configuração da temperatura de gás de exaustão em conformidade com a invenção, usando um motor elétrico e/ou modo de motor do turbo compressor de exaustão eletrificado pode ser combinado com medidas convencionais e métodos para adaptar a temperatura de gás de exaustão, assim, tornando possível atingir um aumento particularmente rápido da temperatura de gás de exaustão.

[0017] De acordo com uma outra variante da modalidade ilustrativa, no qual o uso do turbo compressor de exaustão em conformidade com a invenção para a administração de temperatura de gás de exaustão é combinado com pelo menos uma das medidas convencionais para adaptar a temperatura de gás de exaustão, um modo de motor elétrico do turbo compressor de exaustão é iniciado no caso de estados transitórios de funcionamento a fim de aumentar a temperatura de gás de exaustão. Estados de funcionamento transientes são estados de funcionamento não constantes, por exemplo, um processo de início ou um processo de mudança, no qual a quantidade/energia de gás de exaustão alimentada para a turbina do turbo compressor de exaustão varia grandemente. Nesses estados de funcionamento transientes, o motor elétrico do turbo compressor de exaustão assim compensa as flutuações na quantidade/energia de gás de exaustão por meio de um modo de motor elétrico (modo "boost"). Nos Estados transitórios de funcionamento, o modo de motor elétrico compensa para o fluxo de massa de ar extremamente flutuante em estados de operação transitórios, permitindo assim que as medidas convencionais a serem empregadas de forma mais eficaz.

[0018] De acordo com outro aspecto da invenção, uma condição de ativação para ativar uma administração de temperatura de gás de exaustão, a qual indica que a temperatura de gás de exaustão deve ser aumentada, pode ser a subexecução de um valor de limite de temperatura inferior pela temperatura de gás de exaustão. O valor de limite de temperatura inferior de preferência pode ser uma temperatura de arranque do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão, por exemplo, de um catalisador de exaustão.

[0019] De acordo com uma outra variante, uma condição de ativação para ativar uma administração de temperatura de gás de exaustão, a qual indica que a temperatura de gás de exaustão deve ser aumentada, pode ser a presença de um estado operacional de marcha lenta sem carga e/ou carga parcial do motor de combustão. De acordo com esta variante, um modo de gerador do turbo compressor de exaustão para elevar a temperatura de gás de exaustão é, assim, empregado apenas em estados de funcionamento independentes na marcha lenta e/ou carga parcial. Nesses estados de funcionamento, mais rápido aquecimento de gás de exaustão é de particular importância pois caso contrário geralmente leva um tempo acima da média para o dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão para aquecer com a temperatura de arranque devido a energia de combustão reduzida nestes estados operacionais.

[0020] Além do monitoramento da temperatura de gás de exaustão, é possível, como uma alternativa, ou além da utilização de outros parâmetros como condição para ativar a administração de temperatura de gás de exaustão: por exemplo, uma condição de ativação para ativar uma administração de temperatura de gás de exaustão pode ser determinada com base em um valor específico de pelo menos um sensor de temperatura do motor, em que o pelo menos um sensor de temperatura do motor mede uma temperatura de ar de admissão, uma temperatura de água de refrigeração de motor e/ou uma temperatura de óleo do motor. Baixas temperaturas de água de arrefecimento do motor ou do óleo do motor indicam, por exemplo, que o motor está no modo de aquecimento ou de execução a frio, em que a temperatura do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão tem da mesma forma não foi aquecida suficientemente sem medidas adicionais.

[0021] Outra possibilidade aqui prevê que uma condição de ativação para ativar uma gestão de temperatura de gás de exaustão é determinada com base em uma fase de funcionamento do motor de combustão, em que a fase de funcionamento indica se o motor está no modo de execução a frio, modo de aquecimento ou quente e/ou se o motor de combustão foi operado no modo de saturação, por mais de um tempo predeterminado. Tais estados de funcionamento correlacionados, por sua vez, com o estado de temperatura do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão desde o dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão geralmente tem uma temperatura inferior a temperatura de arranque no modo de execução a frio, o modo de aquecimento ou depois de um modo de saturação prolongada ou não disparado.

[0022] O aumento ou diminuição, descrito acima, da temperatura de gás de exaustão usando o turbo compressor de exaustão eletrificado é preferencialmente realizado temporariamente até que a temperatura do gás de exaustão atingiu um valor de definição desejado ou intervalo de ponto de definição.

[0023] De acordo com um outro aspecto da invenção, um dispositivo de controle para definir, em particular criar e/ou diminuir, uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão disposto em uma linha de exaustão é provido. O dispositivo de controle é projetado para verificar se pelo menos uma condição de ativação para ativar uma administração de temperatura de gás de exaustão foi satisfeita e, em caso afirmativo, para ativar um turbo compressor de exaustão eletrificado do motor de combustão para estabelecer um motor elétrico e/ou um modo de gerador do turbo compressor de exaustão eletrificado a fim de definir a temperatura de gás de exaustão.

[0024] Em particular, o dispositivo de controle pode ser modalizado para realizar o método conforme divulgado neste documento. Para evitar repetição, características as quais são divulgadas puramente no contexto do método também considero ser aplicáveis e exigíveis no contexto do dispositivo.

[0025] A invenção, além disso, diz respeito a um veículo a motor, em particular um veículo comercial, tendo um motor de carregado com pressão por turbo compressor de exaustão eletrificado, tendo um dispositivo de controle, conforme divulgado neste documento.

[0026] As modalidades e recursos preferenciais descritos acima da invenção podem ser combinadas entre si de qualquer maneira desejada.

Detalhes e vantagens adicionais da invenção são descritos abaixo, tendo como referência as figuras anexas, em que: [0027] Figura 1 mostra que um diagrama esquemático em bloco se destina a ilustrar um dispositivo de controle para ajustar a temperatura de gás de exaustão, ativando um turbo compressor de exaustão eletrificado de acordo com uma modalidade da invenção;

[0028] Figura 2 mostra um diagrama de fluxo de um método para elevar e/ou diminuir a temperatura de gás de exaustão de acordo com uma modalidade da invenção; e [0029] Figura 3 mostra um mapa de operação de motor que se destina a ilustrar os pontos de operação nos quais a administração de temperatura de gás de exaustão de acordo com uma modalidade da invenção é ativada.

[0030] Figura 1 mostra um motor de combustão carregado por pressão 2 de um veículo comercial, normalmente um motor a diesel e um turbo compressor de exaustão eletrificado 10 associados, também referidos como ETC, sob a forma de um diagrama de bloco altamente esquematizados. O ETC 10 compreende uma turbina 12, a qual é acionada por um gás de exaustão a partir do motor de combustão 2 o qual é alimentado à turbina 12 por meio da linha de gás de exaustão 5b. Depois disto, a mistura de gás de exaustão flui através da saída de turbina através de uma linha de exaustão 6, na qual um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão conhecido por si, por exemplo, sob a forma de um catalisador de exaustão, é organizado. Após a passagem através do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão, o gás de exaustão flui através de uma outra linha de exaustão 7 à exaustão.

[0031] A turbina 12 é conectada por meio de um eixo 13 a um compressor 11. Ar fresco é alimentado ao compressor 11 por meio da linha de entrada de compressor 4. O compressor 11 comprime o ar de carga que deve ser alimentado ao motor de combustão 2 e, deste modo, aumenta a energia do motor de combustão 2 em operação disparada normalmente. O ar de carga que é comprimido por meio do compressor 11 é alimentado por meio de uma linha de ar de carga a um radiador de ar de sobre alimentação 8 e é então alimentado por meio da linha 5a no motor de combustão 2.

[0032] O ETC 10 é modalizado como um turbo compressor de exaustão eletrificado, isso quer dizer um turbo compressor de exaustão assistido por motor elétrico. Para esta finalidade, o ETC 10 é provido com uma máquina elétrica 14 que pode ser operada com um motor e um gerador, pode ser acoplada ou é acoplada ao eixo de acionamento 13 em uma forma de transmissão de torque e é provida para acionar ou para auxiliar o acionamento do rotor 11, 12 e 13 do turbo compressor de gás de exaustão.

[0033] O modo de motor e o modo de gerador da máquina elétrica 14, por exemplo, um motor elétrico, são controlados por um dispositivo de controle 1, o qual é conectado com esta finalidade, através de linhas de elétricas, o motor elétrico 14 e um dispositivo de armazenamento de energia 15 para energia elétrica, por exemplo, uma bateria de arranque ou uma bateria de alta tensão de um trem de acionamento hibridizado, este sendo indicado esquematicamente por linhas pontilhadas 9 e 17. Para o modo de motor da máquina elétrica 14, esta energia é fornecida pelo dispositivo de armazenamento de energia 15. A energia gerada no modo gerador da máquina elétrica 14 pode ser alimentada para o dispositivo de armazenamento de energia 15 através do dispositivo de controle 1.

[0034] Na modalidade ilustrativa sob consideração, o dispositivo de controle 1 está modalizado adicionalmente como um controlador o qual ativamente pode realizar a administração de temperatura de gás de exaustão para aumentar e/ou abaixar uma temperatura de gás de exaustão. Aqui, o controlador, o qual é projetado como um microprocessador, por exemplo, é conectado ao motor de combustão 2 através da linha de controle 18 para fornecer dito motor com parâmetros de injeção modificados, por exemplo, retardo da injeção inicial, a fim de aumentar a temperatura de gás de exaustão.

[0035] O dispositivo de controle 1 destina-se, além disso, controlar o funcionamento do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão 3, este sendo indicado pela linha elétrica 16. Linha 16 conecta os sensores do trem de acionamento e/ou o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão para o dispositivo de controle 1. Por meio de sensores, é possível em uma forma conhecida por si para medir a temperatura de gás de exaustão após a turbina 12, a temperatura à frente e/ou depois de um conversor catalítico ou filtro de partículas, uma temperatura diferencial, uma pressão à frente e/ou após um conversor de catalisador ou filtro de partículas ou a pressão diferencial, por exemplo.

[0036] O dispositivo de controle 1 é projetado para controlar a temperatura de gás de exaustão e receber continuamente dados de vários sensores de temperatura de motor. Por exemplo, há um sensor de temperatura 20 disposto na linha de entrada do compressor 4, dito sensor de medição da temperatura da entrada de ar e transmitindo dos valores medidos para o dispositivo de controle 1 através da linha de sinal 19. O dispositivo de controle recebe valores medidos de sensores de temperatura adicionais (não mostrados na Figura 1), os quais medem a temperatura de gás de exaustão e a temperatura da água de arrefecimento do motor e do óleo do motor de uma forma conhecida por si.

[0037] Uma característica especial do ensinamento de acordo com a invenção é que o dispositivo de controle 1 é projetado para ativar o ETC 10 como parte da administração de temperatura de gás de exaustão, em particular para aumentar a temperatura de gás de exaustão através de um modo de gerador de ETC 10, ou, se for caso disso, diminuir a temperatura de gás de exaustão através de um modo de motor elétrico do ETC 10.

[0038] O modo correspondente e o método correspondente são ilustradas a título de exemplo, no diagrama de fluxo na Figura 2.

[0039] Em uma primeira etapa S1, o dispositivo de controle 1 monitora, no modo de disparo do motor de combustão 2, se uma condição de ativação predeterminada para uma administração de temperatura de gás de exaustão na qual a temperatura de gás de exaustão vai ser aumentada ou reduzida seletivamente tenha sido satisfeita. Aqui, a satisfação da condição de ativação indica que a temperatura de gás de exaustão deve ser modificada ativamente no intuito de, por exemplo, permitir a operação ideal do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão 3. A condição de ativação está satisfeita e indica que a temperatura de gás de exaustão deve ser aumentada, por exemplo, quando a temperatura de gás de exaustão real na linha de exaustão 5b é abaixo da temperatura de arranque do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão 3. Para monitorar essa condição de ativação, o dispositivo de controle 1 pode monitorar continuamente os valores medidos a partir do sensor de temperatura de gás de exaustão 20. Como uma outra condição de ativação, o dispositivo de controle pode verificar se o motor de combustão 2 está em um modo de aquecimento ou de execução a frio pois, nestes estados de funcionamento, o dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão 3 tem geralmente a mesma forma não ainda aquecida suficientemente.

[0040] Como uma alternativa, o dispositivo de controle 3 pode monitorar a condição de ativação usando sensores de temperatura do motor, os quais medem a temperatura do ar de entrada, da água do motor ou do óleo do motor. Se os valores de temperatura medidos são cada um abaixo de um limite de temperatura predeterminado, o dispositivo de controle 3 pode deduzir que não tenha sido atingida a temperatura de ativação do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão 3. Tais limites de temperatura podem ser determinados experimentalmente em um equipamento de teste, por exemplo.

[0041] De acordo com a modalidade ilustrativa sob consideração, o sistema verifica, como uma outra condição de ativação para o modo de gerador de ETC 10. Se um estado operacional de marcha lenta sem carga ou carga parcial está presente. Em outras palavras, uma temperatura de gás de exaustão a qual é muito baixa é erguida apenas ativamente por um modo de gerador de ETC 10 quando um estado operacional de marcha lenta ou carga parcial está presente.

[0042] Figura 4 mostra um mapa de operação de motor para ilustrar Estados de funcionamento deste tipo. A curva, denotada pelo sinal de referência 41 representa a curva de limite de carga total do mapa de funcionamento do motor. A região de pontos de operação a qual é cercada pela linha denotada por 40 representa pontos de operação no modo de carga parcial de um motor veículo comercial ilustrativo para o qual administração de temperatura de gás de exaustão é realizada. Para um motor de combustão de veículo comercial ilustrativo, estados de funcionamento de carga parcial são aqueles pontos de operação nos quais a velocidade do motor está em uma faixa de velocidade de 600 a 1600 rotações por minuto e em um torque que varia de 0 a 700 Nm.

[0043] Na etapa S2, o dispositivo de controle 1, portanto, verifica se a condição de ativação foi satisfeita. Se este for o caso e a condição de ativação, além disso, indica que a temperatura de gás de exaustão deve ser aumentada ativamente, etapa S3 é então realizada, na qual o dispositivo de controle 1 inicia um modo de gerador da máquina elétrica 14 do ETC 10.

[0044] No modo de gerador, o motor elétrico 14 acoplado ao eixo de acionamento 13 do rotor em termos de movimento é acelerado pelo rotor, 11, 12, 13, fornecido com energia de gás de exaustão proveniente do motor de combustão, com o resultado que a energia cinética do rotor 11, 12, 13 é parcialmente convertida em energia elétrica e, como resultado, o rotor é travado. Por conseguinte, um modo de gerador do turbo compressor de exaustão tem o resultado que o fluxo de pressão de impulso ou de massa de ar do motor de combustão é reduzido. Devido a pressão reduzida, a proporção de ar (lambda) cai e produz gás de exaustão quente durante combustão.

[0045] O modo de gerador temporário do ETC 10 acabou quando a temperatura do gás de exaustão excedeu a temperatura de arranque do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão. O método é então continuado novamente com etapa S1.

[0046] Como já mencionado acima, uma vantagem particular da invenção consiste, além disso, em que o método pode ser usado de forma análoga para abaixar a temperatura de gás de exaustão a fim de proteger o motor de combustão 2 e o dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão 3, se a temperatura de gás de exaustão é demasiada alta. Para este efeito, há além disso monitoramento, na etapa de S1, das condições de ativação as quais indicam uma temperatura de gás de exaustão a qual é muito alta. Consequentemente, o sistema verifica além disso, na etapa S2 se existe um caso de uma temperatura de gás de exaustão a qual é muito alta. Este seria o caso, por exemplo, se a temperatura de gás de exaustão excedeu um valor limite predeterminado para a temperatura de gás de exaustão. Nesse caso, etapa S4 é então realizada.

[0047] Na etapa S4, o ETC 10 é acionado pelo motor elétrico, ou seja, o rotor 11, 12, 13 do ETC 10 além disso é acelerado pelo modo de motor elétrico do ETC 10.

[0048] Devido à aceleração do rotor para uma velocidade maior, o fluxo de massa de ar aumenta e leva a uma redução da temperatura de gás de exaustão. O modo assistido por motor elétrico temporário do ETC 10 acabou se o valor de temperatura de gás de exaustão caiu abaixo do valor limite superior. O método é então continuado novamente com etapa S1.

[0049] A invenção não é restrita às modalidades ilustrativas preferenciais descritas acima. Pelo contrário, um grande número de variantes e modificações é possível, que também usa o conceito inventivo e, portanto, abrange o escopo de proteção. Em particular, a invenção também reivindica proteção para o assunto e os recursos das reivindicações dependentes, independentemente das reivindicações as quais se referem.

Lista de símbolos de referência 1 dispositivo de controle 2 motor de combustão 3 dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão 4 Linha de entrada de compressor 5a Linha de saída de compressor ou linha de ar de carga 5b Linha de entrada de turbina 6 Linha de saída de turbina 7 linha de exaustão para exaustão 8 radiador de ar de sobre alimentação 9 Linha elétrica 10 Turbo compressor de exaustão eletrificado 11 Compressor 12 Turbina 13 haste de acionamento 14 Máquina elétrica 15 dispositivo de armazenamento para energia elétrica 16 linha de controle 17 Linha elétrica 18 linha de controle 19 linha de sinal 20 sensor de temperatura de gás de exaustão 40 administração de temperatura de gás de exaustão 41 curva limite de carga total de mapa de funcionamento de motor REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para configurar, em particular elevar e/ou diminuir, uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão (2) tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão (3) disposto em uma linha de exaustão (5b, 6), caracterizado pelo fato de que um modo de motor elétrico e/ou um modo de gerador de um turbo compressor de exaustão eletrificado (10) é usado (S1-S4) para configurar a temperatura de gás de exaustão para pós-tratamento de gás de exaustão.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o modo de motor elétrico (S4) e/ou o modo de gerador (S3) do turbo compressor de exaustão eletrificado (10) é iniciado (S1, S2) após satisfação de pelo menos uma condição de ativação para ativação de uma administração de temperatura de gás de exaustão.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o modo de gerador (S3) do turbo compressor de exaustão eletrificado (10) é iniciado, o qual trava o rotor (11, 12, 13), do turbo compressor de exaustão eletrificado (10), quando a satisfação de pelo menos uma condição de ativação indica que a temperatura de gás de exaustão atual precisa ser aumentada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o modo de motor elétrico (S4) do turbo compressor de exaustão eletrificado (10) é iniciado, o qual acelera o rotor (11, 12, 13), do turbo compressor de exaustão eletrificado (10), quando a satisfação de pelo menos uma condição de ativação indica que a temperatura de gás de exaustão atual precisa ser reduzida.

5. Método, de acordo com uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das seguintes medidas é realizada quando a satisfação de pelo menos uma condição de ativação indica que a temperatura de gás de exaustão atual precisa ser aumentada: (a) ajuste da válvula de estrangulamento, (b) fechamento de uma aba de trava de motor, (c) ativação de um sistema de queimador adicional disposto na linha de exaustão, e (d) ajuste dos parâmetros de injeção do motor de combustão de tal forma que os parâmetros de injeção ajustados causam um aumento na temperatura de gás de exaustão, em que um retardo no início da injeção e/ou um aumento na quantidade medida de combustível introduzido ocorre, por exemplo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o modo de motor elétrico (S3) do turbo compressor de exaustão eletrificado (10) é iniciado quando (a) satisfação da pelo menos uma condição de ativação indica que a temperatura de gás de exaustão atual precisa ser aumentada e (b) um estado transiente de funcionamento do motor de combustão está presente.

7. Método, de acordo com uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que uma condição de ativação para ativar uma administração de temperatura de gás de exaustão, a qual indica que a temperatura de gás de exaustão deve ser aumentada, é a subexecução de um valor de limite de temperatura inferior pela temperatura de gás de exaustão, em que o valor de limite de temperatura inferior é uma temperatura de arranque do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão (3), por exemplo.

8. Método, de acordo com uma das reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo fato de que uma condição de ativação para ativar uma administração de temperatura de gás de exaustão, a qual indica que a temperatura de gás de exaustão deve ser aumentada, é a presença de um estado operacional de marcha lenta e/ou de carga parcial do motor de combustão.

9. Método, de acordo com uma das reivindicações 2 a 8, caracterizado pelo fato de que uma condição de ativação para ativar uma administração de temperatura de gás de exaustão é determinada com base em (a) os valores medidos de pelo menos um sensor de temperatura de motor, em que o pelo menos um sensor de temperatura de motor mede uma temperatura de entrada de ar, uma temperatura de água de refrigeração de motor e/ou uma temperatura de óleo do motor; e/ou (b) uma fase de funcionamento do motor de combustão, em que a fase de funcionamento indica se o motor de combustão está em modo de execução fria, modo de aquecimento ou modo aquecido e/ou se o motor de combustão foi operado no modo de saturação por mais do que um tempo predeterminado.

10. Dispositivo de controle (1) para configurar, em particular elevar e/ou diminuir, uma temperatura de gás de exaustão de um motor de combustão (2) tendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão (3) disposto em uma linha de exaustão (5b, 6), caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle (1) é projetado para verificar se pelo menos uma condição de ativação para ativar uma administração de temperatura de gás de exaustão foi satisfeita e, em caso afirmativo, para ativar um turbo compressor de exaustão eletrificado (10) do motor de combustão (2) para estabelecer um motor elétrico e/ou um modo de gerador do turbo compressor de exaustão eletrificado (10) a fim de definir a temperatura de gás de exaustão.

11. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que I é modalizado para realizar o método conforme uma das reivindicações 2 a 9.

12. Veículo, em particular um veículo comercial, caracterizado pelo fato de que que tem um motor de combustão carregado por pressão por um turbo compressor de exaustão eletrificado, tendo um dispositivo de controle (1) conforme a reivindicação 10 ou 11.