BR112020024725B1

BR112020024725B1 - Método e sistema que determinam um valor de referência em relação a emissões de escape e meio legível por computador

Info

Publication number: BR112020024725B1
Application number: BR112020024725-1A
Authority: BR
Inventors: Martin LINDELL
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2023-07-25

Abstract

"MÉTODO E SISTEMA QUE DETERMINAM UM VALOR DE REFERÊNCIA EM RELAÇÃO A EMISSÕES DE ESCAPE. A presente invenção se refere a um método para determinar um valor de referência de uma presença de pelo menos uma substância (NOx) presente em um fluxo de gases de escape de um motor de combustão interna (101), em que a pelo menos uma substância é submetida a tratamento de escape, o tratamento de escape sendo realizado dependendo do valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2). O método compreende, quando o motor de combustão interna (101) é ligado: acumular a presença (EmACC,1; EmACC,2) da pelo menos uma substância (NOx) a jusante do tratamento de escape durante um primeiro período, e determinar se o valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2) com base na presença acumulada (EmACC,1; EmACC,2) da pelo menos uma substância (NOx) deve ser determinado novamente.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a processos de combustão e, em particular, a métodos e sistemas para determinar um valor de referência em relação ao tratamento de escape em um sistema de pós-tratamento de escape. A presente invenção também se refere a um veículo, bem como a um programa de computador e a um produto de programa de computador que implementa o método de acordo com a invenção.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Em relação aos veículos em geral, e pelo menos em certa medida, aos veículos pesados/comerciais, como caminhões, ônibus e similares, há constante pesquisa e desenvolvimento em andamento com relação ao aumento da eficiência de combustível e à redução das emissões de escape.

[003] Isso se deve, muitas vezes, pelo menos em parte, à crescente preocupação governamental com a poluição e a qualidade do ar, por exemplo, em áreas urbanas, que também levou à adoção de vários padrões e normas de emissão em muitas jurisdições.

[004] Esses padrões de emissão geralmente consistem em critérios que definem os limites aceitáveis para as emissões de escape de veículos equipados com motores de combustão interna. Por exemplo, os níveis de escape, por exemplo, dos óxidos de nitrogênio (NOx), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO) e partículas são regulamentados para a maioria dos tipos de veículos dentro desses padrões.

[005] A emissão indesejada de substâncias pode ser reduzida, por exemplo, pela redução do consumo de combustível e/ou pelo uso de tratamento/pós-tratamento (purificação) dos gases de escape resultantes do processo de combustão.

[006] Os gases de escape do motor de combustão interna podem ser tratados, por exemplo, pelo uso de um ou mais processos catalíticos. Existem vários tipos de conversores catalíticos, onde diferentes tipos podem ser usados para diferentes tipos de combustível e/ou para o tratamento de diferentes tipos de substâncias presentes no fluxo de gases de escape. No que diz respeito, pelo menos, aos óxidos de nitrogênio NOx (como óxido nítrico NO e dióxido de nitrogênio NO2), os veículos pesados geralmente compreendem um método em que um aditivo é fornecido ao fluxo de gases de escape. O aditivo é fornecido com o objetivo, normalmente pelo uso de um conversor catalítico, de reduzir a presença de óxidos de nitrogênio NOx em substâncias menos poluentes (principalmente nitrogênio e vapor d'água). O fornecimento de aditivo, seja em relação à redução dos óxidos de nitrogênio NOx ou qualquer outra substância que esteja presente no fluxo de gases de escape, é geralmente controlado com base em um valor de referência que, por exemplo, pode definir os níveis máximos de emissão que são descarregados nas imediações do veículo após a redução ser realizada em um ou mais conversores catalíticos. O valor de referência pode, por exemplo, ser expresso em termos de quantidades de emissões resultantes que saem do veículo por quantidade de trabalho produzida pelo motor de combustão interna.

[007] O aditivo pode ser injetado no fluxo de gases de escape, resultantes da combustão no motor de combustão interna, a montante do conversor catalítico e um exemplo de tipo de conversor catalítico que é usado na redução de óxido de nitrogênio NOx deste tipo são os conversores catalíticos de Redução Catalítica Seletiva (SCR).

[008] Portanto, no que diz respeito ao fornecimento de aditivo, este depende, pelo menos parcialmente, do valor de referência, de modo que a quantidade de aditivo fornecida resulte nos níveis de emissão de escape esperados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] É um objeto da presente invenção proporcionar um método e sistema para determinar um valor de referência em relação às emissões de, pelo menos, uma substância presente no fluxo de gases de escape, em que o valor de referência é determinado com base nas condições predominantes quando o motor de combustão interna é ligado. Este objetivo é alcançado por um método definido na reivindicação 1.

[010] De acordo com a presente invenção, um método para determinar um valor de referência de uma presença de pelo menos uma substância presente em um fluxo de gases de escape de um motor de combustão interna é proporcionado, em que a pelo menos uma substância é submetida a tratamento de escape, o tratamento de escape sendo realizado dependendo do valor de referência. O método compreende, quando o motor de combustão interna é ligado: acumular a presença da pelo menos uma substância a jusante do tratamento de escape durante um primeiro período, e determinar se o valor de referência com base na presença acumulada da pelo menos uma substância deve ser determinado novamente.

[011] De acordo com as formas de realização da invenção, a pelo menos uma substância é submetida a tratamento de escape por meio do fornecimento de aditivo ao fluxo de gases de escape para redução da pelo menos uma substância, sendo que o tratamento de escape é realizado dependendo do valor de referência pelo aditivo que é fornecido dependendo do valor de referência, e da presença da pelo menos uma substância (NOx) que é acumulada a jusante do fornecimento do aditivo.

012] De acordo com as formas de realização da invenção, a pelo menos uma substância é submetida a tratamento de escape por meio da recirculação do gases de escape, sendo que o tratamento de escape é realizado dependendo do valor de referência pela recirculação do gases de escape que é controlada dependendo do valor de referência, e da presença da pelo menos uma substância (NOx) que é acumulada a jusante da recirculação.

[013] No que diz respeito ao tratamento de escape pelo fornecimento de aditivo, o aditivo que é fornecido para redução da pelo menos uma substância pode ser fornecido a montante de pelo menos um conversor catalítico, como um conversor catalítico de redução, por exemplo, um conversor catalítico de Redução Catalítica Seletiva (SCR). A acumulação da presença da pelo menos uma substância pode ser uma acumulação da presença da pelo menos uma substância a jusante do conversor catalítico.

[014] A presença acumulada da pelo menos uma substância pode ser determinada, pelo menos parcialmente, por um sensor sendo disposto a jusante do fornecimento de aditivo, tal como a jusante do conversor catalítico acima mencionado.

[015] Como mencionado acima, a presença de pelo menos algumas substâncias em um fluxo de gases de escape resultantes da combustão pode ser reduzida através do fornecimento de um aditivo ao fluxo de gases de escape. Um reagente do aditivo então reage com uma ou mais das substâncias presentes no fluxo de gases de escape para formar, desse modo, substâncias menos perigosas.

[016] A presente invenção se refere a sistemas onde os gases de escape são submetidos a tratamento de escape, por exemplo, por um fornecimento de aditivo que é usado para reduzir a concentração de pelo menos uma substância, tal como, mas não se limitando aos óxidos de nitrogênio NOx, nos gases de escape resultantes da combustão. Com relação a esse fornecimento de aditivo, é importante que o reagente seja fornecido ao fluxo de gases de escape em uma proporção que corresponda à presença de óxidos de nitrogênio que deve ser reduzida, a fim de se conseguir que a porção remanescente resultante da substância que é descarregada nas imediações após o pós-tratamento atenda aos critérios definidos relativos ao nível de emissões.

[017] Essas substâncias presentes em um fluxo de gases de escape e são produzidas durante a combustão em um motor de combustão interna variam, por exemplo, de acordo com a quantidade de trabalho que é produzida pelo motor de combustão interna e outros fatores, como a eficiência do motor de combustão interna no ponto de operação atual. Visto que, por exemplo, no que diz respeito aos veículos, a quantidade produzida pelo motor de combustão interna pode variar, em grande medida, de uma época para outra, as emissões produzidas podem variar também de forma correspondente.

[018] Ainda, deve-se garantir que as emissões de escape atendam aos critérios definidos. No que diz respeito às substâncias que são reduzidas pelo fornecimento de aditivo, o aditivo é, portanto, fornecido em correlação com as emissões produzidas. No caso em que níveis muito baixos de aditivos são fornecidos, isto pode resultar na redução insuficiente da substância a ser reduzida e, por outro lado, se a quantidade de aditivo a ser fornecido for elevada em relação à presença da substância no fluxo de gases de escape, isso pode resultar na emissão de outras substâncias indesejáveis.

[019] O fornecimento de aditivo pode, portanto, ser controlado com base em um valor de referência que estipula o nível remanescente da pelo menos uma substância a ser reduzida após a redução. Frequentemente, existem leis que estipulam os níveis máximos de emissão permitidos.

[020] O valor de referência utilizado na redução das emissões de escape deste tipo é geralmente estático, ou seja, o mesmo valor de referência pode ser utilizado em todos os momentos, em que o valor de referência é definido de forma que os critérios vigentes sejam atendidos. O fornecimento atual de aditivo é então determinado com base na presença da pelo menos uma substância a ser reduzida a montante do fornecimento de aditivo, onde o aditivo é fornecido de forma a reduzir a presença até o limite máximo dado pelo valor de referência.

[021] Um raciocínio semelhante se aplica em relação à recirculação dos gases de escape, onde a quantidade de gases de escape que estão sendo recirculados para reduzir pelo menos uma substância pode ser controlada com base em um valor de referência que representa a emissão da pelo menos uma substância que é descarregada nas imediações do veículo. O mesmo se aplica a outros sistemas em que a presença de uma substância é submetida a tratamento de escape com base em um valor de referência.

[022] De acordo com a presente invenção, percebeu-se que determinar novamente, isto é, recalcular o valor de referência em algumas situações pode ser benéfico em vez de se utilizar um valor de referência estático.

[023] De acordo com a invenção, portanto, um método para determinar se e/ou quando isso deve ser realizado é apresentado e, de acordo com a invenção, as emissões da pelo menos uma substância são acumuladas durante um primeiro período, e após o acúmulo, determina-se se o referido valor de referência deve ser determinado novamente com base na referida acumulação. A acumulação pode ser usada para determinar se o valor de referência pode ser recalculado, ao mesmo tempo que garante que o sistema cumpra os critérios de emissão vigentes.

[024] Como será explicado abaixo, determinar novamente o valor de referência pode, por exemplo, reduzir a tensão sobre os componentes para, assim, reduzir o risco de falha do componente, ao mesmo tempo em que garante que os padrões de emissão aos quais o sistema está sujeito possam ser atendidos.

[025] A acumulação pode ser preparada de forma a ser iniciada dentro de um primeiro período de tempo a partir do momento em que o motor de combustão interna foi ligado. Por exemplo, a acumulação pode iniciar assim que o motor de combustão interna estiver sendo ligado, o que também pode ser o caso geral. De acordo com as formas de realização da invenção, a acumulação é iniciada dentro de 5 minutos, ou dentro de 3 minutos ou dentro de 1 minuto a partir da ligação do motor de combustão interna. A acumulação permite o uso da invenção na determinação se as emissões, por exemplo, devido à temperatura predominante do motor de combustão interna e/ou outros componentes, estão elevadas a um ponto em que se determina que o valor de referência deve ser determinado novamente quando o motor de combustão interna é ligado.

[026] Ao realizar uma partida a frio, os sensores que medem, por exemplo, a presença de uma substância no fluxo de gases de escape, podem não funcionar imediatamente, por exemplo, devido à temperatura fria e/ou úmida etc. De acordo com as formas de realização da invenção, uma representação de modelo das emissões a jusante do conversor catalítico de redução é utilizada enquanto nenhuma medição confiável puder ser obtida por um sensor a jusante do conversor catalítico de redução.

[027] De acordo com as formas de realização da invenção, o valor de referência é determinado novamente quando a presença acumulada exceder um primeiro limite. Ou seja, as emissões acumuladas podem ser comparadas com um limite predeterminado, como o valor de referência atual, e quando as emissões acumuladas ultrapassam o valor limite, um novo cálculo do valor de referência pode ser realizado.

[028] De acordo com as formas de realização da invenção, pode-se determinar se a partida do motor de combustão interna atende a um primeiro critério quando o motor de combustão interna está sendo ligado, onde é determinado se deve iniciar e, portanto, realizar a acumulação com base se a partida do motor de combustão interna atende ao primeiro critério.

[029] Por exemplo, o critério pode compreender um requisito que pode ser usado para determinar se a partida do motor de combustão interna deve ser classificada como uma partida a frio ou não.

[030] De acordo com as formas de realização da invenção, quando a partida do motor de combustão interna deve ser classificada como uma partida a frio, o valor de referência pode ser definido em um primeiro valor predeterminado e, portanto, neste caso, nenhuma acumulação é realizada para determinar se o valor de referência deve ser determinado novamente. Em geral, com relação às partidas a frio, as emissões são altas, uma vez que tanto o motor de combustão interna quanto os componentes de tratamento de escape estão frios e não operam com eficiência total. Portanto, é geralmente desejável minimizar ao máximo as emissões. Em situações deste tipo, um valor de referência predeterminado pode ser utilizado, onde este valor de referência predeterminado pode ter sido determinado por meio de uma etapa de projeto e/ou fabricação e que pode ser definido de modo que os requisitos de acordo com as emissões ponderadas conforme acima exposto sejam sempre atendidos.

[031] O valor predeterminado pode, portanto, representar um valor do referido valor de referência que minimiza a presença da pelo menos uma substância a jusante do conversor catalítico de redução, ou pelo menos garante que os regulamentos de emissão sejam atendidos. Frequentemente, como será discutido abaixo, as emissões de partida a frio e as emissões de partida a quente são ponderadas para formar um valor de emissão agregado, e o valor de referência pode, neste caso, ser definido como um valor predeterminado que atende aos regulamentos.

[032] Por outro lado, quando o primeiro critério classifica a partida como uma partida diferente de uma partida a frio, a acumulação pode iniciar para determinar se o valor de referência deve ser determinado novamente após a acumulação.

[033] De acordo com as formas de realização da invenção, qualquer critério adequado pode ser utilizado para determinar se a acumulação deve ou não iniciar.

[034] De acordo com as formas de realização da invenção, quando o motor de combustão interna está ligado/prestes a ser ligado, uma representação de uma primeira temperatura do motor de combustão interna é determinada, e determina-se se a acumulação deve ser iniciada com base na representação da primeira temperatura. Por exemplo, a temperatura do motor pode ser representada por uma temperatura do fluido de arrefecimento ou uma temperatura do componente de tratamento de escape.

[035] Por exemplo, a acumulação pode ser iniciada quando a primeira temperatura exceder um primeiro limite de temperatura, ou seja, a temperatura do motor está acima de alguma temperatura predeterminada. Este limite pode ser definido para algum limite adequado que, por exemplo, pode ser determinado empiricamente no momento do projeto e/ou fabricação e/ou da experiência de instalações anteriores. O nível específico da temperatura pode depender também, por exemplo, se a temperatura é representada por uma temperatura da água de arrefecimento ou uma temperatura do componente de tratamento de escape.

[036] De acordo com as formas de realização da invenção, uma temperatura ambiente também é determinada, e determina-se se a acumulação deve ser iniciada também com base na temperatura ambiente. Por exemplo, a primeira temperatura que representa o motor de combustão interna pode ser comparada com a temperatura ambiente e pode-se organizar o início da acumulação quando a diferença de temperatura estiver acima de uma diferença predeterminada.

[037] A representação da primeira temperatura também pode ser um resultado de uma comparação de uma pluralidade de temperaturas, tais como por exemplo, temperatura do fluido de arrefecimento, temperatura ambiente e temperatura do componente de tratamento de escape (por exemplo, o conversor catalítico). As temperaturas irão convergir com o tempo conforme o motor de combustão interna é desligado, e a primeira temperatura pode ser uma diferença entre duas ou mais temperaturas diferentes. Quando a diferença é, por exemplo, inferior a um limite de 10 graus, 20 graus, 30 graus ou algum outro limite de diferença de temperatura adequado, que pode ser, por exemplo, determinado para a instalação do motor de combustão em particular, a partida pode ser classificada como uma partida a frio. Por outro lado, se a diferença exceder o limite, a acumulação pode ser preparada para iniciar. Além disso, por exemplo, as tolerâncias do sensor de temperatura podem ser levadas em consideração ao se determinar os limites de temperatura adequados.

[038] A primeira temperatura pode, portanto, ser usada para determinar se a partida do motor de combustão interna deve ser classificada como uma partida a frio ou uma partida diferente de uma partida a frio.

[039] No que se refere a determinar novamente o valor de referência, este pode ser determinado, calculado, com base na presença acumulada da pelo menos uma substância.

[040] Por exemplo, a dependência do valor de referência da presença acumulada pode ser tal que um valor de referência inferior resulta em uma primeira presença acumulada em relação a uma segunda presença acumulada, que é maior do que a primeira presença.

[041] Ou seja, quanto mais altas forem as emissões acumuladas, menor será o valor de referência determinado novamente.

[042] De acordo com as formas de realização da invenção, o valor de referência é determinado novamente com base na presença acumulada da pelo menos uma substância e um valor alvo, em que o valor alvo é um valor limite determinado por uma ponderação da presença acumulada e do valor de referência.

[043] O valor alvo pode ser predeterminado e a partir da relação entre o valor alvo, o valor de referência e a presença acumulada, o valor de referência pode ser matematicamente resolvido.

[044] O valor alvo pode ser definido ainda de modo que um peso maior seja atribuído ao valor de referência em comparação com o peso da presença acumulada.

[045] No que diz respeito ao valor alvo, este pode ser determinado, por exemplo, em relação aos limites da legislação em relação às emissões permitidas. Por exemplo, o valor alvo pode ser determinado de modo que haja uma margem levando em consideração, por exemplo, as tolerâncias na precisão do sensor e a sensibilidade do sensor para cumprir também os critérios definidos.

[046] O valor alvo pode, conforme indicado, ser um valor que resulta da ponderação das emissões acumuladas, que podem ser acumuladas quando as emissões estiverem altas, e das emissões quando o motor de combustão interna e os componentes de tratamento de escape estiverem quentes e, portanto, as emissões são consideravelmente mais baixas. Como também foi mencionado, as emissões quando os componentes estão quentes podem receber um peso maior, uma vez que o veículo em geral é conduzido principalmente quando quente.

[047] De acordo com as formas de realização da invenção, o valor de referência Emref é extraído da fórmula a seguir, onde, portanto, o valor alvo Emalvo pode ser definido pela legislação e/ou fabricante do veículo, e w1 é o peso dado às emissões acumuladas.

[048] A invenção pode ser realizada em um veículo e a invenção também se refere a um sistema que corresponde ao método apresentado acima. O sistema é caracterizado por meios que executam os recursos da invenção. Tais meios para a realização dos recursos da invenção podem consistir em quaisquer meios adequados, e os meios podem ser especificamente adaptados para executar os recursos estabelecidos nas reivindicações de sistema. Esses meios podem consistir em uma ou mais unidades de controle, ou outros elementos ou arranjos elétricos, mecânicos e/ou eletromecânicos.

[049] Outras características da presente invenção e vantagens da mesma são indicadas na descrição detalhada dos exemplos das formas de realização estabelecidas abaixo e nos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[050] Fig. 1A ilustra um trem de força de um exemplo de veículo no qual a presente invenção pode ser utilizada vantajosamente;

[051] Fig. 1B ilustra um exemplo de uma unidade de controle em um sistema de controle veicular;

[052] Fig. 2 ilustra um exemplo de um sistema de tratamento de gases de escape, onde um fornecimento de aditivo é utilizado e com o qual as formas de realização da invenção podem ser utilizadas vantajosamente.

[053] Fig. 3 ilustra um exemplo de método de acordo com as formas de realização da invenção.

[054] Fig. 4 ilustra a variação das emissões em função do tempo de acordo com as formas de realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS EXEMPLOS DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO

[055] As formas de realização da invenção serão exemplificadas para um veículo na descrição detalhada a seguir. A invenção é, no entanto, aplicável também a outros tipos de meios de transporte, tais como embarcações aéreas e aquáticas. A invenção também é aplicável em instalações fixas, sendo fornecida com um pós- tratamento dos gases de escape, onde pelo menos uma substância é utilizada através do uso de aditivo fornecido ao fluxo de gases de escape.

[056] Além disso, a presente invenção é exemplificada abaixo para um aditivo à base de ureia para redução dos óxidos de nitrogênio. A presente invenção é, no entanto, aplicável a qualquer tipo de aditivo adequado, onde o aditivo pode ser disposto para a redução de qualquer substância/composto no fluxo de gases de escape e, portanto, não necessariamente, óxidos de nitrogênio. Além disso, como discutido acima, a invenção é aplicável onde, por exemplo, os gases de escape são recirculados com base em um valor de referência que representa as emissões que saem, por exemplo, de um tubo do escapamento e qualquer outro sistema em que uma substância é submetida a tratamento de escape com base em um valor de referência. A descrição a seguir é aplicável a qualquer um desses sistemas. Além disso, o tratamento de escape pode compreender ambos o fornecimento de aditivo e a recirculação dos gases de escape, um ou ambos sendo controlados com base em um valor de referência.

[057] Além disso, na presente descrição e nas reivindicações anexas, a expressão "substância" é definida de forma a incluir compostos químicos, bem como misturas.

[058] A Fig. 1A representa esquematicamente um trem de força de um exemplo de veículo 100. O trem de força compreende uma fonte de força, no presente exemplo, um motor de combustão interna 101, que, de uma maneira convencional, é conectado por meio de um eixo de saída do motor de combustão interna 101, normalmente por meio de um volante do motor 102, a uma caixa de engrenagens 103 por meio de uma embreagem 106. Um eixo de saída 107 da caixa de engrenagens 103 impulsiona as rodas de acionamento 113, 114 por meio de uma engrenagem final 108, como um diferencial comum, e semieixos 104, 105 conectados à referida engrenagem final 108. O motor de combustão interna 101 é controlado pelo sistema de controle veicular por meio de uma unidade de controle 115 e, da mesma forma, a embreagem e a caixa de engrenagens podem ser controladas por uma unidade de controle 116, que pode realizar automaticamente as mudanças de marcha.

[059] Fig. 1A, consequentemente, divulga um trem de força de um tipo específico, mas a invenção é aplicável em qualquer tipo de trem de força envolvendo um motor de combustão interna, e também, por exemplo, em veículos híbridos. O veículo divulgado compreende ainda um ou mais componentes de tratamento de escape 130 para pós-tratamento (purificação) dos gases de escape que resultam da combustão no motor de combustão interna 101. As funções de um ou mais componentes de tratamento de escape 130 são controladas por meio de uma unidade de controle 131.

[060] Os componentes de tratamento de escape 130 podem ser de vários tipos e desenhos e, de acordo com a forma de realização divulgada, um aditivo é fornecido ao fluxo de gases de escape. Um exemplo de uma configuração de componente de tratamento de escape 130, na qual a presente invenção pode ser utilizada, é mostrado mais detalhadamente na Fig. 2.

[061] Deve-se notar que os componentes de tratamento de escape do tipo divulgado podem compreender uma pluralidade de componentes e ter vários desenhos. Por exemplo, os componentes de tratamento de escape 130 podem compreender um ou mais conversores catalíticos de oxidação. Esses conversores catalíticos de oxidação podem ser utilizados para oxidar um ou vários óxidos de nitrogênio NO e compostos de carbono incompletamente oxidados no fluxo de escape, como é propriamente conhecido. Os componentes de tratamento de escape podem incluir também um ou mais filtros de partículas, por exemplo, estando dispostos a jusante de um conversor catalítico de oxidação e que, de uma maneira propriamente conhecida, estão dispostos para capturar e oxidar as partículas de fuligem. Ou seja, o fluxo de gases de escape passa pela estrutura filtrante do filtro de partículas, onde as partículas de fuligem são capturadas na estrutura filtrante do fluxo de escape que passa e são armazenadas e oxidadas no filtro de partículas.

[062] Existem várias configurações compreendendo um ou mais conversores catalíticos de oxidação e um ou mais filtros de partículas e as formas de realização da invenção podem ser utilizadas em qualquer configuração, desde que o tratamento de escape também compreenda a adição de um aditivo a fim de reduzir pelo menos um substância presente no fluxo de gases de escape.

[063] No entanto, por uma questão de simplicidade, tais componentes não se encontram ilustrados na Fig. 2 e podem, portanto, estar presentes de acordo com as formas de realização da invenção. Na Fig. 2, apenas um conversor catalítico de redução 201 é divulgado. Além disso, o fornecimento de aditivo, que na Fig. 2 é realizado a montante do conversor catalítico de redução 201, também pode ser realizado a montante de outros componentes. Também pode haver mais de um conversor catalítico de redução e o aditivo pode ser fornecido em mais de um local no fluxo de gases de escape. Tais projetos particulares de tratamento de escape, no entanto, não são o objeto da invenção que, em vez disso, se refere à determinação de um valor de referência que representa as emissões resultantes que são descarregadas nos arredores após a redução.

[064] Com referência à Fig. 2, no exemplo de forma de realização divulgado, o pós-tratamento dos gases de escape é realizado utilizando-se um conversor catalítico de Redução Catalítica Seletiva (SCR) 201. Como foi mencionado e como é o caso em geral, um ou mais componentes de tratamento de escape podem compreender também outros componentes não divulgados, tais como, por exemplo, outros conversores catalíticos e/ou filtros de partículas que podem ser dispostos a montante ou a jusante do conversor catalítico SCR 201.

[065] Assim, de acordo com o exemplo divulgado, os gases de escape gerados pelo motor de combustão interna 101 são configurados para passar pelo conversor catalítico SCR 201 antes de serem descarregados nos arredores do veículo 100. A operação do conversor catalítico SCR 201 depende da adição de aditivo, e o aditivo é fornecido ao fluxo de gases de escape a montante do conversor catalítico SCR 201 por meio do uso de um sistema de dosagem que está posicionado para fornecer o aditivo ao fluxo de escape 119 para uso no conversor catalítico SCR 201.

[066] O fornecimento de aditivo é, de acordo com o presente exemplo, usado na redução da concentração dos óxidos de nitrogênio NOx nos escapes do motor de combustão interna 101 por meio do uso do conversor catalítico SCR 201 antes da emissão nos arredores do veículo 100.

[067] Este aditivo pode ser, por exemplo, como no presente exemplo, um aditivo compreendendo ureia como reagente e consistindo, por exemplo, em AdBlue que constitui um aditivo frequentemente utilizado e que consiste em uma mistura de aproximadamente 32,5% de ureia dissolvida em água. A ureia forma a amônia quando aquecida, e a amônia então reage com os óxidos de nitrogênio NOx no fluxo de gases de escape. A presente invenção é aplicável quando se utiliza AdBlue, bem como quando se utiliza qualquer outro aditivo à base de ureia e também quando se utiliza um aditivo totalmente constituído pelo reagente, tal como amônia pura. Como foi mencionado acima, a invenção também é aplicável quando se utiliza qualquer tipo de aditivo compreendendo ou consistindo em outros reagentes, e onde qualquer substância adequada no fluxo de gases de escape é reduzida/tratada pelo uso do aditivo.

[068] O aditivo é fornecido através de um dispositivo de dosagem, por exemplo, bico 205, que faz parte do sistema de dosagem de aditivo, e o sistema de dosagem de aditivo compreende ainda um tanque de aditivo 202, que está ligado ao bico de injeção 205 por meio de uma bomba (não mostrada) A dosagem de aditivo é controlada por uma unidade de controle de aditivo 204, que gera sinais de controle para controlar o fornecimento de aditivo, controlando o bico 205 e a bomba de modo que uma quantidade desejada seja injetada no fluxo de gases de escape 119 do tanque 202 pelo uso do bico de injeção 205.

[069] Os sistemas de dosagem para o fornecimento de aditivo encontram-se, em geral, bem descritos na arte, e a maneira precisa na qual o fornecimento de aditivo é administrado/realizado, portanto, não está descrita detalhadamente neste documento. Em geral, a dosagem varia, em princípio, continuamente conforme as condições de operação do motor de combustão interno mudam e com elas, portanto, a geração, neste exemplo, dos óxidos de nitrogênio. Além disso, um conversor catalítico SCR é capaz de armazenar diferentes quantidades de amônia para diferentes temperaturas do conversor catalítico predominantes, como é propriamente conhecido.

[070] O canal de escape pode ser equipado também com um ou vários sensores, como um ou mais sensores de NOx 207, 208 e/ou um ou vários sensores de temperatura (não mostrados) que são utilizados para a determinação das concentrações de NOx e temperaturas no sistema de tratamento de escape 130, respectivamente. O sensor de NOx 207 está disposto a montante do conversor catalítico SCR 201 e também pode ser disposto a montante, por exemplo, de outros componentes de tratamento de escape, tais como outros conversores catalíticos, conversores catalíticos de oxidação, filtros de partículas etc.

[071] O sensor de NOx 208 está disposto a jusante do conversor catalítico SCR 201 e fornece uma medida da presença de óxidos de nitrogênio que saem do veículo 100 após a passagem através do sistema de tratamento de escape 130. O sensor de NOx 208 pode ser utilizado também para retorno em relação à dosagem de aditivo e para várias outras funções, tais como, por exemplo, ao realizar a correção (adaptação) do fornecimento de aditivo, que não é discutido aqui, mas é bem conhecido pelos técnicos no assunto.

[072] Como foi discutido, de acordo com a invenção, é proporcionado um método para determinar um valor de referência que representa as emissões resultantes que, no presente exemplo, saem do veículo após a redução. Um exemplo de método 300, de acordo com a invenção, será descrito a seguir com referência à Fig. 3.

[073] O método de acordo com a invenção pode ser implementado em qualquer unidade de controle adequada do sistema de controle veicular. Por exemplo, a invenção pode ser implementada, pelo menos parcialmente, por exemplo, na unidade de controle para controlar um ou mais componentes de pós-tratamento e/ou na unidade de controle para controlar o sistema de dosagem de aditivos. Como indicado acima, as funções de um veículo são, em geral, controladas por uma série de unidades de controle, e os sistemas de controle em veículos do tipo divulgado geralmente compreendem um sistema de barramento de comunicação que consiste em um ou mais barramentos de comunicação para conectar uma série de unidades de controle eletrônico (ECUs), ou controladores, a vários componentes a bordo do veículo. Tal sistema de controle pode compreender um grande número de unidades de controle, e o controle de uma função específica pode ser dividido entre duas ou mais delas.

[074] Por uma questão de simplicidade, as Figs. 1A, 2 representam apenas as unidades de controle 115, 116, 130, 204, mas os veículos 100 do tipo ilustrado são frequentemente proporcionados com significativamente mais unidades de controle, como um técnico no assunto compreenderá. As unidades de controle 115, 116, 130, 204 estão dispostas para se comunicarem umas com as outras e com outros componentes através do sistema de barramento de comunicação e outra fiação, parcialmente indicada pelas linhas de interconexão na Fig. 1A.

[075] A presente invenção, como mencionado, pode ser implementada em qualquer unidade de controle adequada no veículo 100, por exemplo, na unidade de controle 131. O fornecimento de aditivo geralmente dependerá da recepção dos sinais de outras unidades de controle e/ou componentes do veículo, e é geralmente o caso em que as unidades de controle do tipo divulgado são normalmente adaptadas para receber os sinais do sensor de várias partes do veículo 100. A unidade de controle 131 irá, por exemplo, receber os sinais, por exemplo, de um ou mais dos sensores de NOx 207, 208. As unidades de controle do tipo ilustrado também são geralmente adaptadas para fornecer sinais de controle para várias partes e componentes do veículo, por exemplo, para a unidade de controle do motor ou unidade de controle 204.

[076] O controle desse tipo geralmente é realizado por meio de instruções programadas. As instruções programadas consistem tipicamente em um programa de computador que, quando executado em um computador ou unidade de controle, faz com que o computador/unidade de controle exerça o controle desejado, tal como as etapas do método de acordo com a presente invenção. O programa de computador geralmente constitui uma parte de um produto de programa de computador, em que o referido produto de programa de computador compreende um meio de armazenamento adequado 121 (vide Fig. 1B) com o programa de computador 126 armazenado no referido meio de armazenamento 121. O programa de computador pode ser armazenado de forma não volátil no referido meio de armazenamento. O meio de armazenamento digital 121 pode, por exemplo, consistir em qualquer um do grupo que compreende: ROM (memória somente leitura), PROM (memória somente leitura programável), EPROM (PROM apagável), memória Flash, EEPROM (PROM eletricamente apagável), uma unidade de disco rígido, etc., e ser disposto na ou em conexão com a unidade de controle, onde o programa de computador é executado pela unidade de controle. O comportamento do veículo em uma situação específica pode, assim, ser adaptado através da modificação das instruções do programa de computador.

[077] Um exemplo de unidade de controle (a unidade de controle 131) é mostrada esquematicamente na Fig. 1B, em que a unidade de controle pode compreender uma unidade de processamento 120, que pode consistir, por exemplo, em qualquer tipo adequado de processador ou microcomputador, tal como um circuito para processamento de sinal digital (Digital Signal Processor, DSP) ou um circuito com uma função específica predeterminada (Application Specific Integrated Circuit, ASIC). A unidade de processamento 120 está conectada a uma unidade de memória 121, que fornece à unidade de processamento 120, por exemplo, o código de programa armazenado 126 e/ou os dados armazenados que a unidade de processamento 120 requer para ser capaz de realizar os cálculos. A unidade de processamento 120 também está disposta de modo a armazenar os resultados parciais ou finais dos cálculos na unidade de memória 121.

[078] Além disso, a unidade de controle 131 está equipada com os dispositivos 122, 123, 124, 125 para receber e transmitir os sinais de entrada e saída, respectivamente. Estes sinais de entrada e saída podem compreender formas de onda, pulsos ou outros atributos que os dispositivos 122, 125 de recepção dos sinais de entrada podem detectar como informação para processamento pela unidade de processamento 120. Os dispositivos 123, 124 de transmissão dos sinais de saída são dispostos de modo a converter os resultados do cálculo da unidade de processamento 120 em sinais de saída para transferência para outras partes do sistema de controle veicular e/ou o(s) componente(s) para o(s) qual(is) os sinais se destinam. Cada uma das conexões aos dispositivos para recepção e transmissão dos respectivos sinais de entrada e saída pode consistir em um ou mais de um cabo; um barramento de dados, como um barramento CAN (barramento da rede de área do controlador), um barramento MOST (transporte de sistemas orientados por mídia) ou qualquer outra configuração de barramento, ou de uma conexão sem fio.

[079] Voltando ao exemplo de método 300 ilustrado na Fig. 3, o método começa na etapa 301, onde é determinado se o motor de combustão interna 101 está prestes a ser, ou foi, iniciado. O método permanece na etapa 301 enquanto este não for o caso. O método prossegue para a etapa 302, quando é determinado que o motor de combustão interna está sendo ligado e/ou foi ligado.

[080] Na etapa 302, uma ou mais temperaturas que representam uma temperatura do motor de combustão interna 101 são determinadas. Por exemplo, uma ou mais temperaturas que representam a temperatura atual do motor de combustão interna 101 podem ser determinadas. Essas uma ou mais temperaturas podem, por exemplo, constituir uma temperatura do fluido de arrefecimento ou qualquer outra temperatura adequada que possa representar a temperatura predominante do motor de combustão interna 101, tal como uma temperatura de bloqueio do motor ou qualquer outra temperatura que possa ser utilizada para representar a temperatura atual do motor de combustão interna, ou a partir da qual uma temperatura do motor de combustão interna pode ser determinada, por exemplo, por meio de uma representação de modelo, por exemplo, na forma de uma relação matemática ligando a temperatura do motor com uma ou mais outras temperaturas. Também é contemplado que, por exemplo, a temperatura de um ou mais componentes do tratamento de escape pode ser utilizada na determinação de uma representação da temperatura de um motor. Além disso, por exemplo, uma ou mais temperaturas que representam a temperatura do ambiente onde o veículo está localizado atualmente, como a temperatura do ar circundante, podem ser determinadas.

[081] As uma ou mais temperaturas podem ser determinadas, por exemplo, utilizando-se sensores de temperatura adequados ou ser determinadas de qualquer outra maneira adequada, como através do uso de modelos de temperatura que, por exemplo, podem levar em consideração o tempo decorrido desde a última vez que o motor de combustão interna esteve em funcionamento. Além disso, no que diz respeito, por exemplo, à temperatura ambiente, esta pode ser determinada de qualquer maneira adequada, como usando um ou mais sensores ou, por exemplo, ser recebida a partir de dados metrológicos relativos à área em que o veículo está presente.

[082] Na etapa 303, uma ou mais temperaturas que foram determinadas na etapa 302 são avaliadas a fim de determinar se a partida do motor de combustão interna 101 atende a um critério, que pode ser um critério para determinar se a partida deve ser classificada como uma partida a frio ou uma partida que não deve ser classificada como uma partida a frio. Por exemplo, pode ser determinado se a partida do motor de combustão interna que acabou de ser realizada ou está prestes a ser realizada deve ser classificada como uma partida a frio ou outro tipo de partida, como uma partida a quente.

[083] No que diz respeito à determinação na etapa 303, isso pode ser realizado de várias maneiras. Por exemplo, a temperatura que representa a temperatura do motor de combustão interna 101 determinada na etapa 302 pode ser comparada com uma temperatura que representa uma temperatura ambiente nos arredores do veículo. Se, por exemplo, a comparação revelar que a diferença de temperatura entre essas temperaturas está abaixo de uma diferença limite, a partida do motor de combustão interna 101 pode ser classificada como uma partida a frio. Por outro lado, se a diferença de temperatura entre a temperatura do motor de combustão interna 101 e a temperatura ambiente exceder o referido limite, a partida do motor de combustão interna 101 pode ser classificada por esta comparação como não sendo uma partida a frio, como, por exemplo, uma partida a quente. No entanto, como será discutido abaixo, a partida do motor de combustão interna 101 pode, em um estágio posterior, ser reclassificada para uma partida a frio dependendo dos níveis de emissão resultantes após a partida do veículo.

[084] Como uma alternativa para determinar se a partida do motor de combustão interna 101 está fazendo uma partida a frio com base em uma comparação com uma representação de uma temperatura ambiente, apenas uma temperatura que representa uma temperatura do motor de combustão interna 101 pode ser usada alternativamente. Esta temperatura pode então ser comparada, por exemplo, com uma temperatura limite, onde a partida do motor de combustão interna pode ser classificada como uma partida a frio quando a temperatura do motor está abaixo desse limite. Correspondentemente, a partida do motor de combustão interna 101 pode ser classificada como não sendo uma partida a frio, como uma partida a quente, quando a temperatura excede este limite.

[085] Se for determinado na etapa 303 que o motor de combustão interna 101 está passando por uma partida a frio, o método prossegue para a etapa 304. Na etapa 304, o valor de referência Emref em relação às emissões, neste exemplo, de NOx que sai do veículo e usa tal aditivo a ser fornecido ao conversor catalítico SCR é controlado, é definido para um valor predeterminado que representa baixas emissões, por exemplo, as emissões mais baixas possíveis.

[086] Em geral, com relação a uma partida a frio, as emissões são consideravelmente mais altas do que o desejado durante um primeiro período de tempo quando o motor de combustão interna e os componentes de tratamento de escape estão sendo aquecidos e, portanto, o valor de referência Emref pode ser definido para um valor baixo, de modo que o sistema trabalhe no sentido de reduzir as emissões à medida que o motor de combustão interna e os componentes do pós- tratamento ficam mais quentes.

[087] O valor de referência Emref pode ser enviado, por exemplo, com base no desempenho teórico do conversor catalítico SCR ou com base em outros critérios, como critérios legais. O valor de referência Emref pode, por exemplo, ser definido para um valor que atende aos critérios legislativos tanto no que diz respeito aos níveis de emissão e também no que diz respeito às emissões ponderadas quando o desempenho da partida a frio e o desempenho de partida a quente são ponderados em conjunto como é discutido abaixo.

[088] Este valor de referência pode ser predeterminado, por exemplo, durante um estágio de projeto ou fabricação para ser usado em situações desse tipo, e ser armazenado como o valor de referência a ser usado até ser possivelmente determinado novamente conforme abaixo. Ainda assim, sempre que se considera que o veículo executa uma partida a frio na etapa 303, o valor de referência pode ser redefinido para este valor predeterminado. O método é então concluído na etapa 305.

[089] Se, em vez disso, for determinado na etapa 303 que o motor de combustão interna 101 não está realizando uma partida a frio, por exemplo, porque a temperatura do motor de combustão interna atual 101 excede um limite conforme acima, o método prossegue para a etapa 306.

[090] Na etapa 306 e a acumulação das emissões atuais do veículo em relação à substância a ser usada, neste exemplo, NOx, é iniciada. Esta acumulação pode ser realizada utilizando-se os sinais do sensor de NOx 208. Além disso, uma estimativa das emissões pode ser realizada simultaneamente. Esta acumulação pode ser efetuada por um período de tempo definido, tal como um período de tempo predeterminado, ou, em alternativa, ou em adição, durante um período definido pelo motor de combustão interna 101 que executa uma certa quantidade de trabalho, tais como a produção de trabalho correspondente a um certo número de kWh ou similar. Portanto, o trabalho produzido pelo motor de combustão interna 101 pode ser simultaneamente acumulado, por exemplo, a partir da quantidade de combustível que é fornecida às câmaras/cilindros de combustão do motor de combustão interna 101. Isso, no entanto, muitas vezes já está sendo executado pelo sistema de controle veicular, e as informações podem, portanto, já estar disponíveis para uso.

[091] Quando é determinado na etapa 307 que a acumulação iniciada na etapa 306 foi realizada durante o período definido, no presente exemplo de trabalho correspondendo a uma certa quantidade de kWh que é produzida pelo motor de combustão interna 101, o método prossegue para a etapa 308 onde as emissões acumuladas são comparadas com o valor de referência atual e/ou algum outro valor predeterminado. As emissões podem ser expressas como quantidade por unidade de trabalho do motor de combustão interna, tal como substância emitida, por exemplo, em termos de gramas ou miligramas, por alguma quantidade de trabalho que é produzida pelo motor de combustão interna 101, por exemplo, por kWh.

[092] O valor de referência que é usado na comparação pode ter sido definido como discutido acima com referência à etapa 304, mas também pode ter sido definido anteriormente conforme descrito abaixo.

[093] Na etapa 308, pode-se determinar se as emissões acumuladas excedem o valor de referência acima de uma diferença predeterminada ou simplesmente excedem o valor de referência. Se este for o caso, pode-se determinar que a partida do motor de combustão interna 101, de fato, deveria ter sido classificada como uma partida a frio na etapa 303 devido aos níveis elevados de emissão. Este pode ser o caso, por exemplo, se a temperatura do motor de combustão interna 101, no momento da partida, não satisfez os critérios para ser classificada como uma partida a frio conforme acima exposto, mas onde na realidade o motor de combustão interna 101 e outros componentes, como os componentes de pós-tratamento, podem ter resfriado antes da partida a ponto de dar origem a emissões indesejavelmente elevadas.

[094] Se for determinado na etapa 308, com base na comparação das emissões acumuladas com o valor de referência atual, que a suposição na etapa 303 estava correta, ou seja, que a partida do motor de combustão interna 101 não deve ser classificada como uma partida a frio, mas, por exemplo, uma partida a quente, uma vez que as emissões não excedem o valor de referência, a partida do motor de combustão interna 101 é determinada como uma partida a quente e, portanto, nenhuma alteração do valor de referência Emref deve ser feita. Ou seja, o valor de referência Emref já predominante, determinado de acordo com a etapa 304 acima ou etapa 311 abaixo, é mantido, etapa 309, e o método é concluído na etapa 310. Assim, de acordo com a forma de realização exemplificada, o valor de referência predominante é sempre mantido desde o momento anterior em que o motor de combustão interna estava funcionando quando uma partida a quente é executada. Uma vez que não há alteração do valor de referência neste caso, o método pode, alternativamente, ser concluído diretamente a partir da etapa 308.

[095] Se, por outro lado, as emissões são elevadas conforme acima exposto, o método prossegue para a etapa 311, onde um novo valor de referência Emref é calculado com base no resultado da acumulação iniciada na etapa 306. O novo valor de referência Emref calculado na etapa 311 pode ser calculado de forma a garantir que os padrões de emissão de escape vigentes sejam cumpridos.

[096] Dependendo do resultado da acumulação iniciada na etapa 306, o valor de referência resultante calculado na etapa 311 pode ser maior do que o valor de referência Emref definido na etapa 304. Este pode ser o caso, por exemplo, quando as emissões durante a acumulação são altas, mas ainda são menores do que o pior caso explicado na etapa 304. Desta forma, por exemplo, a tensão sobre os componentes de pós-tratamento pode ser reduzida enquanto ainda se garante o atendimento dos padrões de emissão de escape.

[097] O valor de referência recentemente determinado Emref pode então substituir o valor de referência atualmente existente, etapa 312, a ser usado até ser novamente determinado na etapa 304 ou 311 após uma partida subsequente do motor de combustão interna 101. O método pode então ser concluído na etapa 310.

[098] Um exemplo de uma maneira de se calcular um novo valor de referência Emref na etapa 311 será exemplificada a seguir com referência à Fig. 4.

[099] A Fig. 4 ilustra um exemplo de emissões veiculares ao longo de uma série de períodos de acumulação consecutivos, onde as emissões são dadas como uma média para cada período para fins de ilustração. Na realidade, como já foi explicado, as emissões podem variar substancialmente com o tempo, mas na Fig. 4 as emissões são exemplificadas como valor médio para cada período P1, P2 etc. Além disso, as emissões são ilustradas como miligramas de substância descarregada por kWh produzida pelo motor de combustão interna 101. Além disso, as emissões podem ou não ser acumuladas para outros períodos além do período P1, mas os períodos adicionais são divulgados uma vez que, como brevemente discutido abaixo, pode existir uma legislação que exija medições durante uma pluralidade de períodos. Além disso, os períodos da Fig. 4 são ilustrados como tendo a mesma duração, mas os períodos também podem ter uma duração diferente no tempo e, por exemplo, compreender períodos com uma mesma quantidade de trabalho que é produzida pelo motor de combustão interna.

[0100] Com referência à Fig. 3, quando se determina na etapa 303 que a partida do motor de combustão interna não deve ser classificada como uma partida a frio, a acumulação é iniciada na etapa 306, tempo t0 na Fig. 4, a ser finalizada no tempo t1 quando um tempo predeterminado tiver decorrido e/ou um trabalho predeterminado tiver sido produzido pelo motor de combustão interna 101.

[0101] Uma vez que foi determinado na etapa 303 que a partida do motor de combustão interna não é uma partida a frio, o nível de emissão médio esperado durante o primeiro período P1 após a partida do motor de combustão interna é um nível de emissão igual ou inferior ao valor de referência atual Emref, ou seja, que as emissões se comportam como se o veículo estivesse realizando uma partida a quente, ou seja, o motor de combustão interna e outros componentes estão essencialmente à temperatura normal de operação. De acordo com o exemplo, o valor de referência predominante é Emref e pode ser o valor de referência predeterminado que foi determinado para ser usado em uma partida a frio do veículo.

[0102] No entanto, de acordo com o presente exemplo, seguindo a acumulação durante o período P1, conclui-se que as emissões reais durante o período P1 foram um nível EmACC,1, que é um nível de emissões consideravelmente superior ao nível de referência de emissões Emref. Ainda assim, o nível de emissão é mais baixo do que o nível Emfrio que pode prevalecer durante uma partida a frio, e que pode ser o nível usado para determinar o Emref. Portanto, é determinado na etapa 308 que a partida do veículo não é uma partida a quente, e que, portanto, uma nova determinação do valor de referência deve ser realizada. Esta determinação pode ser realizada de qualquer maneira adequada, mas, de acordo com a invenção, esta determinação é realizada de acordo com o seguinte.

[0103] Uma vez que a partida do veículo, devido às altas emissões medidas durante o período P1, é determinada como sendo de fato uma partida a frio e não uma partida a quente que, conforme explicado acima, pode ser o caso onde os critérios, como os critérios de temperatura, que definem a partida a frio não são atendidos, mas onde, na realidade, os componentes do motor de combustão interna e/ou do tratamento de escape estão a uma temperatura tão baixa, que a partida deveria ser tratada, de fato, como uma partida a frio devido às emissões elevadas.

[0104] No que diz respeito aos critérios legislativos de emissões, estes podem ser concebidos de modo que o nível de emissão permitido seja um nível de emissão resultante da ponderação das emissões de partida a frio e emissões de partida a quente. O recálculo do valor de referência na etapa 311 pode ser realizado de modo que as emissões dos veículos cumpram os regulamentos legislativos em todos os momentos, e os cálculos abaixo podem ser alterados de forma adequada, se necessário, a fim de permitir que as emissões cumpram a legislação em jurisdições específicas.

[0105] De acordo com o presente exemplo, é utilizada a seguinte fórmula, que é utilizada para atender aos padrões de emissão. Por exemplo, de acordo com tais padrões, ao determinar os níveis de emissão de escape, pode ser necessário que dois ciclos de teste sejam realizados, um em que o veículo está realizando uma partida a frio, a ser seguido por um segundo ciclo de teste, onde o veículo executa uma partida a quente dentro de um primeiro período de tempo a partir do final do primeiro ciclo de teste, como, por exemplo, com um período de 10 minutos com o motor de combustão interna desligado entre os ciclos de teste. As emissões ponderadas devem então cumprir os critérios definidos. De acordo com a invenção, pode ser garantido que tais critérios sejam cumpridos.

[0106] Por exemplo, as emissões que devem estar abaixo dos limites definidos podem ser calculadas de acordo com alguma fórmula de ponderação e, de acordo com o presente exemplo, a ponderação de acordo com a eq. (1) é utilizada, onde as emissões durante o ciclo de teste de partida a frio e o ciclo de teste de partida a quente, as emissões são ponderadas de acordo com: onde Emfrio representa as emissões durante o ciclo de teste de partida a frio e Emquente representa as emissões durante o ciclo de teste de partida a quente.

[0107] Os fatores de peso são usados para espelhar o caso geral, onde um veículo, em particular veículos pesados, é conduzido por períodos de tempo consideravelmente mais longos quando está quente do que quando está frio. Os pesos exemplificados estão em conformidade, por exemplo, com os padrões europeus EU6.

[0108] Com relação à eq. (1) existem, portanto, limites legislativos máximos de Emponderado. De acordo com as formas de realização da invenção, em vez de usar o valor legislativo superior, um limite sendo menor do que o Emponderado é usado, chamado de Emalvo a seguir. Por exemplo, os fabricantes de veículos podem usar limites de emissão mais baixos para levar em conta as tolerâncias e a sensibilidade dos sensores, de modo que os critérios legislativos ainda possam ser atendidos. Além disso, por exemplo, as tolerâncias e diferenças de fabricação entre cada motor e outros componentes podem ser contabilizados desta maneira. O fabricante do veículo pode, por exemplo, ter metas de emissões internas mais rígidas do que os limites permitidos pela legislação.

[0109] Usando a eq. (1) e substituindo as emissões ponderadas Emponderado pelas emissões alvo Emalvo, um limite para a operação do sistema a quente, ou seja, Emquente que, portanto, também se tornará o valor de referência pode ser determinado como: onde EmACC representa, portanto, as emissões que são medidas durante a acumulação na etapa 306 e é usado como as emissões de partida a frio.

[0110] O valor de referência determinado na etapa 312 depende, portanto, do valor de emissão alvo e das emissões determinadas na acumulação da etapa 306.

[0111] Com referência à Fig. 4, assumindo um valor alvo Emalvo, que pode ser definido de acordo com os critérios declarados acima, e as emissões de partida a frio resultantes no período P1 sendo EmACC,1, isso, de acordo com o presente exemplo, resultaria em um valor de referência Emref,1 de acordo com a eq. (2). Este valor pode então ser usado como valor de referência para os períodos P2, P3 etc., e para as partidas seguintes do veículo, desde que sejam partidas a quente.

[0112] A invenção tem a vantagem de que o valor de referência Emref pode ser adaptado para levar em conta as condições atualmente predominantes.

[0113] Se, em vez disso, as emissões da partida a frio tivessem sido EmACC,2, que ainda é inferior ao nível Emfrio, o valor de referência resultante determinado usando a eq. 2 seria, de acordo com o presente exemplo, em vez disso, Emref,2, que é inferior ao valor Emref,1, mas ainda assim superior a Emref.

[0114] A invenção tem vantagens sobre um método em que, durante uma fase de projeto/fabricação, as emissões de partida a frio são determinadas em uma célula de teste e onde o valor de referência (alvo) é definido como um valor estático com base nesta comparação.

[0115] Como foi mencionado, as emissões são maiores durante uma partida a frio, antes que o sistema de pós-tratamento tenha atingido a temperatura ideal. Isto significa que as emissões para o resto deste ciclo de condução devem ser mantidas tão baixas que as emissões ponderadas (frio/quente) cumpram a legislação. De acordo com a invenção, isso pode ser garantido pela definição de um valor de referência que sempre atenda aos critérios relativos às emissões ponderadas.

[0116] Por outro lado, se o motor for ligado semi-frio, as emissões iniciais são mais baixas do que durante uma partida a frio real. Neste caso, as emissões durante o resto do ciclo de condução podem diferir do caso da partida a frio real e ainda assim produzir as mesmas emissões a frio/quente ponderadas. Isso pode ter vantagens, por exemplo, que a tensão sobre o sistema de pós-tratamento pode ser reduzida.

[0117] Além disso, em relação aos critérios de controle de emissões, pelo menos quanto aos veículos pesados/comerciais, muitas vezes não é suficiente que tais critérios de emissão sejam cumpridos durante os testes controlados, mas também que as emissões sejam controladas por diagnósticos a bordo, e isso pode, portanto, ser realizado de acordo com a invenção.

[0118] Além disso, no que diz respeito a, por exemplo, Eu6, existem também critérios que as emissões de NOx de uma pluralidade de (pelo menos 3) ciclos/períodos de aquecimento repetidos não devem diferir mais do que 25%. Isso pode nem sempre ser trivial de se cumprir, mas será cumprido de acordo com a invenção, uma vez que o mesmo valor de referência será usado enquanto as partidas do motor de combustão interna forem consideradas partidas a quente e, portanto, para todos os períodos P2, P3, P4 na Fig. 4. A utilização do mesmo valor de referência é um controle que reduzirá ao máximo as variações entre os períodos.

[0119] No que diz respeito à estimativa das emissões, como foi mencionado, ao calcular um valor de referência de acordo com as formas de realização da invenção, as emissões atuais estimadas de NOx podem muitas vezes já estar presentes por já ser calculadas pelo sistema de gestão do motor. Deve-se observar também que, em situações em que um sensor de NOx é usado para determinar as emissões, que pode ser tanto a montante quanto a jusante do fornecimento de aditivo, uma estimativa pode ser realizada também utilizando-se um modelo matemático para validar as medições do sensor, e também ser usada no lugar do sensor, por exemplo, imediatamente após uma partida a frio, onde os sensores podem estar sujeitos à umidade e, portanto, não estar fornecendo medições confiáveis.

[0120] A invenção foi descrita para determinadas formas de realização acima, mas várias alternativas são contempladas. Por exemplo, a invenção pode ser utilizada também quando se determina que o veículo executa uma partida a frio, isto é, que os cálculos e acumulação exemplificados são realizados também quando se determina na etapa 303 que o veículo executa uma partida a frio e que, portanto, o valor de referência é sempre determinado de forma dinâmica.

[0121] Além disso, de acordo com as formas de realização discutidas em conexão com os desenhos, o sistema de tratamento de escape 130 mostrado na Fig. 2 compreende um catalisador SCR 201. Como discutido acima, o sistema de tratamento de gases de escape pode, no entanto, apresentar diversos desenhos compreendendo ainda mais/outros componentes para enquanto aditivo é fornecido para a corrente de gases de escape. Por exemplo, o sistema de pós-tratamento pode compreender outros componentes, tais como um ou mais filtros de partículas, um ou mais conversores catalíticos de oxidação como é propriamente conhecido. Contempla-se também que o sistema de pós-tratamento pode compreender mais de um conversor catalítico SCR. Por exemplo, um outro conversor catalítico SCR ou outro conversor catalítico de redução pode ser disposto a montante do conversor catalítico de oxidação

[0122] Finalmente, a presente invenção foi exemplificada para um veículo. A invenção é, no entanto, aplicável a qualquer tipo de embarcação, como, por exemplo, aeronaves e embarcações aquáticas. A invenção também é aplicável para uso em instalações de combustão.

Claims

1. Método para determinar um valor de referência de uma presença de pelo menos uma substância (NOx) presente em um fluxo de gases de escape de um motor de combustão interna (101), em que a pelo menos uma substância é submetida a tratamento de escape, o tratamento de escape sendo realizado dependendo do valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2), o método CARACTERIZADO por compreender, quando o motor de combustão interna (101) é ligado: acumular a presença da pelo menos uma substância (NOx) a jusante do tratamento de escape durante um primeiro período, e determinar novamente o valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2) com base na presença acumulada (EmACC,1; EmACC,2) da pelo menos uma substância (NOx) se a presença acumulada (EmACC,1; EmACC,2) da referida pelo menos uma substância (NOx) exceder um primeiro limite.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma substância é submetida a tratamento de escape por aditivo que é fornecido ao fluxo de gases de escape para redução da pelo menos uma substância, o tratamento de escape sendo realizado dependendo do valor de referência pelo aditivo que é fornecido dependendo do valor de referência, e da presença da pelo menos uma substância (NOx) que é acumulada a jusante do fornecimento de aditivo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma substância é submetida a tratamento de escape por recirculação de gases de escape, o tratamento de escape sendo realizado dependendo do valor de referência pela recirculação que é controlada dependendo do valor de referência, e da presença da pelo menos uma substância (NOx) que é acumulada a jusante da recirculação.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO por incluir ainda: quando o motor de combustão interna (101) estiver sendo ligado, determinar se a partida do motor de combustão interna (101) atende a um primeiro critério, determinar se a acumulação deve ser iniciada com base em se a partida do motor de combustão interna (101) atende ao primeiro critério.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO por incluir ainda, quando o motor de combustão interna (101) é ligado: determinar uma representação de uma primeira temperatura do motor de combustão interna (101), e determinar se a acumulação deve ser iniciada com base na primeira temperatura.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO por incluir ainda: determinar se a referida primeira temperatura excede um primeiro limite de temperatura, e iniciar a acumulação quando a referida primeira temperatura exceder o primeiro limite de temperatura.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, CARACTERIZADO por incluir ainda: determinar uma representação de uma temperatura ambiente do motor de combustão interna (101), e determinar se a acumulação deve ser iniciada com base também na representação da temperatura ambiente.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO por incluir ainda: comparar a primeira temperatura que representa o motor de combustão interna (101) com a temperatura ambiente, e determinar se a acumulação deve ser iniciada com base na comparação.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO por incluir ainda: determinar novamente o valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2) com base na presença acumulada (EmACC,1; EmACC,2) da pelo menos uma substância (NOx).

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO por incluir ainda: determinar novamente o valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2) com base na presença acumulada (EmACC,1; EmACC,2) da pelo menos uma substância (NOx) e um valor alvo (Emalvo), sendo que o valor alvo (Emalvo) é um valor limite ponderado da presença acumulada (EmACC,1; EmACC,2) e do valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que: o valor alvo (Emalvo) é definido de modo que um peso maior seja atribuído ao valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2) em comparação com o peso da presença acumulada (EmACC,1; EmACC,2).

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO por incluir ainda: iniciar a acumulação da pelo menos uma substância dentro de um primeiro período de tempo a partir do momento em que o motor de combustão interna foi ligado.

13. Meio legível por computador CARACTERIZADO por compreender instruções que, quando executadas em um computador, fazem com que o referido computador execute o método definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.

14. Sistema para determinar um valor de referência de uma presença de pelo menos uma substância (NOx) presente em um fluxo de gases de escape de um motor de combustão interna (101), em que a pelo menos uma substância é submetida a tratamento de escape, o tratamento de escape sendo realizado dependendo do valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2), o sistema CARACTERIZADO por, quando o motor de combustão interna (101) é ligado: meios para acumular a presença (EmACC,1; EmACC,2) da pelo menos uma substância (NOx) a jusante do tratamento de escape durante um primeiro período, e meios para determinar novamente o valor de referência (Emref; Emref,1; Emref,2) com base na presença acumulada (EmACC,1; EmACC,2) da pelo menos uma substância (NOx) se a presença acumulada (EmACC,1; EmACC,2) da referida pelo menos uma substância (NOx) exceder um primeiro limite.

15. Veículo CARACTERIZADO por compreender um sistema como definido na reivindicação 14.