ES2203555T3 - Dispositivos de limpieza de gases de escape para motor. - Google Patents

Dispositivos de limpieza de gases de escape para motor.

Info

Publication number
ES2203555T3
ES2203555T3 ES01100174T ES01100174T ES2203555T3 ES 2203555 T3 ES2203555 T3 ES 2203555T3 ES 01100174 T ES01100174 T ES 01100174T ES 01100174 T ES01100174 T ES 01100174T ES 2203555 T3 ES2203555 T3 ES 2203555T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
oxygen
nox
concentration
detector
absorbent material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES01100174T
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Taga
Kazuya Yokota
Youichi Kuji
Masayuki Kuroki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2203555T3 publication Critical patent/ES2203555T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/03—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems of sorbing activity of adsorbents or absorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/16—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Un dispositivo de limpieza de gases de escape para un motor, comprendiendo dicho dispositivo de limpieza de gases de escape: un material absorbente de NOx (13) incluido en un tubo de escape para absorber NOx en condiciones ricas en oxígeno donde la concentración de oxígeno es alta y liberar el NOx absorbido a medida que la concentración de oxígeno decrece; metal catalítico localizado alrededor del material absorbente de NOx (13) para purificar dichos gases de escape; un material absorbente de oxígeno (12) incluido en el tubo de escape para absorber oxígeno en condiciones ricas en oxígeno donde la concentración de oxígeno es alta y liberar el oxígeno absorbido a medida que la concentración de oxígeno decrece; un controlador de concentración de oxígeno (21) para controlar la concentración de oxígeno en los gases de escape; un detector de concentración de oxígeno (14) incluido corriente abajo del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno; un detector cuantitativo de absorción (22) que determina una primera cantidad de absorción de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno basándose en una señal sensora alimentada desde el detector de concentración de oxígeno (14) en el momento en el que la concentración de oxígeno acaba de transferirse desde un estado de concentración alto mantenido durante un primer tiempo de referencia preestablecido a un estado de concentración bajo controlando la concentración de oxígeno con el controlador de concentración de oxígeno, caracterizado porque el detector cuantitativo de absorción (22) determina una segunda cantidad de absorción de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx (13) y el material absorbente de oxígeno (12) basándose en una señal sensora alimentada desde el detector de concentración de oxígeno (14) en el momento en que la concentración de oxígeno corriente arriba del material absorbente de NOx (13) y del material absorbente de oxígeno (12) acabande transferirse desde el estado de concentración alto mantenido durante un segundo tiempo de referencia preestablecido que es más largo que el primer tiempo de referencia al estado de concentración bajo controlando la concentración de oxígeno con el controlador de concentración de oxígeno (14); y un primer detector de deterioro (24) que realiza una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx (13) basándose en la primera cantidad de absorción y en la segunda cantidad de absorción de NOx y oxígeno determinada por el detector cuantitativo de absorción (22).

Description

Dispositivos de limpieza de gases de escape para motor.
Antecedentes de la invención y declaración de la técnica afín
Esta invención se refiere a dispositivos de limpieza de gases de escape para un motor instalado en un vehículo a motor, por ejemplo.
De modo convencional, la cantidad de óxidos de nitrógeno (NOx) absorbida por un material absorbente de NOx se detecta para hacer una valoración del deterioro del material absorbente de NOx incluido en un tubo de escape. Básicamente, la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx se puede determinar examinando la concentración de oxígeno en los gases de escape que varía a medida que el NOx despedido del material absorbente de NOx se ve reducido. Sin embargo, debido a que un catalizador de conversión de gases de escape, en el que se incluye el material absorbente de NOx, ocluye oxígeno, es imposible determinar si un cambio en la concentración del oxígeno es causado por una liberación del NOx absorbido o por una liberación de oxígeno ocluido simplemente a través de la detección del cambio en la concentración de oxígeno. Es de este modo imposible determinar de modo preciso la cantidad de NOx absorbido.
Con estas circunstancias, la publicación japonesa de patente sin examinar nº 8-260949 propone un dispositivo de detección de deterioro para detectar el deterioro del material absorbente de NOx incluido en un tubo de escape, en el que el material absorbente de NOx absorbe NOx y almacena oxígeno cuando la proporción de aire-combustible del gas de escape es alta (gases de escape pobres), y libera el NOx absorbido y el oxígeno almacenado cuando la proporción de aire-combustible de los gases de escape se vuelve baja (gases de escape ricos). Este dispositivo de detección de deterioro comprende un sensor de proporción aire-combustible en el tubo de escape, corriente abajo del material absorbente de NOx, para generar una señal saliente que corresponde a la proporción aire-combustible de los gases de escape, un interruptor de proporción aire-combustible que cambia la proporción de aire-combustible de los gases de escape de un valor mayor a uno menor cuando la cantidad de NOx absorbido en el material absorbente de NOx se considera que es cercana a cero, o de modo más específico, cuando la proporción de aire-combustible se ha visto aumentada por un corto espacio de tiempo, y un detector cuantitativo de oxígeno almacenado para detectar la cantidad de oxígeno almacenado en el material absorbente de NOx basado en la señal saliente generada por el sensor de proporción aire-combustible cuando la proporción aire-combustible de los gases de escape que fluyen en el material absorbente de NOx ha sido cambiada de un valor mayor a uno menor, en el que, después de que la proporción aire-combustible se ha visto aumentada durante un largo período de tiempo por el interruptor de proporción de aire-combustible, la suma de la cantidad de oxígeno almacenado en el material absorbente de NOx y la cantidad de NOx absorbida en el material absorbente de NOx se determina basándose en la señal saliente generada por el sensor de proporción de aire-combustible cuando la proporción de aire-combustible de los gases de escape que fluyen en el material absorbente de NOx ha sido cambiada del valor mayor al valor menor, y la cantidad de NOx absorbido en el material absorbente de NOx se calcula sustrayendo la cantidad de oxígeno almacenado de la suma anteriormente mencionada.
En el dispositivo de detección de deterioro para detectar el deterioro del material absorbente de NOx descrito en la publicación anteriormente mencionada, se supone que el período de tiempo requerido para que el material absorbente de NOx almacene la mayor cantidad posible (nivel de saturación) de oxígeno es suficientemente corto y el NOx es apenas absorbido por el material absorbente de NOx durante este período de tiempo. Basándose en esta suposición, el dispositivo de detección de deterioro considera un valor detectado de un cambio en la proporción aire-combustible de los gases de escape que se produce cuando la proporción de aire-combustible se cambia a un valor menor después una vez después de que haya crecido por un corto espacio de tiempo, como dato representativo de la cantidad de oxígeno almacenado, y calcula la cantidad de NOx absorbido en el material absorbente de NOx de este valor detectado y la suma de la cantidad de oxígeno almacenado y la cantidad de NOx. Incluso si el período de tiempo mencionado anteriormente es corto, sin embargo, la cantidad de NOx absorbido en el material absorbente de NOx no es cero y se produce oxígeno cuando el NOx despedido del material absorbente de NOx se reduce. De este modo, el dispositivo de detección de deterioro de la Publicación presenta el problema de que su precisión de valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx inevitablemente disminuye debido a errores que tienen lugar en la detección de la cantidad de oxígeno almacenado.
Un dispositivo de limpieza de gases de escape para un motor en el que se incluyen cantidades específicas de material absorbente de NOx y material absorbente de oxígeno en un tubo de escape también presenta el problema de que resulta imposible calcular de modo preciso la cantidad de NOx absorbido en un modo descrito en la anteriormente mencionada publicación de patente cuando el funcionamiento del material absorbente de oxígeno se ve deteriorado.
A partir del documento DE-A-19801626 se conoce un procedimiento de evaluación de un convertidor catalítico, que incluye un material absorbente de NOx y un material absorbente de oxígeno. Durante el procedimiento la concentración de oxígeno en los gases de escape aumenta y después disminuye. El cambio de las señales de las sondas de los gases de escape que se emplazan en la parte superior e inferior del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno se detecta durante el aumento y la disminución de la concentración de oxígeno. Se tiene en cuenta un cambio de fase entre las señales de ambas sondas durante el aumento y disminución de la concentración de oxígeno, respectivamente. La diferencia entre ambos cambios de fase se calcula. En caso de que la diferencia de los cambios de fase sea mayor que un umbral predeterminado se genera una señal de error.
El objetivo de la invención es facilitar un dispositivo de limpieza de gases de escape para un motor capaz de hacer una valoración del deterioro del material absorbente de NOx con un alto grado de precisión incluso cuando una cantidad específica de material absorbente de NOx y una gran cantidad de material absorbente de oxígeno se facilitan en el tubo de escape del motor.
Este objeto se cumple a través del dispositivo de limpieza de gases de escape al tener las características que se describen en la Reivindicación 1. Las formas de realización preferentes se definen en las reivindicaciones secundarias dependientes.
En la forma principal de la invención, un dispositivo de limpieza de gases de escape para motor comprende un material absorbente de NOx incluido en un tubo de escape para absorber NOx bajo condiciones ricas en oxígeno donde la concentración de oxígeno es alta y liberar el NOx absorbido a medida que la concentración de oxígeno decrece, de un material absorbente de oxígeno incluido en el tubo de escape para absorber oxígeno bajo condiciones ricas en oxígeno donde la concentración de oxígeno es alta y liberar el oxígeno absorbido a medida que la concentración de oxígeno decrece, de un controlador de concentración de oxígeno para controlar la concentración de oxígeno en el tubo de escape, de un detector de concentración de oxígeno incluido corriente abajo del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno, de un detector cuantitativo de absorción que determina una primera cantidad de absorción de NOx y oxígeno absorbidos por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno que se basa en una señal sensora alimentada por el detector de concentración de oxígeno en el momento en que la concentración de oxígeno corriente arriba del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno se transfiere de un estado de alta concentración mantenido durante un primer tiempo de referencia predeterminado a un estado de baja concentración controlando la concentración de oxígeno con el controlador de concentración de oxígeno, y determinada una segunda cantidad de absorción de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y e material absorbente de oxígeno que se basa en una señal sensora alimentada por el detector de concentración de oxígeno en el momento en que la concentración de oxígeno corriente arriba del material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno se transfiere de un estado de alta concentración mantenido durante un segundo tiempo de referencia predeterminado que es más largo que el primer tiempo de referencia para el estado de concentración bajo controlando la concentración de oxígeno con el controlador de concentración de oxígeno, de un estimador cuantitativo de NOx que obtiene un primer valor estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el primer tiempo de referencia y un segundo valor estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el segundo tiempo de referencia conforme a la condición operativa del motor, y de un detector de deterioro que hace una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx basado en la primera cantidad de absorción y la segunda cantidad de NOx y oxígeno determinada por el detector cuantitativo de absorción y el primer valor estimado y el segundo valor estimado de la cantidad de NOx absorbido obtenido por el estimador cuantitativo de NOx.
En el dispositivo de limpieza de gases de escape así construido, la valoración del deterioro del material absorbente de NOx está hecha basándose en la primera y segunda cantidad de absorción de NOx y oxígeno determinadas por el detector cuantitativo de absorción y los primeros y segundos valores estimados de la cantidad de NOx absorbida obtenida por el estimador cuantitativo de NOx. Es de este modo posible llevar a cabo la operación de la valoración de deterioro de un modo apropiado teniendo en cuenta la cantidad de NOx absorbido en el material absorbente de NOx durante el primer tiempo de referencia. Cuando un convertidor catalítico de tres vías se incluye corriente arriba del material absorbente de NOx, por ejemplo, el convertidor catalítico de tres vías a una temperatura baja haciendo reaccionan el combustible no quemado en el gas de escape con el oxígeno liberado del material absorbente de oxígeno. Los dispositivos de limpieza de gases de escape modernos que constan de una gran cantidad de material absorbente de oxígeno en un convertidor catalítico de tres vías presentan el problema de que el material absorbente de NOx tiende a ser valorado como no deteriorado de modo erróneo a pesar del hecho de estar ya deteriorado, debido a un tiempo de valoración de referencia establecido para calcular la cantidad de oxígeno absorbido en el material absorbente de oxígeno requerido para saturarlo no puede ser acortado de modo suficiente y una cantidad específica de NOx es absorbida por el material absorbente de NOx durante el tiempo de valoración de referencia, haciendo imposible determinar con precisión la cantidad de oxígeno absorbida en el material absorbente de oxígeno. Es posible solucionar este problema de la técnica anterior empleando la construcción anteriormente mencionada de la invención.
Conforme a una característica única de la invención, el dispositivo de limpieza de gases de escape está construido de modo tal que el detector de deterioro haga una valoración del deterioro del material absorbente de NOx basándose en la diferencia entre la segunda cantidad de absorción y la primera cantidad de absorción de NOx y de oxígeno determinada por el detector cuantitativo de absorción y la diferencia entre el segundo valor estimado y el primer valor estimado de la cantidad de NOx obtenido por el estimador cuantitativo de NOx.
En esta construcción el detector de deterioro hace una valoración acerca de si una cantidad específica de NOx es absorbida por el material absorbente de NOx de una manera apropiada basándose por ejemplo en la proporción de la diferencia entre la segunda cantidad de absorción y la primera cantidad de absorción de NOx y oxígeno determinada por el detector cuantitativo de absorción para la diferencia entre el segundo valor estimado y el primer valor estimado de la cantidad de NOx obtenido por el estimador cuantitativo de NOx.
Conforme a otra característica de la invención, el estimador cuantitativo de NOx obtiene el primer valor estimado y el segundo valor estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx en concordancia con la velocidad del motor y la carga del motor.
En esta construcción, el primer valor estimado y el segundo valor estimado de la cantidad de NOx correspondientes a la condición operativa del motor pueden ser leídos de un mapa definido usando la velocidad del motor y la carga del motor como parámetros, por ejemplo.
En otra forma principal de la invención, un dispositivo de limpieza de gases de escape comprende un material absorbente de NOx incluido en un tubo de escape para absorber NOx bajo condiciones ricas en oxígeno en las que la concentración de oxígeno es mayor y liberar el NOx absorbido a medida que la concentración de oxígeno decrece, un material absorbente de oxígeno incluido en el tubo de escape para absorber oxígeno bajo condiciones ricas en oxígeno donde la concentración de oxígeno es mayor y liberar el oxígeno absorbido a medida que la concentración de oxígeno decrece, un controlador de concentración de oxígeno para controlar la concentración de oxígeno en los gases de escape, un detector de concentración de oxígeno incluido corriente abajo del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno, un detector cuantitativo de absorción que determina una primera cantidad de absorción de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno basado en una señal sensora alimentada desde el detector de concentración de oxígeno en el momento en que la concentración de oxígeno corriente arriba del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno se transfiere desde un estado de alta concentración mantenido durante un primer tiempo determinado a un estado de concentración bajo controlando la concentración de oxígeno con el controlador de concentración de oxígeno y determina una segunda cantidad de absorción de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno basándose en una señal sensora alimentada desde el detector de concentración de oxígeno en el momento en que la concentración de oxígeno corriente arriba del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno se transfiere desde el estado de alta concentración mantenido durante un segundo tiempo de referencia determinado que es más largo que el primer tiempo de referencia al estado de concentración menor controlando la concentración de oxígeno con el controlador de concentración de oxígeno, un primer detector de deterioro que realiza una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx basándose en la primera cantidad de absorción y la segunda cantidad de absorción de NOx y de oxígeno determinada por el detector cuantitativo de absorción, y un segundo detector de deterioro que realiza una valoración acerca del deterioro del material absorbente de oxígeno, en el que la valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx por el primer detector de deterioro es inhibido cuando el material absorbente de oxígeno ha sido valorado como deteriorado por el segundo detector de deterioro.
En el dispositivo de limpieza de gases de escape construido de este modo, el segundo detector de deterioro calcula si el material absorbente de oxígeno se ha deteriorado, y si se valora como no deteriorado, el primer detector de deterioro calcula adecuadamente si el material absorbente de NOx se ha deteriorado basándose en la segunda cantidad de absorción de NOx y oxígeno absorbidos por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno determinado por el detector cuantitativo de absorción. Por otro lado, cuando el material absorbente de oxígeno es valorado como deteriorado, la valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx por el primer detector de deterioro es inhibida para de este modo prevenir un fallo de valoración por el primer detector de deterioro potencialmente causado por el deterioro del material absorbente de oxígeno. De este modo, esta construcción sirve para mejorar la precisión de valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx por el primer detector de deterioro.
Conforme a una característica de la invención, el detector cuantitativo de absorción es construido de este modo para determinar la cantidad de NOx y de oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno basándose en el período de tiempo requerido para que la concentración de oxígeno detectada por el detector de concentración de oxígeno se vea reducida hasta un nivel de concentración específicamente bajo a partir de un momento en el que el controlador de concentración de oxígeno ejecuta una operación de control para transferir la concentración de oxígeno corriente arriba del material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno desde el estado de alta concentración hasta el estado de baja concentración.
En esta construcción, la primera y segunda cantidad de absorción de NOx y de oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno se obtiene como valores elevados cuando el período de tiempo requerido para que la concentración de oxígeno detectada por el detector de concentración de oxígeno decrezca hasta el nivel de concentración específicamente bajo desde el momento en que el controlador de concentración de oxígeno ejecuta la operación de control para transferir la concentración de oxígeno corriente arriba del material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno desde el estado de alta concentración hasta que el estado de baja concentración es largo. De modo contrario, cuando el anteriormente mencionado período de tiempo es corto, la primera y segunda cantidad de absorción de material absorbente de NOx y de material absorbente de oxígeno se obtiene como valores pequeños.
Conforme a otra característica de la invención, el controlador de concentración de oxígeno es construido de tal modo que controle la concentración de oxígeno en el tubo de escape controlando la proporción de aire-combustible en una cámara de combustión.
En esta construcción, la operación de control para transferir la concentración de oxígeno de los gases de escape liberados desde el motor al tubo de escape desde el estado de alta concentración mantenido durante el primer tiempo de referencia determinado hasta el estado de baja concentración y desde el estado de alta concentración mantenido durante el segundo tiempo de referencia determinado hasta el estado de baja concentración es llevado a cabo controlando la proporción de aire-combustible en la cámara de combustión con el controlador de concentración de oxígeno y, a continuación, el detector cuantitativo de absorción determina la primera y segunda cantidad de absorción de NOx y de oxígeno.
Conforme todavía a otra característica de invención, el material absorbente de oxígeno se incluye corriente arriba del material absorbente de NOx.
Esta construcción hace posible mejorar el funcionamiento de limpieza de gases de escape a bajas temperaturas usando una gran cantidad del material absorbente de oxígeno. Cuando los gases de escape en el tubo de escape pasan de un estado rico en oxígeno a un estado en el que la concentración de oxígeno ha disminuido, el oxígeno liberado del material absorbente de oxígeno es suministrado al material absorbente de NOx corriente abajo del material absorbente de oxígeno. Debido a que el oxígeno producido cuando el NOx liberado del material absorbente de NOx se reduce y el oxígeno liberado del material absorbente de oxígeno afectan conjuntamente los valores de concentración de oxígeno detectados por el detector de concentración de oxígeno, se obtienen efectos significantes al hacer una valoración del deterioro del material absorbente de NOx teniendo en cuenta la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el primer tiempo de referencia como se afirma corriente arriba.
Se reconoce de lo anterior que la presente invención confiere unos efectos tan ventajosos que un dispositivo de limpieza de gases de escape para motor en el que una cantidad específica de material absorbente de NOx y una gran cantidad de material absorbente de oxígeno incluidos en un tubo de escape pueden realizar una valoración de deterioro del material absorbente de NOx con un gran grado de precisión.
Estos y otros objetivos, características y ventajas de la invención serán más evidentes tras una lectura de la siguiente descripción detallada de modo conjunto con los dibujos que acompañan.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es un diagrama explicativo que muestra un dispositivo de limpieza de gases de escape para un motor de combustible de inyección directa conforme a una realización preferente de la invención.
La Fig. 2A-2B son diagramas temporales que muestran cómo la proporción aire-combustible y el valor de detección de la concentración de oxígeno varían durante una operación de control de la valoración del deterioro.
La Fig. 3 es un diagrama de flujo que muestra una operación de control de la proporción aire-combustible.
La Fig. 4 muestra una primera mitad de un diagrama de flujo de una operación de control de la valoración del deterioro.
La Fig. 5 muestra una segunda mitad del diagrama de flujo de la operación de control de la valoración del deterioro.
La Fig. 6 es un gráfico que muestra cómo los valores detectados de la concentración de oxígeno varían con el tiempo; y
La Fig. 7 es un diagrama de bloque que muestra un dispositivo de limpieza de gas de escape de acuerdo con otra forma de realización de la invención.
Descripción detallada de las formas de realización preferidas de la invención
La Fig. 1 es un diagrama explicativo que muestra un dispositivo de limpieza de gases de escape para un motor de combustible de inyección directa conforme a una realización preferente de la invención. Un sistema de control del motor para la instalación en un vehículo a motor comprende un tubo de entrada 2 y un tubo de escape 3 conectado a un cuerpo de motor 1, una bujía 4 ajustada a la parte superior de una cámara de combustión del cuerpo de motor 1, y un inyector de combustible 5 para inyectar combustible directamente a la cámara de combustión.
Un tanque compensador 6 se incluye en el tubo de entrada 2 con una válvula de admisión 7 incluida corriente arriba del tanque compensador 6. Operado por un accionador eléctrico que opera conforme a una señal de salida de control de una unidad de control del motor (UCM) 8, la válvula de admisión 7 regula la cantidad de aire entrante introducido dentro de la cámara de combustión. Una válvula de doble efecto de entrada 10 para crear una turbulencia y una válvula de entrada (no mostrada) para la apertura y cierre de un puerto de entrada se incluyen corriente abajo del tanque compensador 6.
Una válvula de escape (no mostrada) para la apertura y cierre de un puerto de escape se incluye en el tubo de escape 3. Asimismo, un primer detector 11 de concentración de oxígeno formado principalmente por un sensor \lambdaO_{2} para detectar la concentración de oxígeno contenido en el gas liberado a través del puerto de escape, un convertidor 12 catalítico de tres vías que reduce NOx, monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos (HC) en condiciones en las que la proporción aire-combustible de los gases de escape está cerca de la proporción aire-combustible estequiométrica, un convertidor 13 catalítico pobre de NOx que reduce NOx incluso en condiciones ricas en oxígeno, y un segundo detector 14 de concentración de oxígeno formado principalmente por un sensor linear de O_{2} para detectar la proporción de aire-combustible de la salida de los gases de escape desde el convertidor 13 catalítico pobre de NOx se incluyen en el tubo de escape 3 en este orden desde el extremo superior.
El convertidor catalítico 12 de tres vías incluye un material absorbente de oxígeno formado de ceria (CeO_{2}) que absorbe oxígeno durante una mezcla pobre durante cuyo funcionamiento la proporción aire-combustible de una mezcla aire-combustible en la cámara de combustión es mayor que la proporción aire-combustible estequiométrica, o en condiciones ricas en oxígeno donde la concentración de oxígeno en los gases de escape es alta (aproximadamente de un 0,5% o superior), y libera oxígeno en condiciones pobres en oxígeno donde la concentración de oxígeno en los gases de escape es baja (menos que aproximadamente 0,5%). El convertidor catalítico 12 de tres vías así construido oxida simultáneamente HC y CO y reduce NOx para eliminar o reducir estos contaminantes.
El convertidor 13 catalítico pobre de NOx incluye material absorbente de NOx formado de metal alcalino (especialmente potasio), metal alcalino-tierra (especialmente bario) o metal de tierra raro (rare-earth) que absorbe NOx en condiciones ricas en oxígeno donde la concentración de oxígeno en los gases de escape es alta (aproximadamente 4% o superior), y libera NOx en condiciones pobres en oxígeno en las que la concentración de oxígeno en los gases de escape es baja (menos de aproximadamente 0,5-1%). El convertidor 13 catalítico pobre de NOx así construido causa que el material absorbente de NOx absorba NOx en condiciones ricas en oxígeno y despida NOx a medida que los gases de escape vayan convirtiéndose en pobres en oxígeno, y purifica los gases de escape reduciendo NOx como resultado de la acción del metal catalítico, tal como el metal noble, que se localiza alrededor del material absorbente de NOx.
Como alternativa, el convertidor 13 catalítico pobre de NOx también puede incluir un material absorbente de oxígeno formado de ceria (CeO_{2}). En esta construcción alternativa, el oxígeno absorbido por el material absorbente de oxígeno en condiciones ricas en oxígeno en las que la concentración de oxígeno en los gases de escape es alta es liberado a medida que la concentración de oxígeno decae, y el oxígeno así liberado causa una reacción con el CO obtenido en el gas de escape en el que el convertidor 13 catalítico pobre de NOx puede ser calentado y mantenido a temperaturas apropiadas.
En referencia a la Fig. 1, el motor incluye varios sensores, tales como un sensor de corriente de aire 15 para detectar la cantidad de aire entrante que pasa a través del tubo de entrada 2, un sensor de ángulo de cigüeñal 16 para detectar la velocidad del motor un sensor de golpe de pedal acelerador 17 y un sensor de temperatura de líquido refrigerante de motor 18. Las señales sensoras de estos sensores entran en la UCM 8.
La UCM 8 incluye un identificador de condición operativa 19 para valorar la condición operativa del motor, un controlador de inyección de combustible 20 para controlar la cantidad de combustible inyectada y el tiempo de inyección, un controlador de concentración de oxígeno 21 para controlar la concentración de oxígeno en el tubo de escape 3 controlando la proporción de aire-combustible en la cámara de combustión, un detector cuantitativo de absorción 22 para detectar la cantidad de NOx y oxígeno absorbidos por el material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y el material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12 basándose en una señal sensora alimentada desde el segundo detector de concentración de oxígeno 14, un estimador cuantitativo de NOx 23 para controlar las cantidades estimadas de NOx absorbidas por el material absorbente de NOx, y un detector de deterioro 24 para hacer la valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx.
El identificador de condición operativa 19 calcula si el motor está operando en un intervalo de combustión de carga uniforme en condiciones de velocidad de altas a bajas, de carga alta o en un intervalo de combustión de carga estratificado en condiciones de velocidad baja o carga baja, por ejemplo, basándose en un valor de velocidad del motor detectado por el sensor de ángulo de cigüeñal 16 y un valor de carga de motor detectado por el sensor de golpe de pedal acelerador 17, y transmite los datos de la valoración resultante al controlador de inyección de combustible 20.
El controlador de inyección de combustible 20 lee el momento de torsión de motor diana de un mapa predefinido basándose en el golpe de pedal acelerador detectado por el sensor de golpe de pedal acelerador 17 y en la velocidad del motor detectada por el sensor de ángulo de cigüeñal 16, lee una cantidad de inyección de combustible diana de un mapa predefinido conforme al momento de torsión diana y a la cantidad real de aire entrante detectado por el sensor de corriente de aire 15, y transmite una señal de control que corresponde con la cantidad diana de inyección de combustible al inyector de combustible 5.
El controlador de inyección de combustible 20 también controla el tiempo de inyección de combustible conforme a la condición operativa del motor determinada por el identificador de condición operativa 19. Cuando el motor se encuentra ya caliente y operando en el intervalo de combustión de carga uniforme en condiciones de velocidad de altas a bajas y de carga alta, por ejemplo, el controlador de inyección de combustible 20 lleva a cabo una operación de control para inyectar el combustible durante un golpe de entrada para producir una combustión de carga uniforme. Cuando el motor está funcionando en el intervalo de combustión de carga estratificado en condiciones de velocidad baja y carga baja, por otro lado, el controlador de inyección de combustible 20 lleva a cabo una operación de control para inyectar combustible en la parte última de un golpe de compresión para producir una combustión de carga estratificada.
El controlador de combustión de oxígeno 21 controla la cantidad de aire entrante transmitiendo una señal de control correspondiente a la condición operativa del motor hasta el accionador de la válvula del momento de torsión 7 del tal modo que la proporción de aire-combustible en un cilindro llega a ser mucho mayor que la proporción de aire-combustible estequiométrica en el intervalo de combustión de carga estratificado y la proporción de aire-combustible en el cilindro se convierte en más rica en el intervalo de combustión de carga uniforme que en el intervalo de combustión de carga estratificado.
El controlador de concentración de oxígeno 21 también controla la concentración de oxígeno en los gases de escape regulando la cantidad de combustible inyectada del modo descrito corriente abajo en la Fig. 2A posibilitando que el detector de deterioro 24 haga una valoración del deterioro del material absorbente de NOx durante una operación del motor en estado estable. De modo específico, el controlador de concentración de oxígeno 21 primero realiza un ajuste para producir una mezcla rica en un punto inicial 0 de una operación de control de valoración de deterioro, y en un punto T1 en el tiempo cuando un período de tiempo específico (aproximadamente de 2 a 5 segundos) ha transcurrido desde el punto inicial 0, el controlador de concentración de oxígeno 21 realiza un ajuste para producir una mezcla pobre de tal modo que la concentración de oxígeno en los gases de escape corriente arriba del convertidor catalítico de tres vías 12 y del convertidor catalítico de NOx pobre 13 se convierte en alta. Acto seguido, en un punto T2 en el tiempo cuando este estado de concentración alto en oxígeno ha sido mantenido durante un primer tiempo de referencia t1, que está establecido para aproximadamente de 10 a 20 segundos, el controlador de concentración de oxígeno 21 realiza un ajuste para producir una mezcla rica para de este modo transferir los gases de escape a un estado de concentración bajo en oxígeno.
En un punto T3 en el tiempo cuando un período de tiempo específico (aproximadamente de 2 a 5 segundos) ha transcurrido desde el punto T2, el controlador de concentración de oxígeno 21 realiza un ajuste para producir una mezcla pobre para crear un estado de concentración alto en oxígeno en los gases de escape. En un punto T4 en el tiempo en el que este estado de concentración alto en oxígeno ha sido mantenido durante un segundo tiempo de referencia t2, que está establecido como de aproximadamente 150 segundos, el controlador de concentración de oxígeno 21 realiza un ajuste para producir una mezcla rica de nuevo para de este modo transferir los gases de escape a un estado de concentración bajo en oxígeno. Entonces, en un punto T5 en el tiempo cuando un período de tiempo específico (aproximadamente de 2 a 5 segundos) ha transcurrido desde el punto T4, la operación de control de valoración de deterioro ha concluido y un estado de control ordinario es restablecido.
Al hacer una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx a través de la operación de control de valoración de deterioro mencionada anteriormente, el controlador de concentración de oxígeno 21 lleva a cabo una operación de control con e fin de hacer la cantidad de combustible inyectada durante el primer tiempo de referencia t1 menor que la inyectada durante el segundo tiempo de referencia t2 de tal modo que la mezcla de aire-combustible sea significantemente más pobre durante el primer tiempo de referencia t1 que durante el segundo tiempo de referencia t2.
El detector cuantitativo de absorción 22 determina las cantidades de NOx y oxígeno absorbidas por el material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y por el material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12 basándose en los períodos de tiempo TAo y TBo mostrados en la Fig. 2B requeridos para que la concentración de oxígeno detectada por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 se reduzca hasta un nivel específico de concentración baja desde los puntos anteriormente mencionados T2 y T4, respectivamente, en los cuales el controlador de concentración de oxígeno 21 completa el ajuste para transferir los gases de escape corriente arriba del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno desde el estado de concentración alto de oxígeno hasta el estado de concentración bajo de oxígeno.
De modo específico, cuando el ajuste para transferir los gases de escape al estado de concentración bajo de oxígeno ha sido realizado en los puntos T2 y T4 en los cuales el controlador de concentración de oxígeno 21 completa la operación para crear el estado de concentración alto de oxígeno en los gases de escape llevado a cabo durante el primer y segundo tiempo de referencia t1 y t2, se libera NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno. Por consiguiente, el valor de concentración de oxígeno detectado por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 no cambia automáticamente a un valor representativo de un valor de concentración bajo de oxígeno, pero el valor detectado alcanza un valor equivalente a un valor específico O20 representativo del estado de concentración bajo de oxígeno en el momento en que el período de tiempo TAo (TBo) acaba de transcurrir.
Debido a que los períodos de tiempo TAo y TBo para la concentración de oxígeno detectada por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 para transferir al nivel de concentración bajo de oxígeno desde los puntos T2 y T4, respectivamente, varían dependiendo de la cantidad de NOx y oxígeno absorbidos por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno, es posible determinar la cantidad de NOx y oxígeno absorbidos por el material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y el material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12 en términos de valores correspondientes a los períodos de tiempo TAo y TBo mediante el detector cuantitativo de absorción 22.
La cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y el material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12 varía con la cantidad de NOx descargado desde el motor al tubo de escape 3 que varía de acuerdo con la condición operativa del motor. De este modo, el estimador cuantitativo de NOx 23 calcula un primer valor estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el primer tiempo t1 de referencia y un segundo valor estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el segundo tiempo t2 de referencia leyendo la cantidad de NOx correspondiente a la condición operativa del motor desde un mapa definido usando la velocidad del motor y la carga del motor como parámetros.
El detector de deterioro 24 calcula la diferencia entre una segunda cantidad de absorción y una primera cantidad de absorción de NOx y oxígeno detectada por el detector cuantitativo de absorción 22 al igual que la diferencia entre el segundo valor estimado y el primer valor estimado de la cantidad de NOx obtenido por el estimador cuantitativo de NOx 23. El detector de deterioro 24 a continuación hace una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx valorado la proporción entre las dos diferencias mencionadas arriba. Si el material absorbente de NOx se valora como deteriorado, el detector de deterioro 24 transmite una señal de control a un visor 25, haciendo que avise de una anomalía del dispositivo de limpieza de gases de escape.
Una operación de control de la proporción aire-combustible llevada a cabo por el dispositivo de limpieza de gases de escape del motor de la presente realización es ahora descrita en referencia a un diagrama de flujo mostrado en la Fig. 3. Siguiendo el inicio de la operación de control del diagrama de flujo, los datos detectados por los sensores individuales se introducen en la UCM 8 (etapa S1). La UCM 8 entonces lee y establece una cantidad de inyección de combustible básica Qb y un punto de inyección básico \thetab correspondiente a la condición operativa del motor desde un mapa (etapa S2) y valora si el motor está en un intervalo operativo "pobre" (etapa S3).
Si se determina que el motor está en un intervalo operativo "pobre " (SÍ en la etapa S3), una nueva valoración se realiza para comprobar si las condiciones para determinar si el material absorbente de NOx se ha deteriorado se satisfacen (etapa S4). De modo más específico, el hecho de si las condiciones de valoración de deterioro se cumplen o no se valora verificando que el motor está en un estado operativo caliente, que la operación del motor en estado continuo haya continuado durante un período específico de tiempo, y que el material absorbente de NOx no haya sido valorado como deteriorado.
Si el resultado de la valoración en la etapa S4 es afirmativo, el valor del cómputo del tiempo T de valoración de deterioro que es contabilizada por un temporizador de valoración de deterioro se incrementa en 1 (etapa S5), y una nueva valoración se realiza para determinar si el valor de cómputo del tiempo T de la valoración de deterioro existe en uno de los períodos "ricos" mostrados en la Fig. 2, esto es, el período entre los puntos 0 y T1, el período entre los puntos T2 y T3, o el período entre los puntos T4 y T5 (etapa S6).
Si se determina que el valor de cómputo del tiempo T de la valoración de deterioro existe en un período "rico"(SÍ en la etapa S6), la cantidad de inyección de combustible básica Qb del combustible se determina a un valor Qbr1 que hace que el factor \lambda de exceso de aire sea igual a o menor que 1 (etapa S7) y el punto de inyección básico \thetab se establece de tal modo que el combustible es inyectada de modo separado en los golpes de entrada y compresión (etapa S8). Posteriormente, se realiza una valoración para determinar si un punto de inyección de combustible ha sido alcanzado (etapa S9). Cuando la valoración resultante es SÍ, una operación de control de inyección se ejecuta para inyectar el combustible (etapa S10), en la que una operación de control de concentración de oxígeno en la operación de valoración de deterioro es llevada a cabo.
Por otro lado, si se determina que el valor de cómputo del tiempo T de valoración de deterioro en uno de los períodos "pobres" mostrados en la Fig. 2, esto es, el período entre los puntos T1 y T2, o el período entre los puntos T3 y T4, (NO en la etapa S6), la cantidad Qb de inyección de combustible básica del combustible está determinada a un Qb1 que hace al factor \lambda de exceso de aire mayor que 1 (etapa S11) y el flujo de la operación continúa con la etapa S9, en el que una operación de control de concentración de oxígeno en la operación de valoración de deterioro es llevada a cabo. Si el valor de cómputo del tiempo T de valoración de deterioro existe en el período correspondiente al anteriormente mencionado primer tiempo t1 de referencia (entre los puntos T1 y T2), la cantidad básica Qb1 de inyección de combustible está establecida de tal modo que la proporción de aire-combustible se haga mayor (para producir una mezcla más pobre) que cuando el valor de cómputo del tiempo T de valoración de deterioro existe en el período correspondiente al anteriormente mencionado segundo tiempo t2 de referencia (entre los puntos T3 y T4).
Asimismo, si se determina que el motor no está en el intervalo operativo pobre (NO en la etapa S3), o si se determina que las condiciones de valoración de deterioro para el material absorbente de NOX no se han cumplido (NO en la etapa S4), el temporizador de valoración de deterioro se inicializa para restablecer el valor de cómputo del tiempo T de valoración de deterioro a 0 (etapa S12) y el flujo de la operación continúa hasta la etapa S9.
A continuación, la anteriormente mencionada operación de control de valoración de deterioro para realizar una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx llevada a cabo por el dispositivo de limpieza de gases de escape de la realización es descrita en referencia a un diagrama de flujo mostrado en las Figs. 4 y 5. Siguiendo el comienzo de esta operación de control, los datos detectados por los sensores individuales se introducen en la UCM 8 (etapa S21), y se hace una valoración para determinar si el valor del tiempo T de valoración de deterioro contabilizado por el temporizador de valoración de deterioro existe en el período entre el punto inicial 0 y el punto final T5 de la operación de control de valoración de deterioro (etapa S22).
Si el resultado de valoración en la etapa S22 es afirmativo, se realiza una nueva valoración para determinar si el valor de cómputo del tiempo T de valoración de deterioro existe en el período correspondiente al primer tiempo t1 de referencia (T1 a T2) (etapa S23). Si el resultado de la valoración en la etapa S23 es afirmativa (T1 T T2), el estimador cuantitativo de NOx 23 lee el primer valor estimado NOx1 de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el primer tiempo de referencia t1 desde un mapa (no mostrado) conforme a la condición operativa del motor (etapa S24).
Por otro lado, si se determina que el valor de cómputo del tiempo T de valoración de deterioro no existe en el período correspondiente al primer tiempo t1 de referencia (T1 a T2) (NO en la etapa S23), se realiza una nueva valoración para determinar si el valor de cómputo del tiempo T de valoración de deterioro existe en el período "rico" (T2 a T3) siguiendo inmediatamente el primer tiempo t1 de referencia (etapa S25). Si el resultado de la valoración en la etapa S25 es afirmativo (T2<T T3), se realiza una nueva valoración para determinar si el valor de concentración de oxígeno O2x detectado por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 ha alcanzado el valor específico O2o representativo de un estado de concentración de oxígeno bajo (etapa S26).
Si el resultado de la valoración en la etapa S26 es afirmativa, el detector cuantitativo de absorción 22 determina el período de tiempo (T-T2) transcurrido desde el punto final T2 del primer tiempo de referencia t1 hasta el actual tiempo T de valoración de deterioro como un valor correspondiente a la primera cantidad de absorción TAo de NOx y oxígeno absorbidos por el material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y el material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12 durante el primer tiempo de referencia t1, y determina esta primera cantidad de absorción TAo (etapa S27).
A continuación se valora si el valor de cómputo del tiempo T de valoración de deterioro existe en el período correspondiente al segundo tiempo t2 de referencia (T3 a T4) (etapa S28). Si el resultado de la valoración en la etapa S28 es afirmativo (T3<T T4), el estimador cuantitativo de NOx 23 lee el segundo valor estimado NOx2 de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el segundo tiempo t2 de referencia desde un mapa (no mostrado) conforme a la condición operativa del motor (etapa S29).
Acto seguido se valora si el valor del cómputo del tiempo T de valoración de deterioro existe en el período "rico" (T4 a T5) inmediatamente siguiendo el segundo tiempo t2 de referencia (etapa S30). Si el resultado de la valoración en la etapa S30 es afirmativo (T4<T T5), se realiza una nueva valoración para determinar si el valor de concentración de oxígeno O2x detectado por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 ha alcanzado el valor específico O2o representativo de un estado de concentración de oxígeno bajo (etapa S31).
Si el resultado de la valoración en la etapa S31 es afirmativo, el detector cuantitativo de absorción 22 establece el período de tiempo (T-T4) transcurrido desde el punto final T4 del segundo tiempo t2 de referencia hasta el actual tiempo T de valoración de deterioro como un valor correspondiente a la segunda cantidad de absorción TBo de NOx y de oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y el material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12 durante el segundo tiempo t2 de referencia, y determina esta segunda cantidad de absorción TBo (etapa S32).
Posteriormente, se calcula la diferencia de NOx entre el segundo valor estimado NOx2 y el primer valor estimado NOx1 se obtiene sustrayendo el primer valor estimado NOx1 de la cantidad de NOx obtenida en la etapa S24 desde el segundo tiempo t2 de referencia de la cantidad de NOx obtenido en la etapa S29 (etapa S33), y la diferencia de To entre la segunda cantidad de absorción TBo obtenida en la etapa S32 y la primera cantidad de absorción TAo obtenida en la etapa S27 (etapa S34).
En este punto se realiza una valoración para determinar si la proporción To/NOx de las dos diferencias es menor que un valor D de referencia (etapa S35) para valorar si hay deterioro del material absorbente de NOx o si no lo hay. Si el resultado de la valoración en la etapa 35 es afirmativo, el material absorbente de NOx se valora como deteriorado y el detector de deterioro 24 transmite una señal de control al visor 25, causando que indique la anomalía del dispositivo de limpieza de gases de escape (etapa S36). Si, por otro lado, el resultado de la valoración en la etapa S35 es negativo, el material absorbente de NOx es valorado como no deteriorado aún, la operación de control de valoración de deterioro arriba descrita está finalizada.
Debido a que el oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y el material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12 alcanza un nivel de saturación en un período de tiempo relativamente corto, las mayores cantidades posibles (nivel de saturación) de oxígeno se supone que son absorbidas en el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno. De este modo, es posible obtener la diferencia de To entre la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el segundo tiempo t2 de referencia y la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el primer tiempo de referencia t1 sustrayendo la primera cantidad de absorción Tao de NOx y oxígeno obtenida en la etapa S27 de la segunda cantidad de absorción TBo de NOx y oxígeno obtenida en la etapa S32.
La diferencia de NOx obtenido al sustraer el primer valor NOx1 estimado de la cantidad de NOx obtenido en la etapa S24 desde el segundo tiempo t2 de referencia de la cantidad de NOx obtenido en la etapa S29 da un valor estimado de la diferencia entre la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el segundo tiempo t2 de referencia y la cantidad de NOx absorbida por el material absorbente de NOx durante el primer tiempo t1 de referencia. Por consiguiente, se asume que el resultado de la estimación dada por el estimador cuantitativo de NOx 23 es correcto y una cantidad considerada de NOx es absorbida en el material absorbente de NOx, la proporción
To/NOx de las anteriormente mencionadas dos diferencias toma un valor fijo aproximadamente.
Por el lado contrario, si se determina que la proporción de To/NOx de las dos diferencias es menor que el valor D de referencia predefinido, la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx es mucho menor que la cantidad considerada, de tal modo que el material absorbente de NOx se valora como deteriorado.
Como se muestra en la exposición anterior, el dispositivo de limpieza de gases de escape de la realización está construido de tal modo que determine la primera cantidad de absorción TAo de NOx y oxígeno absorbidos por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno basándose en la señal sensora alimentada desde el segundo detector de concentración de oxígeno 14 en el momento en el tiempo en el que los gases de escape corriente arriba del material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno se transfiere desde el estado de alta concentración mantenido durante el primer tiempo t1 de referencia establecido hasta el estado de concentración bajo controlando la concentración de oxígeno en los gases de escape con el controlador de concentración de oxígeno 21, determina la segunda cantidad de absorción TBo de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno basándose en la señal sensora alimentada desde el segundo detector de concentración de oxígeno 14 en el momento en el tiempo en que los gases de escape se transfieren desde el estado de alta concentración mantenido durante el segundo tiempo t2 de referencia determinado, el cual es más largo que el primer tiempo t1 de referencia, al estado de concentración bajo controlando la concentración de oxígeno en los gases de escape con el controlador de concentración de oxígeno 21, obtenga el primer valor NOx1 estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el primer tiempo t1 de referencia y el segundo valor NOx2 estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx durante el segundo tiempo t2 de referencia conforme a la condición operativa del motor, y realizar una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx basándose en la primera cantidad de absorción TAo y la segunda cantidad de absorción TBo de NOx y oxígeno y el primer valor NOx1 estimado y el segundo valor NOx2 estimado de la cantidad de NOx absorbido. Es por consiguiente posible realizar la operación de valoración de deterioro tomando en consideración la cantidad de NOx absorbido en el material absorbente de NOx durante el primer tiempo t1 de referencia.
Por consiguiente, es posible evitar tal situación no deseada, aquella en la que el material absorbente de NOx se valora como en normal funcionamiento a pesar del hecho de estar ya deteriorado debido a los efectos de la cantidad de NOx absorbido en el material absorbente de NOx durante el primer tiempo t1 de referencia, y realizar una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx con un gran grado de precisión basándose en la señal sensora alimentada desde el segundo detector de concentración de oxígeno 14 y los valores estimados dados por el estimador cuantitativo de NOx 23, incluso cuando una cantidad específica del material absorbente de NOx y una gran cantidad de material absorbente de oxígeno están incluidas en el tubo de escape 3.
Una de las notables ventajas del dispositivo de limpieza de gases de escape de la presente realización es que puede realizar una valoración acerca de si una cantidad específica de NOx se absorbe en el material absorbente de NOx llevando a cabo la operación de valoración de deterioro del modo adecuado y sencillo comparando la proporción To/NOx anteriormente mencionada con el valor de referencia predefinido D. Esto es debido a que el dispositivo de limpieza de gases de escape está construido para llevar a cabo la operación valorando acerca del deterioro del material absorbente de NOx a través del detector de deterioro 24 basándose en el diferente To entre la segunda cantidad de absorción TBo y la primera cantidad de absorción TAo de NOx y oxígeno determinada por el detector cuantitativo de absorción 22 y la diferencia de NOx entre los segundos valores NOx2 estimados y el primer valor NOx1 estimado de la cantidad de NOx obtenido por el estimador cuantitativo de NOx 23.
Como una alternativa a la realización anteriormente mencionada en la cual la valoración de deterioro para determinar si la cantidad específica de NOx ha sido absorbida en el material absorbente de NOx se lleva a cabo comparando la proporción To/Nox con el valor D de referencia predefinido, el dispositivo de limpieza de gases de escape puede estar construido de tal modo que realice la operación de valoración de deterioro calculando la diferencia entre las anteriormente mencionadas diferencias de NOx y To y comparándolo con un valor de referencia predefinido. En esta construcción alternativa, es necesario realizar una valoración de deterioro después de convertir los períodos de tiempo TAo y TBo requeridos para la concentración de oxígeno detectada por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 para reducir el nivel de concentración bajo específico en cantidades de NOx y oxígeno absorbidos por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno durante los dos períodos TAo y TBo y calcular la diferencia entre las cantidades convertidas.
Otra ventaja de la realización anteriormente expuesta es que es posible obtener el primer y segundo valor NOx1 y NOx2 estimado de la cantidad de NOx absorbida por el material absorbente de NOx teniendo en cuenta cambios en la cantidad de NOx en los gases de escape debido a variaciones en la condición operativa del motor en caso de que dichos cambios ocurrieran. Esto es debido a que el dispositivo de limpieza de los gases de escape está construido de tal modo que el estimador cuantitativo de NOx 23 obtiene los primeros y segundos valores estimados NOx1 y NOx2 de la cantidad de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx conforme a la velocidad y carga del motor.
Como otra alternativa a la realización anteriormente mencionada, el dispositivo de limpieza de gases de escape puede ser construido de tal modo que el estimador cuantitativo de NOx 23 obtenga los primeros y segundos valores estimados NOx1 y NOx2 de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx conforme a la temperatura del líquido refrigerante del motor y la cantidad de gases de escape recirculados dentro de la entrada de aire por un sistema recirculante de escape en lugar de o en adición a la velocidad y carga del motor.
Aún otra ventaja frente a la realización mencionada es que es posible determinar las cantidades de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno durante los primero y segundos tiempos de referencia t1 y t2 de u modo adecuado y sencillo. Ello es debido a que el dispositivo de limpieza de gases de escape está construido de tal modo que el detector cuantitativo de absorción 22 determina las cantidades de NOx y oxígeno absorbidas por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno basándose en los períodos de tiempo TAo y TBo requeridos por la concentración de oxígeno detectada por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 para la reducción hasta el nivel de concentración bajo específico desde los anteriormente mencionados puntos T2 y T4, respectivamente, en los cuales el controlador de oxígeno 21 completa el ajuste para transferir los gases de escape corriente arriba del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno desde el estado de concentración de oxígeno alto hasta el estado de concentración de oxígeno bajo.
Cuando la cantidad de NOx y oxígeno absorbido en el material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y del material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12 es grande, la cantidad de NOx y oxígeno liberado de estos materiales después de que el primer tiempo t1 de referencia (segundo tiempo t2 de referencia) haya transcurrido aumenta, y el período de tiempo TAo (TBo) requerido para la concentración de oxígeno detectada por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 para decrecer hasta el nivel de concentración bajo específico desde el punto anteriormente mencionado T2 (T4), en el que el ajuste para transferir los gases de escape corriente arriba del material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno desde el estado alto de concentración de oxígeno hasta el estado bajo de concentración de oxígeno se completa, tiende a aumentar debido a la influencia del oxígeno liberado desde los materiales y producido por reducción de NOx. Es por consiguiente posible obtener las primeras y segundas cantidades de absorción de NOx y oxígeno desde los períodos de tiempo TAo y TBo, respectivamente, de un modo adecuado y sencillo.
Como otra alternativa a la realización mencionada anteriormente, el dispositivo de limpieza de gases de escape puede estar construido de tal modo que determine las primeras y segundas cantidades de absorción de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno basándose en los valores de concentración de oxígeno detectados por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 en los puntos T2 y T4, en los cuales el controlador de concentración de oxígeno 21 completa el ajuste para transferir los gases de escape corriente arriba del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno desde el estado de concentración alto de oxígeno hasta el estado de concentración bajo de oxígeno.
Aún otra ventaja frente a la realización mencionada es que es posible determinar la cantidad de absorción de NOx y oxígeno por el detector cuantitativo de absorción 22 con gran precisión llevando a cabo la operación de control de concentración de oxígeno adecuada y rápidamente. Ello es debido a que el dispositivo de limpieza de gases de escape está construido de tal modo que realice la operación de control para transferir los gases de escape descargados desde el motor a través del el tubo de escape 3 hasta el estado de concentración bajo de oxígeno creando el estado de concentración alto para el primer tiempo t1 de referencia controlando la proporción de aire-combustible en la cámara de combustión con el controlador de concentración de oxígeno 21.
Cuando el convertidor catalítico de tres vías 12 que incluye el material absorbente de oxígeno se incluye corriente arriba del material absorbente de NOx incluido en el convertidor catalítico de NOx pobre 13 como se muestra en la realización que se menciona con anterioridad, el oxígeno liberado del material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12 localizado en la parte superior, el oxígeno liberado desde el material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 localizado en la parte inferior, y el oxígeno producido por la reducción de NOx liberado desde el material absorbente de NOx afectan individualmente al valor de concentración de oxígeno detectado por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 durante la ejecución de la operación de control para transferir los gases de escape al tubo de escape 3 desde un estado rico en oxígeno (gases de escape pobres) a un estado pobre en oxígeno (gases de escape ricos). Es por consiguiente difícil realizar una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx con gran precisión basándose en el valor de concentración de oxígeno detectado por el segundo detector de concentración de oxígeno 14.
De modo específico, cuando la operación de control para transferir los gases de escape en el tubo de escape 3 desde el estado rico en oxígeno (gases de escape pobres) hasta el estado pobre en oxígeno (gases de escape ricos) está siendo ejecutada, una comparación de valores a detectados por el primer detector de concentración de oxígeno 11 colocado corriente arriba del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y del convertidor catalítico de tres vías 12, de valores \gamma detectados por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 colocado corriente abajo del convertidor catalítico de NOx pobre 13 y del convertidor catalítico de tres vías 12, y de valores \beta detectados por un tercer detector de concentración de oxígeno colocado entre el convertidor catalítico de NOx pobre 13 y el convertidor catalítico de tres vías 12 proporciona los datos representados en la Fig.6.
Se reconoce en la Fig. 6 que aunque las concentraciones de oxígeno \beta1 y \beta2 detectadas por el tercer detector de concentración de oxígeno colocado entre los convertidores catalíticos 12 y 13 difieren de la concentración de oxígeno a detectada por el primer detector de concentración de oxígeno 11 en una cantidad correspondiente a la cantidad de oxígeno liberado desde el material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de tres vías 12, no hay mucha diferencia entre el valor \beta1 detectado cuando la duración del estado rico en oxígeno se establece en 30 segundos y el valor \beta2 detectado cuando la duración del estado rico en oxígeno se establece en 180 segundos. Ello es debido a que las concentraciones de oxígeno \beta1 y \beta2 no se ven afectadas por el NOx y el oxígeno liberado desde el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno del convertidor catalítico de NOx pobre 13.
Comparado con esto, se aprecia que hay una diferencia sustancial entre el valor \gamma1 detectado cuando la duración del estado rico en oxígeno se establece en 30 segundos y el valor \gamma2 detectado cuando la duración del estado rico en oxígeno se establece en 180 segundos y, por consiguiente, la diferencia del NOx liberado del material absorbente de NOx del convertidor catalítico de NOx pobre 13 no puede ser ignorada. Ello es debido a que el segundo detector de concentración de oxígeno 14 se ve afectado por el oxígeno producido cuando el NOx liberado del material absorbente de NOx se reduce. Por esta razón, es particularmente deseable que el dispositivo de limpieza de gases de escape pueda realizar una valoración correcta acerca del deterioro del material absorbente de NOx basándose en el valor de concentración de oxígeno detectado por el segundo detector de concentración de oxígeno 14 construyendo el dispositivo de limpieza de gases de escape de tal modo que lleve a cabo la operación de valoración de deterioro teniendo en consideración la cantidad de NOx absorbido en el material absorbente de NOx durante el primer tiempo t1 de referencia como se ha descrito antes.
Tal y como se ha mencionado previamente, el dispositivo de limpieza de gases de escape de la realización anterior está construida de tal modo que la mezcla de aire-combustible se hace significativamente más pobre durante el primer tiempo t1 de referencia que durante el segundo tiempo t2 de referencia al causar el controlador de oxígeno 21 hacer menor la cantidad de fuel inyectado durante el primer tiempo t1 de referencia que el inyectado durante el segundo tiempo t2 de referencia al hacer una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx. Por consiguiente, el estimador cuantitativo de NOx 23 puede estimar correctamente la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx haciendo las cantidades del NOx2 reducido por unidad de tiempo en los dos tiempos de referencia t1 y t2 equivalentes a un valor fijo.
De modo específico, es posible evitar la degradación de la actividad del convertidor catalítico de tres vías 12 y del convertidor catalítico de NOx pobre 13 debido a una caída de la temperatura de los gases de escape durante el segundo tiempo t2 de referencia ejecutando una operación de control para hacer la cantidad de combustible inyectada durante el primer tiempo t2 de referencia el cual es más largo que el segundo tiempo t1 de referencia menor que el inyectado durante el segundo tiempo t1 de referencia. Por consiguiente, el dispositivo de limpieza de gases de escape de la realización es ventajoso en esa estimación de la cantidad de NOx por el estimador cuantitativo de NOx 23 puede ser adecuadamente realizada manteniendo la cantidad de oxígeno producido por unidad de tiempo como resultado de la reducción de NOx en un valor fijo al ejecutar la operación de control de valoración de deterioro.
Mientras la exposición anterior ha versado sobre la realización preferente en la cual el detector de deterioro 24 realiza una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx solamente, podría incluirse un primer detector de deterioro 24 para realizar una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx incluido en el convertidor catalítico de NOx pobre 13 basándose en las primeras y segundas cantidades de absorción detectadas por el detector cuantitativo de absorción 22 y un segundo detector de deterioro 26 para realizar una valoración acerca del deterioro del material absorbente de oxígeno incluido en el convertidor catalítico de tres vías 12 como se muestra en la Fig.7.
En esta segunda realización, el segundo detector de deterioro 26 está construido de tal modo que realice una operación de retroalimentación para conmutar la mezcla de aire-combustible en la cámara de combustión entre los estados rico y pobre basándose en valores de concentración de oxígeno detectados por los detectores de concentración de oxígeno primero y tercero, o para simplemente conmutar la mezcla en la cámara de combustión entre los estados rico y pobre a intervalos fijos de tiempo sin usar los valores de concentración de oxígeno detectados por los detectores de concentración de oxígeno primero y tercero, durante un período de tiempo específico establecido en 2 minutos aproximadamente de tal modo que la proporción de aire-combustible en la cámara de combustión sea al final equivalente a la proporción de aire-combustible estequiométrica, y valorar si el material absorbente de oxígeno se ha deteriorado o no comparando una señal sensora alimentada desde el primer detector de concentración de oxígeno 11 incluida corriente arriba del convertidor catalítico de tres vías 12 y del convertidor catalítico de NOx pobre 13 durante el período de tiempo específico y una señal sensora alimentada desde el tercer detector de concentración de oxígeno 27 formado principalmente por un sensor \lambdaO_{2} colocado entre el convertidor catalítico de tres vías 12 y el convertidor catalítico de NOx pobre 13 durante el período de tiempo específico.
Más específicamente, el segundo detector de deterioro 26 compara el número de veces que el valor de concentración de oxígeno detectado por el primer detector de concentración de oxígeno 11 es conmutado (del estado pobre al estado rico) durante el período de tiempo específico y el número de veces que el valor de concentración de oxígeno detectado por el tercer detector de concentración de oxígeno 27 es conmutado durante el período de tiempo específico, y estima que el material absorbente de oxígeno se ha deteriorado si la proporción del número de veces que el valor de concentración de oxígeno detectado por el tercer detector de concentración de oxígeno 27 es conmutado al número de veces que el valor de concentración de oxígeno detectado por el primer detector de concentración de oxígeno 11 es conmutado se halla que es mayor que un valor preestablecido. Esta valoración está basada en el hecho de que el número de veces que el valor de concentración de oxígeno detectado por el tercer detector de concentración de oxígeno 27 es conmutado debería ser suficientemente menor que el número de veces que el valor de concentración de oxígeno detectado por el primer detector de concentración de oxígeno 11 si el material absorbente de oxígeno es normal.
Cuando el material absorbente de oxígeno ha sido valorado como deteriorado por el segundo detector de deterioro 26, la valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx por el primer detector de deterioro 24 es inhibida o una operación de control es realizada para cambiar un valor de referencia usado en la operación de valoración de deterioro, por ejemplo. Esto hace posible realizar una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx con gran precisión, evitando valoraciones erróneas potencialmente causadas por un aumento en las cantidades de HC y CO suministradas al material absorbente de NOx como resultado del deterioro del material absorbente de oxígeno, así como por un aumento en la tasa de emisiones de NOx desde el material absorbente de NOx que sucede debido a que el HC y el CO hacen de agentes de reducción.
Mientras la concentración de oxígeno se controla ajustando la cantidad de combustible inyectada en las realizaciones anteriormente mencionadas, la concentración de oxígeno puede ser ajustada controlando la duración de la inyección secundaria si el motor es del tipo construido para llevar a cabo la inyección de combustible secundaria durante un golpe de expansión o ajustando la cantidad de aire secundario si el motor es del tipo provisto con el mecanismo para suministrar aire secundario al tubo de escape 3, por ejemplo.

Claims (7)

1. Un dispositivo de limpieza de gases de escape para un motor, comprendiendo dicho dispositivo de limpieza de gases de escape:
un material absorbente de NOx (13) incluido en un tubo de escape para absorber NOx en condiciones ricas en oxígeno donde la concentración de oxígeno es alta y liberar el NOx absorbido a medida que la concentración de oxígeno decrece;
metal catalítico localizado alrededor del material absorbente de NOx (13) para purificar dichos gases de escape;
un material absorbente de oxígeno (12) incluido en el tubo de escape para absorber oxígeno en condiciones ricas en oxígeno donde la concentración de oxígeno es alta y liberar el oxígeno absorbido a medida que la concentración de oxígeno decrece;
un controlador de concentración de oxígeno (21) para controlar la concentración de oxígeno en los gases de escape;
un detector de concentración de oxígeno (14) incluido corriente abajo del material absorbente de NOx y del material absorbente de oxígeno;
un detector cuantitativo de absorción (22) que determina una primera cantidad de absorción de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx y el material absorbente de oxígeno basándose en una señal sensora alimentada desde el detector de concentración de oxígeno (14) en el momento en el que la concentración de oxígeno acaba de transferirse desde un estado de concentración alto mantenido durante un primer tiempo de referencia preestablecido a un estado de concentración bajo controlando la concentración de oxígeno con el controlador de concentración de oxígeno,
caracterizado porque el detector cuantitativo de absorción (22) determina una segunda cantidad de absorción de NOx y oxígeno absorbido por el material absorbente de NOx (13) y el material absorbente de oxígeno (12) basándose en una señal sensora alimentada desde el detector de concentración de oxígeno (14) en el momento en que la concentración de oxígeno corriente arriba del material absorbente de NOx (13) y del material absorbente de oxígeno (12) acaban de transferirse desde el estado de concentración alto mantenido durante un segundo tiempo de referencia preestablecido que es más largo que el primer tiempo de referencia al estado de concentración bajo controlando la concentración de oxígeno con el controlador de concentración de oxígeno (14); y
un primer detector de deterioro (24) que realiza una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx (13) basándose en la primera cantidad de absorción y en la segunda cantidad de absorción de NOx y oxígeno determinada por el detector cuantitativo de absorción (22).
2. Un dispositivo de limpieza de gases de escape para un motor según la reivindicación 1, que comprende además un estimador cuantitativo de NOx (23) que obtiene un primer valor estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx (13) durante el primer tiempo de referencia y un segundo valor estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx (13) durante el segundo tiempo de referencia conforme a la condición operativa del motor; y
un primer detector de deterioro (24) que realiza una valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx (13) basándose en la primera cantidad de absorción y en la segunda cantidad de absorción de NOx y oxígeno determinada por el detector cuantitativo de absorción (22) y el primer valor estimado y el segundo valor estimado de la cantidad de NOx obtenido por el estimador cuantitativo de NOx (23).
3. Un dispositivo de limpieza de gases de escape para un motor según la reivindicación 1, en el que dicha concentración de oxígeno transferida desde el estado de concentración alto al estado de concentración bajo es la que se encuentra corriente arriba del material absorbente de NOx (13) y del material absorbente de oxígeno (12) y que comprende además un segundo detector de deterioro (26) que realiza una valoración acerca del deterioro del material absorbente de oxígeno; en el que la valoración acerca del deterioro del material absorbente de NOx (13) por el primer detector de deterioro (24) es inhibida cuando el material absorbente de oxígeno (12) ha sido valorado como deteriorado por el segundo detector de deterioro (26).
4. Un dispositivo de limpieza de gases de escape para un motor según la reivindicación 2, en el que el estimador cuantitativo de NOx (23) obtiene el primer valor estimado y el segundo valor estimado de la cantidad de NOx absorbido por el material absorbente de NOx (13) conforme a la velocidad del motor y la carga del motor.
5. Un dispositivo de limpieza de gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el detector cuantitativo de absorción (22) está construido de tal modo que determine la cantidad de oxígeno y NOx absorbido por el material absorbente de NOx (13) y el material absorbente de oxígeno (12) basándose en el período de tiempo (TAO, TBO) requerido para que la concentración de oxígeno detectada por el detector de concentración de oxígeno (14) decrezca hasta un nivel de concentración bajo específico desde un punto en el tiempo (T2, T4) en el que el detector de concentración de oxígeno (21) ejecuta una operación de control para transferir la concentración de oxígeno corriente arriba del material absorbente de NOx (13) y el material absorbente de oxígeno (12) desde el estado de concentración alto al estado de concentración bajo.
6. Un dispositivo de limpieza de gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el controlador de concentración de oxígeno (21) está construido de tal modo que controle la concentración de oxígeno en el tubo de escape controlando la proporción de aire-combustible en una cámara de combustión.
7. Un dispositivo de limpieza de gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el material absorbente de oxígeno (12) se incluye corriente arriba del material absorbente de Nox
(13).
ES01100174T 2000-01-18 2001-01-16 Dispositivos de limpieza de gases de escape para motor. Expired - Lifetime ES2203555T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000013897A JP4378819B2 (ja) 2000-01-18 2000-01-18 エンジンの排気浄化装置
JP2000013897 2000-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2203555T3 true ES2203555T3 (es) 2004-04-16

Family

ID=18541429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES01100174T Expired - Lifetime ES2203555T3 (es) 2000-01-18 2001-01-16 Dispositivos de limpieza de gases de escape para motor.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6374596B2 (es)
EP (1) EP1120552B1 (es)
JP (1) JP4378819B2 (es)
KR (1) KR20010076267A (es)
DE (1) DE60100571T2 (es)
ES (1) ES2203555T3 (es)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6594986B2 (en) * 2001-06-19 2003-07-22 Ford Global Technologies, Inc. Oxidant storage capacity estimation
US6912842B2 (en) * 2001-06-19 2005-07-05 Ford Global Technologies, Inc. Oxygen storage capacity estimation
US6993899B2 (en) * 2001-06-20 2006-02-07 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling catalyst storage capacity
US6453661B1 (en) * 2001-06-20 2002-09-24 Ford Global Technologies, Inc. System and method for determining target oxygen storage in an automotive catalyst
JP2003232246A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Denso Corp 内燃機関の空燃比制御装置
JP2004162694A (ja) * 2002-09-20 2004-06-10 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
JP3918706B2 (ja) * 2002-10-04 2007-05-23 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP4016905B2 (ja) * 2003-08-08 2007-12-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102005024872A1 (de) * 2005-05-31 2006-12-14 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Sauerstoffspeicherkapazität des Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine und Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Dynamik-Zeitdauer für Abgassonden einer Brennkraftmaschine
JP4548602B2 (ja) * 2005-06-06 2010-09-22 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4650245B2 (ja) * 2005-12-02 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
KR100774718B1 (ko) 2006-08-23 2007-11-08 현대자동차주식회사 차량용 촉매컨버터의 산소제어방법
KR100907067B1 (ko) 2008-03-21 2009-07-09 현대자동차주식회사 디젤차량의 후처리계 시스템 및 그것의 진단방법
JP4906804B2 (ja) * 2008-07-16 2012-03-28 本田技研工業株式会社 排ガス浄化装置の劣化判定装置
JP5790545B2 (ja) * 2012-03-05 2015-10-07 三菱自動車工業株式会社 触媒診断装置及び触媒診断方法
US10772141B2 (en) 2018-06-28 2020-09-08 The Chinese University Of Hong Kong System and method for peer-to-peer wireless communication

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2827954B2 (ja) 1995-03-28 1998-11-25 トヨタ自動車株式会社 ＮＯｘ 吸収剤の劣化検出装置
GB2324052A (en) * 1997-04-11 1998-10-14 Ford Motor Co Heating of a storage trap
JP3430879B2 (ja) * 1997-09-19 2003-07-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE19800665C1 (de) * 1998-01-10 1999-07-01 Degussa Verfahren zum Betreiben eines Stickoxid-Speicherkatalysators
JP3446582B2 (ja) * 1998-01-14 2003-09-16 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
DE19801625A1 (de) * 1998-01-17 1999-07-22 Bosch Gmbh Robert Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators beim Betrieb von Verbrennungsmotoren
DE19801626B4 (de) * 1998-01-17 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators beim Betrieb von Verbrennungsmotoren
JP3663896B2 (ja) * 1998-03-18 2005-06-22 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
DE19816175A1 (de) * 1998-04-14 1999-10-21 Degussa Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Stickoxid-Speicherkatalysators
DE59910881D1 (de) * 1998-06-20 2004-11-25 Daimler Chrysler Ag Regelstrategie für einen NOx-Speicher
DE19843859A1 (de) * 1998-09-25 2000-03-30 Bosch Gmbh Robert Katalysatorregenerationsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
US20010011453A1 (en) 2001-08-09
JP2001200718A (ja) 2001-07-27
DE60100571T2 (de) 2004-06-24
EP1120552A1 (en) 2001-08-01
EP1120552B1 (en) 2003-08-13
JP4378819B2 (ja) 2009-12-09
US6374596B2 (en) 2002-04-23
DE60100571D1 (de) 2003-09-18
KR20010076267A (ko) 2001-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2203555T3 (es) Dispositivos de limpieza de gases de escape para motor.
US6834496B2 (en) Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine and control method thereof
KR100375846B1 (ko) 내연 기관의 배기 정화 장치
US7127883B1 (en) Exhaust gas purifying apparatus of internal combustion engine
US6289673B1 (en) Air-fuel ratio control for exhaust gas purification of engine
ES2266722T3 (es) Metodo y dispositivo para controlar la inyeccion en un motor de combustion interna, en particular en un motor de diesel con un sistema de inyeccion de rampa comun.
US6216450B1 (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP5681632B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置及びＮＯｘ浄化触媒劣化判定方法
JP2004100699A (ja) 排気エミッション診断システム
US6763657B2 (en) Exhaust gas purifying method of internal combustion engine
US20030097833A1 (en) Nox purge air/fuel ratio selection
ES2256376T3 (es) Aparato para determinar el estado de un purificador de gases de escape.
JP2004124939A (ja) 内燃機関の運転方法および運転制御装置
EP1166857A1 (en) Engine exhaust emission control
JP2016109041A (ja) 内燃機関の制御装置
JP3702937B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4177007B2 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置および浄化法
JP4127585B2 (ja) 内燃機関の排出ガス浄化装置
JP4232786B2 (ja) 希薄燃焼内燃機関
JP4075630B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置及び制御装置
ES2231404T3 (es) Procedimiento de deteccion del estado de un catalizador integrado en un tubo de scape de un motor de combustion interna.
JP2001227325A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2009046994A (ja) ＮＯｘ触媒の劣化診断装置
JP4438578B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP4172491B2 (ja) 希薄燃焼内燃機関