ES2207149T3 - Procedimiento de control de la purga de oxidos de nitrogeno de un recipiente catalitico para tratamiento de los gases de escape de un motor de combustion interna. - Google Patents
Procedimiento de control de la purga de oxidos de nitrogeno de un recipiente catalitico para tratamiento de los gases de escape de un motor de combustion interna.Info
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Abstract
Una sonda (6) está situada aguas abajo de la vasija (5) para entregar una señal representativa de la concentración de oxígeno de los gases que salen de la vasija (5). Se ordena una purga del pote por un crecimiento temporal de la riqueza de la mezcla aire/carburante de alimentación del motor 1 cuando la eficacia de almacenamiento (Effstoc) de los óxidos de nitrógeno (NOx) en la vasija desciende por debajo de un umbral predeterminado. Según la invención, se evalúa la mencionada eficacia de almacenamiento (Effstoc) con ayuda de un modelo de una magnitud vinculada a la cantidad de óxidos de nitrógeno (NOx) almacenados en la vasija (5), conllevando el mencionado modelo un factor corrector y se hace variar el factor corrector en función de una información contenida en la señal entregada por la sonda (6), de forma que relacione el valor de la mencionada magnitud suministrada por el modelo con el valor real de esta magnitud.
Description
Procedimiento de control de la purga de óxido de
nitrógeno de un recipiente catalítico para tratamiento de los gases
de escape de un motor de combustión interna.
El presente invento se refiere a un procedimiento
de control de la purga de oxido de nitrógeno de un silenciador
catalítico de tratamiento de los gases de escape de un motor de
combustión interna, adsorbiendo dicho silenciador dichos óxidos
durante el funcionamiento en mezcla pobre de aire/carburante de
dicho motor y, más concretamente, a un procedimiento tal según el
que se controla una purga del silenciador por un incremento temporal
de la riqueza en carburante de la mezcla cuando la eficacia de
almacenamiento de los óxidos de nitrógeno en el silenciador
desciende por debajo de un umbral predeterminado.
Para reducir la contaminación de la atmósfera por
los gases de escape de los motores de combustión interna, en
particular los que aseguran la propulsión de vehículos automóviles,
se dota normalmente las tuberías de escape de estos gases con un
silenciador catalítico (o "catalizador") que tiene como función
transformar los productos químicos nocivos contenidos en los gases
en productos menos nocivos o incluso inofensivos.
Por ello se conoce un silenciador catalítico
llamado "de tres vías" o "trifuncional" por el hecho de
asegurar una triple función de oxidación de los hidrocarburos no
quemados (HC), de oxidación del monóxido de carbono (CO) en CO_{2}
y de reducción de los óxidos de nitrógeno (NOx) en nitrógeno
gaseoso.
La preocupación por reducir las emisiones de gas
de efecto invernadero, particularmente las emisiones de gas
carbónico CO_{2}, ha provocado el interés por un motor de
combustión interna capaz de funcionar con una relación
aire/carburante llamada "pobre", es decir inferior al de una
mezcla estequiométrica. Sin embargo, cuando se utiliza un
silenciador catalítico trifuncional clásico para descontaminar los
gases de escape de dicho motor que funciona en mezcla pobre, se
observa una muy débil eficacia del silenciador en la reducción de
los óxidos de nitrógeno (NOx).
Para paliar este inconveniente se propone en la
patente europea nº 560 991 utilizar un silenciador catalítico
trifuncional que incluye además unos medios de adsorción de los
óxidos de nitrógeno presentes en los gases de escape cuando la
mezcla aire/carburante que proviene del motor es pobre.
Para evitar que esta adsorción provoque a la
larga la saturación de la capacidad de adsorción del catalizador, la
patente citada anteriormente propone conmutar periódicamente la
riqueza de la mezcla aire/carburante a un valor correspondiente a
una mezcla estequiométrica o rica. Esta conmutación provoca la
desorción de los NOx adsorbidos en el silenciador y su reducción por
los HC y el CO presentes en el silenciador por el hecho del aumento
de la riqueza de la mezcla. La duración de la conmutación necesaria
para desorber y reducir los NOx almacenados en el silencioso
catalítico es proporcional a la masa de los NOx almacenados.
Cuando esta duración es demasiado corta, algunos
NOx permanecen almacenados en el catalizador, disminuyendo así su
capacidad de adsorción de NOx. Por el contrario, si es muy larga,
todos los NOx almacenados son desorbidos, pero una parte de los HC
no quemados y del CO que proviene del aumento de la riqueza de la
mezcla es expulsada a la atmósfera.
Para ajustar con precisión la duración de la
regeneración del silenciador, la patente EP 636 770 propone utilizar
una sonda de medida de concentración de oxigeno o de "riqueza"
en oxigeno, de los gases que salen del silenciador catalítico. La
regeneración del silenciador es entonces detenida cuando la sonda
suministra una señal representativa de una riqueza
"estequiométrica" o superior a esta última, siendo tal señal
significativa de que los gases que salen del silencioso contienen
una proporción importante de hidrocarburos no quemados HC y de
monóxido de carbono CO. La presencia de estos productos en los gases
de escape es reveladora de que el silenciador catalítico está
completamente purgado de los óxidos de nitrógeno que contenía.
Tal gestión del control de la purga del
catalizador tiene sin embargo el inconveniente de parar la purga
demasiado tarde, ya que los gases contenidos en la tubería de escape
por encima del silenciador catalítico contienen hidrocarburos no
quemados y monóxido de carbono que proviene del aumento de la
riqueza de la mezcla, no siendo entones tratados estos hidrocarburos
y este monóxido cuando atraviesan el silencioso. Además, los
hidrocarburos no quemados expulsados de esta forma en la atmósfera
corresponden a un exceso de consumo inútil de carburante.
Se conoce también de
EP-A-733 787 un dispositivo de
purificación de los gases de escape de un motor de combustión
interna que incluye unos medios para estimar la cantidad de óxidos
de nitrógeno almacenados en un silenciador catalítico como el
descrito anteriormente, medios para calcular la cantidad total de
óxidos de nitrógeno almacenados sobre la base de la señal de salida
de una sonda de riqueza situada aguas abajo del silenciador y medios
de cálculo de un valor de corrección de la cantidad estimada
apropiada para hacer corresponder esta última a la cantidad
calculada.
El presente invento tiene como objetivo
proporcionar un procedimiento de control de la purga en óxidos de
nitrógeno de un silenciador catalítico de tratamiento de los gases
de escape de un motor de combustión interna, adsorbiendo dicho
silencioso tales óxidos durante su funcionamiento en mezcla
aire/carburante pobre de dicho motor, estando procedimiento está
basado en una evaluación tan precisa como sea posible de la cantidad
de óxidos de nitrógeno adsorbidos en el silencioso, de manera que se
optimice las purgas del silenciador.
Se consigue este objetivo del invento, así como a
otros que aparecerán con la lectura de la descripción que sigue, con
un procedimiento tal que hace uso de una sonda dispuesta aguas abajo
del silenciador para entregar una señal representativa de la
concentración de oxigeno de los gases que salen del silenciador
según la cual se controla una purga del silenciador por un aumento
temporal de la riqueza en carburante de la mezcla aire/carburante de
alimentación del motor cuando la eficacia del almacenamiento de los
óxidos de nitrógeno en el silenciador desciende por debajo de un
umbral predeterminado, siendo este procedimiento notable porque se
evalúa dicha eficacia de almacenamiento con la ayuda de al menos un
modelo de una magnitud ligada a la cantidad de óxido de nitrógeno
almacenada en el silenciador, comprendiendo dicho modelo un factor
corrector, y porque se hace variar dicho factor corrector en función
de una información contenida en la señal entregada por la sonda, de
manera que se aproxime el valor de dicha magnitud dada por dicho
modelo del valor real de esta magnitud.
Según un primer modo de ejecución del presente
invento, dicho modelo de dicha magnitud es de la forma:
\Delta NS_{stoc} =
Q_{nox}\cdot Effstoc \cdot \Delta t\cdot
\alpha
en la
que:
- -
- \DeltaNS_{stoc} es la masa de óxido de nitrógeno (NOx) almacenados en el silenciador, durante un intervalo de tiempo \Deltat, en mezcla pobre,
- -
- Q_{nox} el caudal del motor en óxidos de nitrógeno (NOx),
- -
- \alpha el factor corrector, que se hace crecer o decrecer según que la señal de salida de la sonda bascule o no bascule, respectivamente, a un valor correspondiente a una mezcla rica, en el momento de la purga del silenciador de duración T predeterminada.
Según un segundo modo de ejecución del presente
invento, dicho modelo de dicha magnitud es de la forma:
\tau ' = \frac{NS}{NSC}
\cdot
\beta
en la
que:
- -
- \tau' es la tasa de llenado del silenciador en óxidos de nitrógeno (NOx),
- -
- NS y NSC son, respectivamente, la masa de óxidos de nitrógeno almacenados en el silenciador y la masa de óxidos almacenables en el silenciador,
- -
- \beta, el factor corrector, que se hace aumentar o disminuir según que la señal de salida de la sonda bascule o no bascule, respectivamente, a un valor correspondiente a una mezcla rica, en el momento de una purga del silenciador de duración T predeterminada.
Como se verá más adelante, cualquiera que sea el
modo de ejecución elegido, el presente invento asegura un buen
tratamiento de los óxidos de nitrógeno desprendidos por el motor
adaptando estrechamente la frecuencia de las purgas del silenciador
de óxidos de nitrógeno a las necesidades de este.
Otras características y ventajas del
procedimiento según el invento aparecerán en la lectura de la
descripción que sigue y con el examen del dibujo anexo, en el
que:
- la figura 1 es un esquema de una instalación de
descontaminación de los gases de escape de un motor térmico
apropiado para la ejecución de procedimiento según el invento, y
- las figuras 2 y 3 son gráficos que representan
dos formas de la señal de salida de una sonda de riqueza incorporada
a la instalación de la figura 1, siendo estos gráficos útiles para
la explicación del procedimiento de control según el invento.
En la figura 1 del dibujo anexo, se ha
representado esquemáticamente uno de los cilindros de un motor de
combustión interna 1 que incluye clásicamente un pistón 2 y
válvulas 3_{1} y 3_{2} de admisión y de escape, respectivamente,
comunicando la válvula de escape con una línea de escape 4 en la que
está situado el silenciador catalítico 5 trifuncional, del tipo
evocado en el preámbulo de la descripción presente y que incluye así
unos medios que le permiten adsorber los óxidos de nitrógeno
presentes en los gases de escape del motor cuando este funciona en
mezcla pobre de aire/carburante.
Una sonda 6 de medida de la concentración de
oxigeno de los gases de escape está situada aguas abajo del
silenciador 5, sobre la tubería de escape. La señal entregada por
esta sonda es clásicamente utilizada por un calculador numérico 7 de
gestión del motor 1, que recibe señales de otros captadores (no
representados) de señales de medida de parámetros tales como el
régimen N y el flujo de aire Da admitido en el motor, para controlar
el tiempo de apertura t_{i} de inyectores de carburante (no
representados) en el motor, el ángulo \alpha de avance del
encendido de la mezcla aire/carburante, etc...., asegurando una
regulación del control del motor, principalmente con la ayuda de la
señal entregada por la sonda 6, llamada sonda lambda. Todas estas
disposiciones son bien conocidas por el experto en la técnica y no
exigen pues una descripción más detallada.
Como se ha visto anteriormente, el silenciador
catalítico se carga de NOx durante las fases de funcionamiento en
mezcla pobre del motor 1, conviene vigilar la carga del silenciador
de forma que se purgue este cuando deja de asegurar eficazmente su
función de adsorción del NOx en mezcla pobre. Para cuantificar esta
eficacia, se define la eficacia instantánea de almacenamiento,
Effsetoc, del NOx en el silenciador por la expresión:
Effstoc = 1 \frac{caudal \
de \ NOx \ en \ la \ salida \ de \ la \ tubería \ de \
escape}{caudal \ de \ NOx \ en \ la \ salida \ del \ motor \
1}
Según un primer modo de ejecución del presente
invento, se evalúa la eficacia de almacenamiento con la ayuda de un
modelo de una magnitud \DeltaNS_{stoc} ligada a la cantidad de
NOx almacenada en el silenciador, representando esta magnitud la
cantidad de NOx almacenada en el silenciador, en mezcla pobre, en un
intervalo de tiempo \Deltat que corresponde por ejemplo al periodo
de muestreo de las señales operadas por el calculador 7. El modelo
de esta magnitud toma entonces la forma:
\Delta NS_{stoc} = Q_{nox}
\cdot Effstoc \cdot \Delta t \cdot
\alpha
en la
que:
- Q_{nox} es el flujo de NOx emitido por el
motor,
- \alpha un factor corrector variable.
Se ha de entender que, el cálculo de
\DeltaNS_{stoc}, así como el de otras magnitudes presentadas en
lo que sigue de la presente descripción, está asegurado por el
calculador 7, debidamente programado a este efecto.
La eficacia Effstoc es memorizada en el
calculador 7 bajo la forma de una tabla de dos entradas constituida
por la tasa de llenado \tau del silenciador 5 de NOx y la
temperatura (\theta) del silenciador. Effstoc es una función
decreciente de \tau y de \theta. La tasa de llenado está
definida por la relación:
\tau =
NS/NSC
en la que NS y NSC son, respectivamente, la masa
de NOx almacenada y la masa de NOx almacenable en el silenciador
5.
NSC se memoriza en el calculador 7 bajo la forma
de una tabla en la que la entrada es la temperatura \theta del
silenciador. Esta temperatura \theta puede ser o bien medida con
la ayuda de un captador (no representado en la figura 1), o bien
estimada con la ayuda de un modelo, como ya se conoce.
Q_{nox} es también memorizado bajo la forma de
una tabla en la que las entradas son el régimen N del motor 1 y el
caudal de aire D_{a} que entra en este último.
En el paso de cálculo de orden i en curso, en la
recurrencia \Deltat, la masa NS_{i} de NOx almacenados en mezcla
pobre en el silenciador 5 está dada por la expresión:
NS_{i} =
NS_{i-1} + \Delta
NS_{stoc}
Según el invento, cuando la eficacia Effstoc pasa
por debajo de un umbral Effmin, el calculador 7 desencadena una
purga del silenciador catalítico por paso de la riqueza de la mezcla
aire/carburante de alimentación del motor a un valor estequiométrico
o superior al estequiométrico. La masa \DeltaNS_{destoc} de NOx
desorbida, o desalmacenada, por el silenciador 5 durante un
intervalo de tiempo \Deltat está entonces dada por la
expresión:
\Delta NS_{destoc} = a \cdot
(R_{p}-1) \cdot Q_{ess}\cdot \Delta
\tau
en la
que:
- a, coeficiente de rendimiento de la purga, es
un coeficiente de puesta en escala correspondiente a la masa de NOx
desalmacenada por un gramo de gasolina,
- R_{p} es la riqueza utilizada en el momento
de la purga, y
- Q_{ess} es el caudal de gasolina inyectado en
el motor.
En cada paso de cálculo i en la recurrencia
\Deltat durante una purga, la masa NS_{i} de NOx que sigue
todavía almacenada en el silenciador catalítico está entonces dada
por:
NS_{i} =
NS_{i-1} - \Delta
NS_{destoc}
Cuando esta masa NS_{i} llega al valor cero, el
calculador ordena la parada de la purga regulando el tiempo de
apertura t_{i} de los inyectores de carburante en el motor a un
valor correspondiente a una mezcla aire/carburante pobre. La
duración de dicha purga es entonces normalmente del orden de un
segundo.
Se observa que el modelo de \DeltaNS_{stoc}
explicitado arriba sólo puede conducir a cálculos de precisión
satisfactoria si Effstoc y Qnox son correctamente estimados. Según
el invento, el factor \alpha es un factor corrector introducido
para aproximar la estimación calculada de la masa
\DeltaNS_{stoc} al valor real de esta masa.
Según una característica del presente invento, se
alcanza este objetivo haciendo variar el factor \alpha según la
estrategia explicitada más adelante, en relación con el examen de
los gráficos de las figuras 1 y 2 que representan las evoluciones de
la tensión V que constituye la señal de salida de la sonda de
oxígeno 6, durante una purga del silencioso de duración T.
Haciendo referencia primeramente al gráfico de la
figura 2, en el que, en el instante t_{1}, el calculador 7
desencadena una purga del silenciador de NOx, conmutando la riqueza
de la mezcla aire/carburante de alimentación del motor 1 desde un
valor correspondiente a una mezcla pobre a un valor correspondiente
a una combustión de esta mezcla próxima a la estequiométria. La
señal de tensión V entregada por la sonda pasa entonces de un valor
V_{1} a un valor V_{2}.
El calculador 7 mantiene la riqueza de la mezcla
aire/carburante que entra en el motor en este valor durante el
intervalo de tiempo de duración T precitado, considerado como
suficiente para asegurar una purga completa del silenciador. En la
práctica, la duración de este intervalo de tiempo es del orden de un
segundo.
Si, al finalizar este intervalo de tiempo la
señal V recae al valor V_{1} correspondiente a una mezcla pobre,
sin haber pasado intermediariamente por un valor superior a
V_{2}, se puede concluir que el intervalo de tiempo T elegido era
demasiado corto para asegurar una purga completa del
silenciador.
En efecto, en el caso contrario (véase la figura
3), si un intervalo de tiempo (t_{2}-t_{1}) <
\Deltat es suficiente para asegurar la purga competa del
silenciador, se observa en un instante t_{2} un aumento de la
señal V a un valor V_{3}>V_{2} representativo de un mezcla
aire/carburante "rica", debido a que, en el instante t_{2},
la purga del silenciador deja de consumir los hidrocarburos no
quemados (HC) y del monóxido de carbono (CO) que sale del motor.
Por supuesto, al final (t_{3}) del intervalo de
tiempo T, la señal V cae al valor correspondiente a una mezcla
pobre, por el control en este sentido del tiempo de apertura t_{i}
de los inyectores, por parte del calculador 7.
Así pues, si la señal de salida de la sonda 6 no
pasa a un valor tal que V_{3} correspondiente a una mezcla rica
durante la duración T de un purga, esto significa que el silenciador
5 contiene todavía, después de esta purga, oxido de nitrógeno NOx no
desalmacenado durante la purga, al mismo tiempo que la estimación de
la masa de NOx almacenada hecha con la ayuda del modelo concluiría
con la purga completa del silenciador.
Según el invento, en tal caso, se incrementa
artificialmente la masa de NOx almacenada resultante del modelo
incrementando el factor corrector \alpha que interviene en el
modelo, desde el valor actual \alpha a un valor \alpha +
x_{1}, siendo x_{1} un incremento calibrable. El calculador 7
tiene en cuenta el nuevo valor del factor corrector \alpha en el
momento del paso de purga según la duración T, pudiendo así este
factor ser adaptado durante cada uno de los pasos de purga sucesivos
necesarios.
En sentido inverso, si la señal de salida de la
sonda 6 pasa a un valor tal que V_{3}>V_{2} durante la
duración T de una purga, esto significa que, desde el instante
t_{2}, la purga del silenciador en NOx estaba realizada y que se
habría podido detener pues la purga en ese instante.
Según el invento, en este caso se disminuye
artificialmente la masa de NOx almacenada resultante del modelo,
disminuyendo el factor corrector \alpha desde su valor actual
\alpha a un valor \alpha - x_{2}, siendo x_{2} un incremento
calibrable, siendo entonces tenido en cuenta el valor reducido
durante la siguiente purga.
La estrategia de corrección del factor \alpha
del modelo descrito anteriormente permite mejorar la precisión de la
estimación de la masa de NOx almacenada en el silenciador por el
modelo, y da garantías para una intervención eficaz de las purgas
del silenciador, controladas por el calculador 7. Cuando el factor
\alpha se incrementa, el modelo indica una saturación más rápida
del silenciador en NOx, lo que hace caer más rápidamente la eficacia
Effstoc, función decreciente de NS_{i}. La frecuencia de las
purgas controladas por el calculador crece entonces para hacer
aumentar esta eficacia por encima del valor Effmin. Cuando \alpha
decrece, NS_{i} crece menos rápido y la frecuencia de las purgas
disminuye, porque Effstoc cae menos rápidamente.
Según un segundo modo de ejecución del
procedimiento según el invento, se parte de una expresión de
\DeltaNS_{stoc} de la forma:
\Delta NS_{stoc} = Q_{nox}
\cdot Effstoc \cdot \Delta
t
En la que Effstoc es siempre obtenido de una
tabla en la que las entradas son la tasa de llenado \tau y la
temperatura \theta del silencioso.
Según una característica importante de este
segundo modo de ejecución del invento, la corrección según el
invento se aplica ahora a la tasa de llenado modelada entonces como
sigue:
\tau' = (NS/NSC) \cdot
\beta
Siendo \beta un factor corrector que el
calculador hace variar según la estrategia descrita a
continuación.
Seguidamente se calcula la masa NS_{i} de NOx
almacenada en el silencioso en mezcla pobre en el paso de calculo i,
la masa de \DeltaNS_{destoc} de NOx desadsorbida por el
silenciador durante un intervalo de tiempo de purga T y la masa de
óxidos que queda todavía en el silenciador, como se ha descrito
anteriormente para el primer modo de ejecución del procedimiento
según el invento.
Como la variación de coeficiente \alpha de este
primer modo de ejecución, la variación según el invento del
coeficiente \beta tiene como objetivo aproximar las estimaciones
hechas con ayuda del modelo de valores reales de las magnitudes
estimadas. Para lograrlo, el calculador hace variar \beta en
incrementos variables aditivos y_{1} o sustractivos y_{2}, en
función de los basculamientos de la señal de salida V de la sonda 6
observados durante una purga de duración T como, y principalmente en
el mismo sentido que el coeficiente \alpha del primer modo de
ejecución del presente invento.
Esta estrategia de corrección del factor \beta
del modelo (\tau') de la tasa de llenado de NOx del silenciador 5
permite mejorar la precisión de la estimación de esta tasa. Cuando
crece \beta, el modelo indica un crecimiento más rápido de la tasa
de llenado, lo que provoca la caída más rápida de la estimación de
la eficacia Effstoc, función decreciente de esta tasa. El calculador
7 hace crecer entonces la frecuencia de las purgas del silenciador.
Cuando el calculador hace decrecer \beta, la tasa de llenado crece
menos rápido y la frecuencia de las purgas controladas por el
calculador decrece.
Por supuesto, el invento no está limitado a los
dos modos de ejecución descritos anteriormente. Así, se podrían
combinar estos dos modos de ejecución actuando primero sobre el
coeficiente \alpha del modelo de la masa \DeltaNS_{stoc} de
NOx almacenado, y después sobre el coeficiente \beta del modelo
de tasa de llenado del silenciador.
Igualmente, se podría sustituir la sonda de
oxígeno 6 por un captador que entregara una señal en función de la
concentración de hidrocarburos no quemados HC y en monóxido de
carbono CO de los gases de escape que salen del silenciador 5.
Claims (7)
1. Procedimiento de control de la purga de óxidos
de nitrógeno de un silenciador catalítico (5) de tratamiento de
gases de escape de un motor (1) de combustión interna, incluyendo
este silenciador medios de adsorción de tales óxidos durante un
funcionamiento de dicho motor en mezcla pobre de aire/carburante,
estando una sonda (6) dispuesta aguas abajo de dicho silenciador
para entregar una señal representativa de la concentración de
oxígeno de los gases que salen del silenciador (5), procedimiento
según el cual se controla una purga del silenciador mediante un
incremento temporal de la riqueza en carburante de dicha mezcla
cuando la eficacia del almacenamiento (Effstoc) de los óxidos de
nitrógeno (NOx) en el silenciador (5) desciende por debajo de un
umbral predeterminado, que se caracteriza porque se evalúa
dicha eficacia de almacenamiento (Effstoc) con la ayuda de al menos
un modelo de una magnitud (\DeltaNS_{stoc}; \tau') ligada a la
cantidad de óxidos de nitrógeno (NOx) almacenada en el silenciador,
incluyendo dicho modelo un factor corrector (\alpha ; \beta), y
porque se hace variar dicho factor corrector (\alpha ; \beta) en
función de una información contenida en la señal entregada por la
sonda ( 6), de manera que se aproxime el valor de dicha magnitud,
obtenida por dicho modelo, al valor real de esta magnitud.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho modelo de dicha magnitud es de la
forma:
\Delta NS_{stoc} = Q_{nox}
\cdot Effstoc \cdot \Delta t \cdot
\alpha
en la
que:
- -
- \DeltaNS_{stoc} es la masa de óxidos de nitrógeno (NOx) almacenados en el silenciador, durante un intervalo de tiempo \Deltat, en mezcla pobre,
- -
- Q_{nox} el caudal del motor en óxidos de nitrógeno (NOx),
- -
- \alpha, dicho factor corrector, que se hace crecer o decrecer según que la señal de salida de la sonda bascule, o no bascule, respectivamente, a un valor correspondiente a una mezcla rica, durante la purga del silenciador de duración (T) predeterminada.
3. Procedimiento conforme a la reivindicación 2,
caracterizado porque se toma el valor de la eficacia de
almacenamiento (Effstoc) de una tabla en la que las entradas son la
temperatura (\theta) y la tasa de llenado (NS/NSC) del silenciador
en óxidos de nitrógeno (NOx), siendo (NS) la masa de óxidos de
nitrógeno almacenada en el silenciador, (NSC) la masa de óxidos de
nitrógeno almacenables, función de la temperatura (\theta) del
silenciador.
4. Procedimiento conforme a la reivindicación 1,
que se caracteriza porque dicho modelo de dicha magnitud es
de la forma:
\tau ' = \frac{NS}{NSC}
\cdot
\beta
en la
que:
- -
- \tau ' es la tasa de llenado del silenciador en óxidos de nitrógeno (NOx),
- -
- NS y NSC son, respectivamente, la masa de óxidos de nitrógeno almacenados en el silenciador y la masa de óxidos almacenables en el silenciador,
- -
- \beta, dicho factor corrector, que se hace aumentar o disminuir según que la señal de salida de la sonda (6) bascule, o no bascule respectivamente, a un valor correspondiente a una mezcla rica, en el momento de una purga del silencioso de duración (T) predeterminada.
5. Procedimiento conforme a la reivindicación 2 ó
4, caracterizado porque se obtiene el valor de la eficacia de
almacenamiento (Effstoc) de una tabla en la que las entradas son la
temperatura y una tasa de llenado corregida
(\frac{NS}{NSC} \cdot \beta) del silenciador.
(\frac{NS}{NSC} \cdot \beta) del silenciador.
6. Procedimiento conforme a la reivindicación 5,
combinada con la reivindicación 2, que se caracteriza porque
dicha tasa de llenado corregida del silenciador es de la forma
(\frac{NS}{NSC} \cdot \beta), en la que:
- -
- NS y NSC son, respectivamente, la masa de óxidos de nitrógeno almacenados en el silenciador y la masa de óxidos almacenable en el silenciador,
- -
- \beta, un factor corrector al que se hace crecer o decrecer según la señal de salida bascule o no bascule, respectivamente, a un valor correspondiente a una mezcla rica, durante una purga del silenciador de duración (T) predeterminada.
7. Procedimiento conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, durante
una purga del silenciador, se calcula continuamente una estimación
de la masa de óxidos de nitrógeno que siguen almacenados en el
silenciador y porque se detiene la purga cuando dicha masa se hace
nula.
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| DE10036453A1 (de) * | 2000-07-26 | 2002-02-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Stickoxid (NOx)-Speicherkatalysators |
| DE10039708A1 (de) * | 2000-08-14 | 2002-03-07 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Modell zur Modellierung einer Ausspeicherphase eines Stickoxid-Speicherkatalysators |
| EP1209332B8 (de) * | 2000-11-22 | 2008-08-13 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtungen zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators |
| US6487853B1 (en) * | 2001-06-19 | 2002-12-03 | Ford Global Technologies. Inc. | Method and system for reducing lean-burn vehicle emissions using a downstream reductant sensor |
| LU90795B1 (en) * | 2001-06-27 | 2002-12-30 | Delphi Tech Inc | Nox release index |
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| ATE467037T1 (de) * | 2005-03-02 | 2010-05-15 | Fiat Ricerche | Verfahren zur aktivierung der regeneration eines nox-adsorber |
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| US5894725A (en) * | 1997-03-27 | 1999-04-20 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and apparatus for maintaining catalyst efficiency of a NOx trap |
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