ES2215866T3 - Sistema de ayuda a la regeneracion de un filtro de particulas integrado en la linea de escape de un motor diesel de vehiculo automovil. - Google Patents
Sistema de ayuda a la regeneracion de un filtro de particulas integrado en la linea de escape de un motor diesel de vehiculo automovil.Info
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Abstract
Sistema de ayuda a la regeneración de un filtro de partículas integrado en la línea de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil, que consta de: - Medios (18) de adquisición de datos relativos a las condiciones de uso del vehículo, y - medios (18) de análisis de dichos datos para detectar el tipo de rodaje del vehículo más favorable al desarrollo de la regeneración con el fin de que se produzca ésta, caracterizada porque los medios de análisis (18) están adaptados para regir el funcionamiento de medios (14) de alimentación común en carburante de los cilindros del motor con el fin de desencadenar la fase de regeneración del filtro de partículas mediante combustión de las partículas captadas por el mismo, desencadenando una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor durante su fase de expansión, porque los medios de análisis (18) están adaptados para identificar el tipo de rodaje actual del vehículo de entre los tipos de rodaje en ciudad, en carretera, en montaña o en autopista y porque los medios de análisis (18) están adaptados para calcular el criterio de rodaje instantáneo del vehículo según la relación Cr inst = V (1 + k Pp) en la que Cr inst: Criterio de rodaje instantáneo V: Velocidad del vehículo Pp: Posición del pedal del acelerador K: Factor de corrección, para igualar este criterio de rodaje instantáneo y para compararlo con umbrales predeterminados correspondientes a los diferentes tipos de rodaje con el fin de determinar el tipo de rodaje actual.
Description
Sistema de ayuda a la regeneración de un filtro
de partículas integrado en la línea de escape de un motor diesel de
vehículo automóvil.
La presente invención se refiere a un sistema de
ayuda a la regeneración de un filtro de partículas integrado en la
línea de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil.
Se sabe que la reducción de las emisiones
contaminantes inherentes al funcionamiento de los motores de
vehículos automóviles y en particular de los motores Diesel
constituye una constante preocupación para los fabricantes.
Se han desarrollado ya diferentes sistemas en el
ámbito de la técnica para reducir el nivel de esas emisiones
contaminantes, concretamente utilizando un filtro de partículas
integrado en la línea de escape.
Se conoce por ejemplo, a través del documento
EP-A-0 859 132, un sistema conforme
al preámbulo de la reivindicación 1.
Sin embargo, la gestión del funcionamiento del
filtro, y en particular la gestión de su regeneración, sigue
planteando problemas.
El objeto de la invención es por lo tanto
resolver estos problemas.
A este fin, la invención tiene por objeto un
sistema de ayuda a la regeneración de un filtro de partículas
integrado en la línea de escape de un motor Diesel de vehículo
automóvil, que consta de:
- -
- medios de adquisición de datos relativos a las condiciones de utilización del vehículo, y
- -
- medios de análisis de dichos datos para detectar el tipo de rodaje del vehículo que favorezca más el proceso de la regeneración para que se produzca la misma, caracterizado porque los medios de análisis están adaptados para regir el funcionamiento de medios de alimentación común en carburante con los cilindros del motor con el fin de que se inicie la fase de regeneración del filtro de partículas mediante la combustión de las partículas captadas por el mismo, desencadenando una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor durante su fase de expansión, porque los medios de análisis están adaptados para identificar el tipo de rodaje actual del vehículo de entre los tipos de rodaje en ciudad, en carretera, en montaña o en autopista y porque los medios de análisis están adaptados para calcular un criterio de rodaje instantáneo del vehículo, según la relación:
Cr inst = V (1 + k
Pp)
en la
que
Cr inst: Criterio de rodaje instantáneo
V: Velocidad del vehículo
Pp: Posición del pedal del acelerador
K: Factor de corrección,
para igualar este criterio de rodaje instantáneo
y para compararlo con umbrales predeterminados correspondientes a
los diferentes tipos de rodaje con el fin de determinar el tipo de
rodaje
actual.
La invención se comprende mejor al leer la
descripción que sigue, que se hace únicamente a título de ejemplo y
en relación con los dibujos, en los que:
- la figura 1 es el esquema sinóptico de un motor
Diesel de vehículo automóvil y de los diferentes órganos asociados
al mismo, y
- la figura 2 muestra la expansión de un tipo de
rodaje
En efecto, en la figura 1 aparece representado un
motor Diesel de vehículo automóvil que se indica con la referencia
general 1.
Dicho motor Diesel está asociado a medios de
admisión de aire en entrada al mismo, que se indican con la
referencia general 2.
Este motor está asociado en salida del mismo a
una línea de escape que se indica con la referencia general 3.
Igualmente, existen medios de reciclaje de gas de
escape del motor en entrada al mismo, que se indican con la
referencia general 4.
Dichos medios se hallan interpuestos por ejemplo
entre la salida del motor y los medios 2 de admisión de aire al
mismo.
La línea de escape puede igualmente estar
asociada a un turbocompresor indicado con la referencia general 5, y
más concretamente a la porción de turbina del mismo, como es
habitual.
Por último, la línea de escape lleva un
catalizador de oxidación indicado con la referencia general 6,
dispuesto más arriba de un filtro de partículas indicado con la
referencia general 7 y situado en la línea de escape.
El motor se halla así mismo asociado a un sistema
de alimentación común en carburante con los cilindros del mismo.
Este sistema se indica en la figura con la referencia general 8 y
lleva, por ejemplo, inyectores a alta presión accionados
eléctricamente asociados a los cilindros.
Por supuesto, se pueden considerar otros sistemas
de alimentación a alta presión, como por ejemplo
inyectores-bombas.
En el ejemplo de ejecución que aparece en el
dibujo, se trata de un motor de cuatro cilindros que lleva por
consiguiente cuatro inyectores accionados eléctricamente,
respectivamente 9, 10, 11 y 12.
Estos diferentes inyectores están asociados por
ejemplo a una batería de alimentación común en carburante indicada
con la referencia general 13, que se halla conectada a medios de
alimentación en carburante indicados con la referencia general 14, y
que incluyen por ejemplo una bomba a alta presión.
Dichos medios de alimentación están conectados a
un depósito de carburante indicado con la referencia general 15, y
por ejemplo a medios que suministran a este carburante un aditivo
que se deposita sobre el filtro de partículas para bajar la
temperatura de combustión de las partículas captadas por dicho
filtro.
De hecho, este aditivo puede, por ejemplo, estar
contenido en un depósito auxiliar indicado con la referencia general
16 asociado al depósito de carburante 15 para permitir la inyección
de una cierta cantidad de este aditivo al carburante.
Se puede utilizar así mismo otros medios para
bajar dicha temperatura, como por ejemplo un filtro de partículas
catalizado.
Por último, este motor y los diferentes órganos
que se acaban de describir se hallan también asociados a medios de
control de su funcionamiento indicados en la ilustración con la
referencia general 17, que constan por ejemplo de cualquier
computador apropiado 18 asociado a medios de almacenaje de
información 19, y conectados en entrada a diferentes medios de
adquisición de información relativa a diferentes parámetros de
funcionamiento de este motor y de estos órganos, estando adaptado
en tal caso dicho computador para controlar el funcionamiento de los
medios de admisión, de los medios de reciclaje, del turbocompresor
y/o del sistema de alimentación para controlar el funcionamiento del
motor, y en particular el par originado por el mismo en condiciones
normales de rodaje del vehículo.
Así pues, por ejemplo, el computador va conectado
a un captador de presión diferencial 20 en los bornes del
catalizador y del filtro de partículas, respectivamente 6 y 7, a
captadores de temperatura 21, 22 y 23, respectivamente más arriba
del catalizador, entre este catalizador y el filtro de partículas y
más abajo de este filtro de partículas en la línea de escape.
El captador de presión 20 puede también
conectarse a los bornes del filtro únicamente.
El computador puede igualmente recibir
información del contenido de los gases de escape a partir de una
sonda Lambda, indicada en esta figura con la referencia general 24,
integrada en la línea de escape.
En salida, este computador está adaptado para
regir los medios de admisión de aire, los medios de reciclaje de gas
de escape, el turbocompresor, los medios de añadido del aditivo al
carburante, los medios de alimentación en carburante de la batería
común y los diferentes inyectores asociados a los cilindros del
motor.
Más concretamente, este computador está adaptado
para que se inicie la fase de regeneración del filtro de partículas
por combustión de las partículas captadas por el mismo
desencadenando una fase de inyecciones múltiples de carburante en
los cilindros del motor durante su fase de expansión.
En efecto, las partículas emitidas por el motor
en el curso de su funcionamiento son captadas por el filtro de
partículas. Conviene pues regenerar el mismo regularmente mediante
la combustión de dichas partículas.
Los medios de control 17 están también asociados
a medios de determinación del estado de activación del catalizador
de oxidación 6 formados por el computador 18 de los mismos, para,
durante la regeneración del filtro, adaptar de forma continua las
condiciones en las que se desenvuelve la fase de inyecciones
múltiples de carburante en los cilindros del motor con el fin de
tomar nota del estado de activación del catalizador.
Esto último se realiza controlando la puesta en
fase y/o la cantidad de carburante inyectado durante las inyecciones
múltiples para adaptar de forma continua la cantidad de
hidrocarburos producida durante esta fase por el motor al nivel de
actividad del catalizador y optimizar el funcionamiento del mismo
mediante el control del sistema de alimentación en carburante 8.
La vigilancia continua del nivel de actividad del
catalizador permite pues controlar de forma continua la puesta en
fase y/o la cantidad de carburante inyectado para optimizar de forma
continua el funcionamiento del catalizador evitando por completo la
degradación del mismo, del filtro de partículas o incluso del motor,
además de impedir la producción de humos u olores.
El estado de activación del catalizador 6 puede
determinarse mediante el computador 16, por ejemplo a partir de la
información proporcionada por los captadores de temperatura 21 en
entrada del catalizador y 22 en salida del mismo, como es
habitual.
La mejor opción es que el computador 18 vaya
asociado a unos modelos numéricos integrados del catalizador para
conocer su estado de actividad a partir de la información
suministrada por los captadores.
Por supuesto, se pueden usar otros medios, por
ejemplo medios de análisis de la composición química de los gases de
escape en entrada y salida del catalizador.
Como se ha indicado anteriormente, el computador
18 está asociado a captadores que permiten anotar datos relativos a
las condiciones de uso del vehículo, como por ejemplo la velocidad,
la posición del pedal del acelerador, el régimen de rotación del
motor, etc,
Este computador 18 está adaptado en tal caso para
analizar dichos datos con el fin de detectar el tipo de rodaje del
vehículo más favorable al proceso de regeneración para que se
produzca ésta.
Se sabe efectivamente que el aumento de la
temperatura de los gases de escape y la temperatura alcanzada de
manera natural por los mismos son más importantes si el motor del
vehículo se utiliza en un punto de funcionamiento cargado.
En tal caso, el computador está adaptado para
detectar el tipo de rodaje más favorable, como por ejemplo en
autopista.
Dicho computador 18 está efectivamente adaptado
para identificar el tipo actual de rodaje de entre los tipos de
rodaje en ciudad, en carretera, en montaña o en autopista,
calculando un criterio de rodaje instantáneo del vehículo según la
relación:
Cr inst = V (1 + k
Pp)
en la
que
Cr inst: Criterio de rodaje instantáneo
V: Velocidad del vehículo
Pp: Posición del pedal del acelerador
K: Factor de corrección.
Este criterio de rodaje instantáneo se iguala y
se compara con umbrales predeterminados correspondientes a los
diferentes tipos de rodaje con el fin de determinar el tipo de
rodaje actual, como se ve en la figura 2.
En función del tipo de rodaje actual detectado,
se produce o no la regeneración del filtro de partículas por el
computador, dependiendo de si éste es favorable o no a dicha
regeneración.
Así pues, si el vehículo rueda por autopista, se
sabe que las condiciones serán óptimas para la regeneración del
filtro en la medida en que esté cargado el motor.
Ello permite mejorar el índice de logro de la
regeneración y disminuir el consumo excesivo inducido por ejemplo
por la posinyección.
El criterio de rodaje instantáneo puede obtenerse
por ejemplo por filtrado o cálculo de una media móvil sobre un
periodo de tiempo T.
Claims (6)
1. Sistema de ayuda a la regeneración de un
filtro de partículas integrado en la línea de escape de un motor
Diesel de vehículo automóvil, que consta
de:
de:
- -
- Medios (18) de adquisición de datos relativos a las condiciones de uso del vehículo, y
- -
- medios (18) de análisis de dichos datos para detectar el tipo de rodaje del vehículo más favorable al desarrollo de la regeneración con el fin de que se produzca ésta, caracterizada porque los medios de análisis (18) están adaptados para regir el funcionamiento de medios (14) de alimentación común en carburante de los cilindros del motor con el fin de desencadenar la fase de regeneración del filtro de partículas mediante combustión de las partículas captadas por el mismo, desencadenando una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor durante su fase de expansión, porque los medios de análisis (18) están adaptados para identificar el tipo de rodaje actual del vehículo de entre los tipos de rodaje en ciudad, en carretera, en montaña o en autopista y porque los medios de análisis (18) están adaptados para calcular el criterio de rodaje instantáneo del vehículo según la relación
Cr inst = V (1 + k
Pp)
en la
que
Cr inst: Criterio de rodaje instantáneo
V: Velocidad del vehículo
Pp: Posición del pedal del acelerador
K: Factor de corrección,
para igualar este criterio de rodaje instantáneo
y para compararlo con umbrales predeterminados correspondientes a
los diferentes tipos de rodaje con el fin de determinar el tipo de
rodaje
actual.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque el motor está asociado a diferentes
órganos, entre ellos medios (2) de admisión de aire al motor, medios
(3) de reciclaje de gas de escape del motor en entrada del mismo, un
turbocompresor (5), un catalizador de oxidación (6) situado más
arriba del filtro de partículas (7) en la línea de escape, y medios
(16) para bajar la temperatura de combustión de las partículas
captadas por el mismo.
3. Sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
de alimentación común consisten en un sistema de alimentación de
batería común a alta presión para la alimentación de los cilindros
del motor.
4. Sistema según las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque los medios de alimentación común
consisten en inyectores-bombas.
5. Sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones 2, 3 ó 4, caracterizado porque los medios
para reducir la temperatura de combustión de las partículas
consisten en medios (16) de añadido al carburante de un aditivo
destinado a depositarse sobre el filtro de partículas.
6. Sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones 2, 3 ó 4, caracterizado porque el filtro de
partículas es un filtro catalizado.
Applications Claiming Priority (2)
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