ES2244569T3 - Sistema de ayuda a la regeneracion de un filtro de particulas integrado en una conduccion de escape de un motor diesel de vehiculo o automovil. - Google Patents
Sistema de ayuda a la regeneracion de un filtro de particulas integrado en una conduccion de escape de un motor diesel de vehiculo o automovil.Info
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Abstract
Sistema de ayuda a la regeneración de un filtro de partículas integrado en un sistema de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil, que comprende diferentes órganos asociados con el motor, entre ellos: - medios (2) de admisión de aire en el motor, - medios (4) de recirculación de gas de escape del motor a la entrada de éste, - un turbocompresor (5), - un catalizador (6) de oxidación dispuesto, aguas arriba del filtro (7) de partículas, en el sistema de escape; - un sistema (8) de alimentación de los cilindros del motor con carburante, que comprende inyectores (9, 10, 11, 12), de accionamiento eléctrico, asociados con estos cilindros, - medios (16) para reducir la temperatura de combustión de las partículas atrapadas en el filtro, - medios (20, 21, 22, 23, 24) de recepción de informaciones relativas a diferentes parámetros de funcionamiento del motor y de los órganos asociados con éste, caracterizado porque comprende, además: - medios (17) de control del funcionamiento de los medios de admisión, de los medios de recirculación, del turbocompresor y/o del sistema de alimentación, para controlar el funcionamiento del motor, estando estos medios, además, destinados a activar una fase de regeneración del filtro de partículas, por combustión de las partículas atrapadas en él, al poner en marcha una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor durante su fase de expansión, y porque los medios (17) de control están asociados con medios (18, 21, 22) de determinación del nivel de actividad del catalizador (6), merced a un ordenador (18) de los medios de control (17), a partir de informaciones de temperatura proporcionadas por sensores (21, 22) situados, respectivamente, aguas arriba del catalizador y entre este catalizador (6) y el filtro (7) de partículas, y de una modelización digital del catalizador, para controlar de manera continua la temporización y/o la cantidad de carburante inyectado durante las inyecciones múltiples, a fin de adaptar de manera continua la cantidad de hidrocarburos producida por el motor al nivel de actividad del catalizador y optimizar el funcionamiento de éste.
Description
Sistema de ayuda a la regeneración de un filtro
de partículas integrado en una conducción 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 un
sistema de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil.
Se sabe que la reducción de las emisiones
contaminantes ligadas al funcionamiento de los motores de los
vehículos automóviles y, en particular, de los motores Diesel es una
preocupación permanente de los constructores.
Diferentes sistemas han sido ya desarrollados en
el estado de la técnica para reducir el nivel de estas emisiones
contaminantes, y que utilizan, en particular, un filtro de
partículas integrado en el sistema de escape.
Puede hacerse referencia, por ejemplo, al
documento LANGKABEL G.I.: LA PLUS GRANDE INVENTION DEPUIS LE MOTEUR
DIESEL, REVUE AUTOMOBILE, HALLWAG S.A., Berna (Suiza) volumen 94, nº
19 de 6 de mayo de 1999, página 21, que describe un sistema conforme
al preámbulo de la reivindicación 1, y al documento
JP-A-1133 6530, que describe un
sistema de ayuda a la regeneración de un filtro de partículas de
este tipo.
Pero la gestión del funcionamiento de estos
sistemas y, en particular, la gestión de su regeneración genera
todavía dificultades.
El objeto de la invención es, pues,
resolverlas.
Con este fin, la invención tiene por objeto un
sistema de ayuda a la regeneración de un filtro de partículas
integrado en un sistema de escape de un motor Diesel de vehículo
automóvil, que comprende diferentes órganos asociados con el motor,
entre ellos:
- medios de admisión de aire en el motor,
- medios de recirculación de gas de escape del
motor a la entrada de éste,
- un turbocompresor,
- un catalizador de oxidación dispuesto, aguas
arriba del filtro de partículas, en el sistema de escape;
- un sistema de alimentación con carburante de
los cilindros del motor que comprende inyectores de accionamiento
eléctrico asociados con estos cilindros,
- medios para reducir la temperatura de
combustión de las partículas atrapadas en el filtro,
- medios de recepción de informaciones relativas
a diferentes parámetros de funcionamiento del motor y de los órganos
asociados con éste, caracterizado porque, además, comprende:
- medios de control del funcionamiento de los
medios de admisión, de los medios de recirculación, del
turbocompresor y/o del sistema de alimentación, para controlar el
funcionamiento del motor, estando estos medios, además, destinados a
activar una fase de regeneración del filtro de partículas por
combustión de las partículas atrapadas en éste al poner en marcha
una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del
motor durante su fase de expansión, y porque los medios de control
están asociados con medios de determinación del nivel de actividad
del catalizador merced a un ordenador de los medios de control a
partir de informaciones de temperaturas proporcionadas por sensores
situados, respectivamente, aguas arriba del catalizador y entre este
catalizador y el filtro de partículas, y de una modelización digital
del catalizador, para controlar de manera continua la temporización
y/o la cantidad de carburante inyectado durante las inyecciones
múltiples, a fin de adaptar de manera continua la cantidad de
hidrocarburos producida por el motor al nivel de actividad del
catalizador y optimizar el funcionamiento de éste.
La invención se comprenderá mejor a partir de la
lectura de la descripción que sigue, proporcionada únicamente a
título de ejemplo y hecha con referencia al dibujo adjunto, que
representa un esquema sinóptico que muestra un motor Diesel de
vehículo automóvil y los diferentes órganos asociados con éste.
Se ha representado en esta figura, en efecto, un
motor Diesel de vehículo automóvil que se designa mediante la
referencia general 1.
Este motor Diesel está asociado con medios de
admisión de aire a su entrada, que se designan mediante la
referencia general 2.
A la salida, este motor está asociado con un
sistema de escape que se designa mediante la referencia general
3.
Hay previstos, también, medios de recirculación
de gas de escape del motor a su entrada, y se designan mediante la
referencia general 4.
Estos medios se interponen, entonces, por
ejemplo, entre la salida del motor y los medios 2 de admisión de
aire en él.
El sistema de escape puede estar asociado,
también, de manera clásica, con un turbocompresor, designado
mediante la referencia general 5, y, más concretamente, con la parte
de turbina del mismo.
Por último, el sistema de escape comprende un
catalizador de oxidación, designado mediante la referencia general
6, dispuesto aguas arriba de un filtro de partículas, designado
mediante la referencia general 7, dispuesto en el sistema de
escape.
El motor está asociado, también, con un sistema
de alimentación, por ejemplo, común, de sus cilindros con
carburante. Este sistema se designa, en esta figura, mediante la
referencia general 8 y comprende, por ejemplo, inyectores de alta
presión de accionamiento eléctrico, asociados con estos
cilindros.
Desde luego, pueden preverse otros sistemas de
alimentación de alta presión, como, por ejemplo, mediante
inyectores-bomba.
En el ejemplo de realización representado, el
motor es un motor de cuatro cilindros y comprende, por tanto, cuatro
inyectores de accionamiento eléctrico, respectivamente 9, 10, 11 y
12.
Estos diferentes inyectores están asociados, por
ejemplo, con un conducto común de alimentación con carburante,
designado mediante la referencia general 13 y conectado con medios
de alimentación con carburante, designados mediante la referencia
general 14, que comprenden, por ejemplo, una bomba de alta
presión.
Estos medios de alimentación están conectados con
un depósito de carburante designado mediante la referencia general
15 y, por ejemplo, con medios para añadir a este carburante un
aditivo destinado a depositarse en el filtro de partículas para
reducir la temperatura de combustión de las partículas atrapadas en
él.
Efectivamente, este aditivo puede estar
contenido, por ejemplo, en un depósito auxiliar, designado mediante
la referencia general 16, asociado con el depósito de carburante 15,
a fin de permitir la inyección de cierta cantidad de este aditivo en
el carburante.
Para reducir esta temperatura pueden utilizarse,
también, otros medios, como, por ejemplo, un filtro de partículas
catalizado.
Por último, este motor y los diferentes órganos
que han sido descritos están asociados, también, con medios de
control de su funcionamiento, designados mediante la referencia
general 17 en esta figura, que comprenden, por ejemplo, cualquier
tipo de ordenador 18 apropiado, asociado con medios 19 de
almacenamiento de informaciones, y conectado, a la entrada, con
diferentes medios de recepción de informaciones relativas a
diferentes parámetros de funcionamiento de este motor y de estos
órganos, estando este ordenador destinado, entonces, a controlar el
funcionamiento de los medios de admisión, de los medios de
recirculación, del turbocompresor y/o del sistema de alimentación, a
fin de controlar, de manera clásica, el funcionamiento del motor y,
en particular, el par generado por éste en función de las
condiciones de rodadura del vehículo.
Es así como, por ejemplo, este ordenador está
conectado con un sensor 20 de presión diferencial, con los
terminales del catalizador y del filtro de partículas,
respectivamente 6 y 7, con sensores 21, 22 y 23 de temperatura,
respectivamente, aguas arriba del catalizador, entre este
catalizador y el filtro de partículas, y aguas abajo de este filtro
de partículas, en el sistema de escape.
El sensor 20 de presión puede estar conectado,
también, solamente con los terminales del filtro.
El ordenador puede recibir, también, una
información de contenido de oxígeno de los gases de escape a partir
de una sonda Lambda \lambda, designada mediante la referencia
general 24 en esta figura, integrada en el sistema de escape.
A la salida, este ordenador está destinado a
pilotar los medios de admisión de aire, los medios de recirculación
de gas de escape, el turbocompresor, los medios para añadir aditivo
al carburante, los medios de alimentación del conducto común con
carburante y los diferentes inyectores asociados con los cilindros
del motor.
En particular, este ordenador está destinado a
activar una fase de regeneración del filtro de partículas por
combustión de las partículas atrapadas en él, al poner en marcha una
fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del
motor durante su fase de expansión.
Las partículas emitidas por el motor durante su
funcionamiento son, efectivamente, atrapadas por el filtro de
partículas. Conviene, entonces, regenerar dicho filtro regularmente
por combustión de estas partículas.
Los medios 17 de control están asociados,
también, con medios de determinación del estado de activación del
catalizador 6 de oxidación constituidos por el ordenador 18 de
dichos medios de control, para, durante la regeneración del filtro,
adaptar de manera continua las condiciones de desarrollo de la fase
de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor, a
fin de tener en cuenta el estado de activación del catalizador.
Ello se realiza controlando la temporización y/o
la cantidad de carburante inyectado durante las inyecciones
múltiples, a fin de adaptar de manera continua la cantidad de
hidrocarburos producida por el motor durante esta fase al nivel de
actividad del catalizador y optimizar su funcionamiento, por
pilotaje del sistema 8 de alimentación con carburante.
Una vigilancia continua del nivel de actividad
del catalizador permite pues controlar de manera continua la
temporización y/o la cantidad de carburante inyectado, a fin de
optimizar de modo continuo el funcionamiento del catalizador y, por
tanto, la temperatura en el seno de este catalizador, evitando
cualquier tipo de deterioro de éste, del filtro de partículas o,
también, del motor, y cualquier tipo de producción de humos u
olores.
El estado de activación del catalizador 6 puede
determinarse mediante el ordenador 18, por ejemplo a partir de las
informaciones proporcionadas, de manera clásica, por los sensores de
temperatura 21 de la entrada del catalizador y 22 de la salida de
éste.
Con preferencia, el ordenador 18 está asociado
con una modelización digital integrada del catalizador, a fin de
conocer su estado de actividad a partir de las informaciones
proporcionadas por los sensores.
De modo evidente, pueden utilizarse otros medios,
como, por ejemplo, medios de análisis de la composición química de
los gases de escape a la entrada y a la salida de este
catalizador.
Claims (5)
1. Sistema de ayuda a la regeneración de un
filtro de partículas integrado en un sistema de escape de un motor
Diesel de vehículo automóvil, que comprende diferentes órganos
asociados con el motor, entre ellos:
- medios (2) de admisión de aire en el motor,
- medios (4) de recirculación de gas de escape
del motor a la entrada de éste,
- un turbocompresor (5),
- un catalizador (6) de oxidación dispuesto,
aguas arriba del filtro (7) de partículas, en el sistema de
escape;
- un sistema (8) de alimentación de los cilindros
del motor con carburante, que comprende inyectores (9, 10, 11, 12),
de accionamiento eléctrico, asociados con estos cilindros,
- medios (16) para reducir la temperatura de
combustión de las partículas atrapadas en el filtro,
- medios (20, 21, 22, 23, 24) de recepción de
informaciones relativas a diferentes parámetros de funcionamiento
del motor y de los órganos asociados con éste, caracterizado
porque comprende, además:
- medios (17) de control del funcionamiento de
los medios de admisión, de los medios de recirculación, del
turbocompresor y/o del sistema de alimentación, para controlar el
funcionamiento del motor, estando estos medios, además, destinados a
activar una fase de regeneración del filtro de partículas, por
combustión de las partículas atrapadas en él, al poner en marcha una
fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del
motor durante su fase de expansión, y porque los medios (17) de
control están asociados con medios (18, 21, 22) de determinación del
nivel de actividad del catalizador (6), merced a un ordenador (18)
de los medios de control (17), a partir de informaciones de
temperatura proporcionadas por sensores (21, 22) situados,
respectivamente, aguas arriba del catalizador y entre este
catalizador (6) y el filtro (7) de partículas, y de una modelización
digital del catalizador, para controlar de manera continua la
temporización y/o la cantidad de carburante inyectado durante las
inyecciones múltiples, a fin de adaptar de manera continua la
cantidad de hidrocarburos producida por el motor al nivel de
actividad del catalizador y optimizar el funcionamiento de éste.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema de alimentación es un sistema
de alimentación de los cilindros del motor por conducto común a alta
presión.
3. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema de alimentación comprende
inyectores-bomba.
4. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios
para reducir la temperatura de combustión de las partículas
comprenden medios para añadir al carburante un aditivo destinado a
depositarse en el filtro de partículas.
5. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el filtro de
partículas es un filtro catalizado.
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