ES2248117T3 - Procedimiento de orden de purga de medios de almacenamieno de oxidos de nitrogeno asociados a un convertidor catalitico. - Google Patents
Procedimiento de orden de purga de medios de almacenamieno de oxidos de nitrogeno asociados a un convertidor catalitico.Info
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Abstract
Procedimiento de orden de purga de medios de almacenamiento de óxidos de nitrógeno (Nox) asociados a un convertidor catalítico de tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna, con una sonda de oxígeno montada en el flujo de los gases que salen de dicho convertidor, procedimiento según el cual, cuando el motor funciona en mezcla aire/carburante pobre en carburante, se sigue, con ayuda de un modelo de gestión automático de dichos medios de almacenamiento, la evolución de la eficacia de almacenamiento (Effstoc) de los NOx en dichos medios de almacenamiento y, cuando dicho modelo indica que dicha eficacia desciende por debajo de un umbral predeterminado, se ordena una purga de dichos medios de almacenamiento y se detiene dicha purga cuando dicho modelo indica que la cantidad de NOx que quedan almacenados ha caído por debajo de otro umbral predeterminado.
Description
Procedimiento de orden de purga de medios de
almacenamiento de óxidos de nitrógeno asociados a un convertidor
catalítico.
Esta invención se refiere a un procedimiento de
orden de purga de medios de almacenamiento de óxidos de nitrógeno
(NOx) asociados a un convertidor catalítico de tratamiento de los
gases de escape de un motor de combustión interna, con una sonda de
oxígeno montada en el flujo de los gases que salen del convertidor
y, más particularmente al siguiente procedimiento según el cual,
cuando el motor funciona con mezcla aire/carburante pobre en
carburante, se sigue, por medio de un modelo de gestión de dichos
medios de almacenamiento, la evolución de la eficacia del
almacenamiento de los NOx en dichos medios de almacenamiento y,
cuando dicho modelo indica que dicha eficacia desciende por debajo
de un umbral predeterminado, se ordena una purga de dichos medios de
almacenamiento y se detiene dicha purga cuando dicho modelo indica
que la cantidad de NOx que queda almacenada ha caído por debajo de
otro 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 equipan corrientemente las líneas de escape de estos gases con un
convertidor catalítico que tiene como función transformar las
especies químicas nocivas en especies menos nocivas, es decir,
inofensivas.
Así se conoce un convertidor catalítico llamado
"de tres vías" o "trifuncional" porque asegura una triple
función de oxidación de los hidrocarburos sin quemar (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
de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y en
particular los de CO_{2}, ha provocado el interés por un motor de
combustión interna capaz de funcionar con una relación
aire/carburante considerada "pobre", es decir inferior a la de
una mezcla estoequiométrica. Cuando se utiliza un convertidor
catalítico trifuncional clásico para descontaminar los gases de
escape de un motor que funciona con mezcla pobre se observa una muy
débil eficacia de reducción de los NOx. Para paliar este
inconveniente, se propone en la patente europea nº 560 991 utilizar
un convertidor catalítico trifuncional que comprende medios de
almacenamiento por adsorción de los NOx 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 convertidor catalítico,
la citada patente propone controlar la riqueza de la mezcla
aire/carburante del motor de forma que se conmute periódicamente la
riqueza de esta mezcla aire/carburante del motor por un valor
correspondiente a una mezcla estoequiométrica o rica. Esta
conmutación provoca la desorción de los NOx que absorber en el
convertidor, después su reducción por los HC y el CO presentes en el
convertidor debido al aumento de la riqueza de la mezcla. La
duración de la conmutación necesaria para readsorber y reducir los
NOx almacenados en el convertidor catalítico es proporcional a la
masa de los NOx almacenados. Cuando esta duración es demasiado
corta, quedan NOx almacenados en el convertidor catalítico y
disminuyen así su capacidad de adsorción. En cambio, si es demasiado
larga, todos los NOx almacenados son eliminados pero una parte de
los HC y del CO sin quemar procedentes del enriquecimiento de la
mezcla es devuelta a la atmósfera, provocando así un aumento de
desechos de especies químicas contaminantes en el medio
ambiente.
Para ajustar al máximo la duración de la purga,
la patente europea nº 636 770 propone detener esta bajo orden de una
señal proporcionada por una sonda de oxígeno situada más abajo del
convertidor catalítico, en la línea de evacuación de los gases de
escape del motor. Por otra parte, en la solicitud de la patente
europea nº 733 787 se propone calcular la cantidad de NOx
efectivamente almacenada en los medios de almacenamiento, sobre la
base de la señal proporcionada por dicha sonda de oxígeno. Se
corrige la cantidad de NOx así estimada por el cálculo, para
aproximarla a la cantidad real. Cuando la cantidad de NOx así
estimada y corregida supera un umbral, se interrumpe la purga de los
medios de almacenamiento. La duración de la purga depende de la
cantidad de NOx almacenados.
Así, en la técnica anterior descrita aquí más
arriba, se propone corregir bien la cantidad de NOx almacenada, bien
la duración del tiempo de purga. Ahora bien, dichas correcciones
aisladas no pueden ser totalmente eficaces más que si se conoce a la
vez el caudal real del motor en NOx y el rendimiento de la
purga.
Esta invención tiene precisamente por objeto
proporcionar un procedimiento de orden de purga de medios de
almacenamiento de NOx asociados a un convertidor catalítico, que
permite minimizar los desechos de especies químicas contaminantes
afinando, mediante correcciones apropiadas, varios parámetros de
funcionamiento de los medios de almacenamiento de NOx.
Se alcanza este objetivo de la invención, así
como otros que aparecerán con la lectura de la descripción que viene
a continuación, con un procedimiento de orden de purga de los medios
de almacenamiento de los óxidos de nitrógeno del tipo enunciado en
el preámbulo de esta descripción, recurriendo particularmente a un
modelo de gestión de estos medios de almacenamiento, siendo dicho
procedimiento notable en que corrige un valor inicial, estimado por
medio de dicho modelo, de cada uno de al menos dos de los parámetros
que figuran en dicho modelo, en función de la señal proporcionada
por la sonda de oxígeno, estando dichos medios de almacenamiento
previamente establecidos en un modo de funcionamiento predeterminado
de forma que sólo el parámetro que está siendo regulado influya en
dicha señal.
Como se verá más adelante en detalle, uniendo así
estrechamente la reacción de la sonda de oxígeno a las únicas
variaciones del parámetro que corregir, se hace fiable el proceso de
corrección y, por lo tanto, se mejora la precisión de la medida del
parámetro considerado, explotado por el modelo de gestión de los
medios de almacenamiento de NOx.
Siguiendo otras características de esta
invención, se procede a dichas correcciones corrigiendo una
desviación (D) entre un valor
(NS-est-dp) del almacenamiento de
NOx contenido en los medios de almacenamiento, al principio de una
purga(dp), valor estimado con ayuda del modelo, y un valor
(NS-mes-dp) de este stock, medido
con ayuda de las variaciones de la señal proporcionada por la sonda
y la relación:
Ns-mes-dp
= \Delta NS +
NSres
en la que \DeltaNS es una medida
de la masa de NOx que será eliminada durante la purga y NSres una
medida de un stock residual de NOx que queda en los medios de
almacenamiento al final de una purga detenida por la orden de la
señal de la
sonda.
Se mide el \DeltaNS durante una doble purga por
medio de las mediciones de los retrasos de transición TIC1, TIC2 al
principio de la purga, de la señal proporcionada por la sonda, sobre
la transición correspondiente de la riqueza en reductores de la
mezcla aire/carburante que entra en el convertidor catalítico,
estando los medios de almacenamiento vacíos y llenos,
respectivamente. Si se utiliza una simple purga, se mide el
\DeltaNS por medio de las mediciones de los retrasos de transición
TIC1 al comienzo de la purga y TIC3 al final de la purga.
Para medir el stock residual NSres, 1) se ordena
una purga larga de los medios de almacenamiento de forma que se
vacíen completamente dichos medios, 2) se ordena entonces un
almacenamiento de los NOx en dichos medios, establecidos en su modo
de funcionamiento de eficacia de almacenamiento máxima, y se mide la
duración de dicho almacenamiento, 3) se purgan dichos medios hasta
la oscilación de la señal de la sonda y se mide la cantidad
\DeltaNS1 de NOx liberada entonces, 4) se ordena un nuevo
almacenamiento de la misma duración después de otra purga y se mide
la cantidad \DeltaNS2 de NOx liberados entonces hasta la
oscilación de la señal de la sonda y 5) se evalúa el stock de NOx
residual Nsres que queda en el convertidor al final de la purga por
la relación:
NSres = \Delta
NS2 - \Delta
NS1
Otras características y ventajas de esta
invención aparecerán a lo largo de la lectura de la descripción que
viene a continuación y con el examen del dibujo anexo en el que:
- la figura 1 ilustra gráficamente un modelo de
gestión de los medios de almacenamiento de NOx, según el
procedimiento de orden conforme a la invención,
- la figura 2 es un organigrama de una estrategia
de corrección de los parámetros de funcionamiento de estos medios de
almacenamiento que aparecen en el modelo de la figura 1,
- las figuras 3 a 6 son gráficos que ilustran las
etapas sucesivas del organigrama de la figura 2.
El procedimiento de orden de purga según esta
invención que vamos a describir ahora se ejecuta ventajosamente por
medios de software cargados en un ordenador de gestión del
funcionamiento del motor. El procedimiento hace uso de un modelo de
gestión de los medios de almacenamiento de NOx de un convertidor
catalítico que comprende tales medios y situado clásicamente en la
línea de evacuación de los gases de escape del motor para tratar
estos, con una sonda de oxígeno situada en esta línea inmediatamente
más abajo del convertidor que proporciona al ordenador una señal
representativa de la riqueza en especies químicas reductoras de
estos gases de escape, a la salida del convertidor.
Nos referimos ahora a la figura 1 del dibujo
anexo que ilustra esquemáticamente la estructura del modelo de
gestión de los medios de almacenamiento de NOx utilizados en esta
invención.
Se trata esencialmente de ordenar una purga de
estos medios cuando estos cesan, durante un funcionamiento del motor
con mezcla pobre, de almacenar convenientemente los NOx
proporcionados por el motor, después detener esta purga cuando los
medios de almacenamiento se restauran en un estado de funcionamiento
conveniente. Se sabe que, clásicamente, se asegura la purga por una
conmutación de la composición de la mezcla aire/carburante de
alimentación del motor, de una composición "pobre" en
carburante (muy ampliamente estoequiométrica) a una composición
"rica" en carburante (de hecho estoequiométrica o
sobre-estoequiométrica).
Siguiendo la invención, cuando el motor funciona
con mezcla "pobre", se inicia la purga cuando la eficacia de
almacenamiento Effstoc de los NOx en los medios de almacenamiento
está por debajo de un umbral predeterminado.
Se define la eficacia de almacenamiento por la
relación:
Effstoc = 1 -
C_{NOx-out}/C_{NOx-in}
en la que
C_{NOx-out} y C_{NOx-in} son
respectivamente la concentración de NOx de los gases de escape que
entran y salen del convertidor. Esta eficacia es máxima cuando los
medios de almacenamiento de NOx están vacíos y mínima cuando están
llenos. Por consiguiente es una función decreciente de la tasa de
llenado de estos medios, es decir de la relación NS/NSC de la
cantidad NS de NOx almacenados a la capacidad máxima de
almacenamiento NSC de estos medios. También es función creciente de
la temperatura T_{cat} del convertidor catalítico. Una cartografía
1 (ver figura 1) puesta en memoria en el ordenador proporciona un
valor estimado Effstoc-est de esta eficacia, a
partir de estimaciones NS-est y
NSC-est de las magnitudes NS y NSC de una medición
T_{cat} proporcionada al ordenador por un captador
convenientemente dispuesto en el convertidor, o por medios puramente
de software de estimación de esta temperatura. De forma general, a
continuación, una magnitud estimada se llamará
"magnitud-est".
En fase de almacenamiento de NOx, se puede hacer
una estimación NS-est de la cantidad de NOx
almacenada integrando en el tiempo la cantidad:
Kstoc.Qnox-est.Effstoc-est
en la que Kstoc es una constante y
Qnox-est es una estimación de la cantidad de NOx
emitida por el motor, realizándose dicho cálculo con los bloques 3,
4 y 6 del modelo de la figura
1.
Igualmente, durante una fase de purga, se puede
hacer una estimación NS-est de la cantidad de NOx
que queda almacenada restando del valor de NS-est al
comienzo de la purga, la integral en el tiempo de la cantidad:
Kpurge.Qred-est.Effpurge-est
en la que Kpurge es una constante,
Qred la cantidad de reductores presentes en el convertidor 8,
y:
Effpurge = 1 -
C_{red-out}/C_{red-in}
en la que
C_{red-out} y C_{red-in} son
respectivamente las cantidades de reductores que entran y salen
respectivamente del convertidor catalítico. Los bloques 5, 4 y 6
ejecutan las diversas fases de este cálculo de estimación de
NS.
Según un modo de realización preferido de la
invención, se elige para representar Effpurge la eficacia media
Effpurge-moy de la purga, para simplificar los
cálculos. Esta eficacia media se cartografía en función de la
temperatura Tcat del convertidor y de la relación NS/NSC como se
representa en el bloque 2.
Los bloques 7 y 8 de la Fig.1 ilustran las
condiciones de detención de las fases de almacenamiento (condición
sobre Effstoc-est) y las fases de purga (condición
sobre NS-est) respectivamente, en función de la
temperatura Tcat del convertidor catalítico. En el caso del modelo
de gestión de la figura 1, si en fase de almacenamiento, la
temperatura del convertidor es inferior a un umbral bajo o superior
a un umbral alto, el valor de Effstoc en el que se detiene el
almacenamiento se reduce ( véase el bloc 7). Igualmente, durante una
fase de purga si la temperatura del convertidor está fuera de un
dominio limitado por un umbral bajo y por un umbral alto, el valor
de NS-est en el que se detiene la purga se
restablece.
En fase de almacenamiento, parece que los
parámetros esenciales de la gestión de los medios de almacenamiento
son Qnox, NS, NSC y Effstoc.
En el modelo explotado por el procedimiento de
orden de purga según la invención, Qnox se estima con ayuda de una
cartografía cuyas magnitudes de entrada caracterizan el
funcionamiento del motor, es decir, la riqueza de la mezcla
aire/carburante, el régimen del motor, la temperatura del motor y el
ángulo de avance en el encendido de la mezcla. Effstoc se estima por
la cartografía representada en el bloque 1, que tiene en cuenta
NS-est, calculándose esta magnitud como se describe
a continuación.
En fase de purga, hay dos magnitudes esenciales
para estimar NS y detener la purga cuando NS cae por debajo de un
umbral predeterminado, es decir el caudal de carburante Qred y la
eficacia de purga Effpurge. Qred puede determinarse con el caudal de
carburante, conocido por el ordenador o por una cartografía cuyas
entradas son la riqueza de carburante de los gases de escape y el
caudal de estos gases. Effpurge se extrae de la cartografía descrita
aquí antes en relación con el bloque 2.
En definitiva, resulta que la gestión de los
medios de almacenamiento de NOx del convertidor catalítico depende
esencialmente de los siguientes parámetros estimados:
Qnox-es, NSC-est,
Qred-est y Effpurge-est.
NS-est se calcula por el modelo y
Effstoc-est es función de NS-est, de
NSC-est, de T_{cat} y de
Qnox-est.
Qred-est y T_{cat} se obtienen
del ordenador con una buena precisión puesto que éste dirige
igualmente el funcionamiento del motor.
En cambio, Qnox-est,
NSC-est y Effpurge-est son
parámetros que se conocen mal. El error cometido en estos parámetros
es además susceptible de evolucionar en el tiempo, particularmente
debido al envejecimiento del convertidor catalítico.
Esta invención tiene precisamente por objeto
corregir el conjunto de estos tres parámetros, de forma que se
reduzca este error con correcciones sucesivas según la secuencia
ilustrada por el organigrama de la figura 2, evitando estas
correcciones sucesivas las influencias de estos parámetros sobre la
estimación a hacer de NS.
Esta secuencia comprende esencialmente cuatro
fases marcadas respectivamente 0, 1, 2 y 3, correspondientes
respectivamente a una fase de inicialización, a una fase de
corrección de Qnox, a una fase de corrección de Effpurge y a una
fase de corrección de NSC.
Según una característica importante de esta
invención, durante estas fases se explota el carácter no lineal del
funcionamiento de los medios de almacenamiento de NOx, tanto durante
una fase de almacenamiento como durante una fase de purga.
Así, durante una fase de almacenamiento, mientras
la relación NS/NSC sea inferior a un umbral, todos los NOx que salen
del motor son detenidos por los medios de almacenamiento. Cuando la
relación pasa por debajo del umbral, sólo una parte de los NOx
emitidos por el motor se almacena, el resto atraviesa el convertidor
catalítico para dispersarse en el medio ambiente.
Igualmente, durante las fases de purga, mientras
la relación NS/NSC sea superior a otro umbral, todos los reductores
procedentes del motor purgan eficazmente el convertidor catalítico
(Effpurge = 1). Por debajo de este mismo umbral, una parte de los
reductores pasan inutilizados al convertidor (Effpurge < 1).
La explotación hecha por la invención de la no
linealidad explicada anteriormente aparece en la siguiente
descripción de las cuatro fases de corrección de los valores
estimados de los parámetros considerados, que vamos a describir
ahora en relación con los gráficos de las figuras 3 a 6, comenzando
por la fase 0, de inicialización.
En función de la cantidad de NOx almacenados en
el convertidor al comienzo de una purga, anotada
NS-mes-dp, interviene un componente
residual de esta cantidad anotada NSres marcada en el gráfico de la
figura 3. Con un almacenamiento perfecto de los NOx (Effstoc = 1),
la cantidad de NOx almacenados en el convertidor catalítico al
comienzo de la purga (dp) corresponde entonces, como vimos antes, a
la integral \DeltaNS del caudal de los NOx que entran en el
convertidor durante el almacenamiento, sumándole el valor residual
NSres, es decir:
NS-mes-dp
= \Delta NS +
NSres
\DeltaNS puede calcularse por la observación de
transiciones del nivel de la señal dada por la sonda de oxígeno, que
se supone es una sonda del tipo "todo o nada" o "EGO",
oscilando la señal entonces entre dos niveles y extrayendo el
ordenador instantes de oscilación de la señal desde ciclos sucesivos
de almacenamiento/purga en NOx.
Para ello se puede organizar una purga simple o
una doble purga, estando constituida esta última por el
encadenamiento de dos purgas simples, separadas por una breve fase
durante la cual no se observa ningún almacenamiento sensible de NOx
en el convertidor.
Se miden entonces los intervalos de tiempo
siguientes:
- en el caso de una doble purga, el intervalo
TIC1, o retraso de transición, entre la oscilación de "pobre" a
"rica" de la riqueza de los gases de escape en la entrada del
convertidor vacío de NOx, es decir, durante la segunda purga, y la
detección de esta oscilación por la sonda de oxígeno situada en la
salida del convertidor,
- en el caso de una purga simple o doble, el
intervalo TIC2 entre la oscilación de "pobre" a "rica" de
esta riqueza en la entrada del convertidor, lleno de NOox, y la
detección de esta oscilación por la sonda.
- en el caso de una purga simple, el intervalo
TIC3, o retraso de transición, entre la oscilación de "rica" a
"pobre" de la riqueza de los gases de escape en la entrada del
convertidor, es decir al final de la purga y la detección de esta
oscilación por la sonda.
Se demuestra que para una doble purga:
\Delta NS =
K[(TIC1-TIC2)-Qgaz/(R_{i}{}^{rica}-1)]
en la que K es una constante, Qgaz
el caudal de gas del motor, R_{i}^{rica} la riqueza de la mezcla
aire/carburante durante la
purga.
Como vimos antes, si y solamente si, existe un
campo de funcionamiento del convertidor para el que, durante la
purga, se han utilizado todos los reductores para tratar los NOx
almacenados (Effpurge = 1), la señal de la sonda permite calcular
\DeltaNS.
En el contexto de una doble purga, esta condición
existe si TIC1 \neq TIC2 como se indica en el primer ensayo del
organigrama de la figura 2.
Se demuestra que para una purga simple:
\Delta NS =
J[(TIC1.Qgaz/(R_{i}{}^{rica}-1)-
TIC3.Qgaz/(R_{i}{}^{pobre}-1)]
en la que J es una constante y
R_{i}^{pobre} la riqueza de la mezcla aire/carburante durante la
fase de almacenamiento. El ensayo TIC1 \neq TIC2 del organigrama
de la figura 2 se sustituye entonces por el ensayo \DeltaNS \neq
0.
NSres se estima por el procedimiento según la
invención, ilustrado por el gráfico de la figura 3. Según este
procedimiento, se efectúa en primer lugar una purga larga (purga 1),
prolongada más allá de la oscilación de la sonda de forma que se
vacíe completamente el almacenamiento de NOx contenido en el
convertidor. Esta purga larga es seguida de una fase de
almacenamiento de duración Tstoc.1 durante la cual el almacenamiento
se carga con una cantidad de NOx igual a (NSres + \DeltaNS1) igual
a la observada cuando comenzó la primera purga. Esta fase de
almacenamiento es seguida por una segunda purga (fase 2), corta,
detenida con la oscilación de la sonda, después por una segunda fase
de almacenamiento de duración Tstoc.2 = Tstoc.1, que permite el
almacenamiento de una cantidad \DeltaNS2 de NOx, estando seguida
esta segunda fase ella misma por una tercera purga (purga 3).
Durante las purgas 2 y 3 el ordenador extrae de
la observación de las oscilaciones de la señal de la sonda,
mediciones de \DeltaNS1 y \DeltaNS2. Se extrae de estas
mediciones un valor calibrado de Nsres, por la relación:
NSres = \Delta
NS2 - \Delta
NS1
Se observará que el procedimiento de calibración
de NS res descrito antes funciona mientras los medios de
almacenamiento se mantienen en un modo de funcionamiento óptimo para
el que Effstoc =1, lo que suprime ventajosamente, según esta
invención, cualquier influencia de una variación de este parámetro
sobre la calibración de NSres.
Al comienzo de una nueva purga (dp), la cantidad
NS de NOx almacenados es igual a \DeltaNS + NSres. Las
cartografías citadas antes permiten entonces al ordenador estimar
los valores iniciales de Qnox y de Effpurge, corregidos después de
las fases 1 y 2 del organigrama de la figura 2 que vamos a describir
a continuación con detalle.
Según la invención, para llevarlo a cabo se
mantienen todavía los medios de almacenamiento de NOx en un modo de
funcionamiento para el que Effstoc = 1, y
Effpurge-est a un valor inferior a la media
Effpurge-moy de la eficacia de la purga del
convertidor en el dominio 0 < NS < NSC.
Qnox-est comienza a un valor inicial calculado en la
fase 0 de inicialización. Se compara a continuación, como se ilustra
en la figura 4, al comienzo de cada purga(dp), el valor
NS-est-dp y
NS-mes-dp. Si
NS-mes-dp <
NS-est-dp el ordenador aumenta Qnox.
En el caso contrario se disminuye Qnox. La operación se repite con
ciclos de almacenamiento/purga sucesivos. La corrección de Qnox
termina cuando la diferencia D entre los dos valores comparados es
inferior a un umbral S_{1} predeterminado.
Para esta corrección se sitúa otra vez el
convertidor en el modo de funcionamiento en el que Effstoc = 1. El
valor Effpurge-est dado por el modelo se inicia con
el valor estimado en la fase 0 de inicialización. Como se ilustra en
el gráfico de la figura 5 se extrae, en los ciclos sucesivos de
almacenamiento/purga, la diferencia D al comienzo de la purga entre
NS-est-dp y
NS-mes-dp. El ordenador incrementa
Effpurge-est hasta que la diferencia D es superior a
un umbral predeterminado S_{2}.
NS-mes-dp pasa entonces por encima
de NS-est-dp. Se anula la última
corrección de Effpurge para volver a traer a ésta más cerca del
valor real.
Se elige S_{2} > S_{1} para asegurar la
solidez del procedimiento de orden según esta invención.
Después de haber llevado NSC al valor establecido
en la fase 2 anterior, se incrementa este valor inicial en ciclos de
almacenamiento/purga sucesivos (ver figura 6) hasta que la
desviación D sea superior a un umbral predeterminado S_{3} >
S_{2}.Como anteriormente, se anula entonces la última corrección
de NSC.
Resulta ahora que la invención permite alcanzar
el objetivo anunciado, a saber, disminuir los desechos de especies
contaminantes en la atmósfera por una gestión mas precisa de las
purgas de los medios de almacenamiento de NOx de un convertidor
catalítico de tratamiento de los gases de escape de un motor de
combustión interna concebido para funcionar en mezcla
aire/carburante pobre. Esta gestión precisa se obtiene gracias a un
modelo y a correcciones de parámetros esenciales de este modelo,
extraídos de la observación de las oscilaciones de la señal
proporcionada por una sonda de oxígeno situada más abajo del
convertidor, oscilaciones observadas cuando los medios de
almacenamiento de NOx del convertidor se sitúan en un modo de
funcionamiento tal que solo el parámetro que está siendo corregido
influye en estas oscilaciones. Para alcanzar este resultado la
invención explota de forma original las
no-linealidades que se observan en el funcionamiento
de estos medios de almacenamiento tanto en fase de almacenamiento
como en fase de purga, y organiza correcciones sucesivas y ordenadas
de los parámetros en causa, aptas para evitar interacciones entre
sus influencias durante estas correcciones.
Por supuesto la invención no se limita al modo de
realización descrito y representado que no se ha dado más que a
título de ejemplo. Por eso, si se ha descrito antes que la invención
antes explota la señal proporcionada por una sonda de oxígeno del
tipo "todo o nada" o "EGO", el experto en la materia
comprenderá fácilmente que se podrá explotar sin dificultades una
señal proporcionada por una sonda "lineal" o "UEGO".
Claims (11)
1. Procedimiento de orden de purga de medios de
almacenamiento de óxidos de nitrógeno (Nox) asociados a un
convertidor catalítico de tratamiento de los gases de escape de un
motor de combustión interna, con una sonda de oxígeno montada en el
flujo de los gases que salen de dicho convertidor, procedimiento
según el cual, cuando el motor funciona en mezcla aire/carburante
pobre en carburante, se sigue, con ayuda de un modelo de gestión
automático de dichos medios de almacenamiento, la evolución de la
eficacia de almacenamiento (Effstoc) de los NOx en dichos medios de
almacenamiento y, cuando dicho modelo indica que dicha eficacia
desciende por debajo de un umbral predeterminado, se ordena una
purga de dichos medios de almacenamiento y se detiene dicha purga
cuando dicho modelo indica que la cantidad de NOx que quedan
almacenados ha caído por debajo de otro umbral predeterminado,
procedimiento según el cual se estiman y se corrigen los valores
iniciales de parámetros de dicho modelo del grupo formado por: el
caudal del motor en NO, Qnox, la eficacia de la purga del
convertidor (Effpurge) y la capacidad máxima (NSC) de almacenamiento
en NOx del convertidor, caracterizado porque, para corregir
el valor del caudal estimado del motor en NOx , Qnox, se comparan
los valores estimados NS-est-dp y
medidos NS-ms-dp, del stock de NOx
contenido en dichos medios de almacenamiento, al comienzo (dp) de
una purga de dichos medios que sigue a un almacenamiento de NOx en
estos medios, establecidos entonces en su modo de funcionamiento con
eficacia de almacenamiento máxima (Effstoc=1), y se incrementa o
disminuye el valor inicial de Qnox según
NS-mes-dp sea inferior a
NS-est-dp o inversamente,
continuando la corrección durante ciclos sucesivos de almacenamiento
y purga hasta que la diferencia:
D=
NS-mes-dp-NS-est-dp
entre los valores comparados esté
por debajo de un umbral
(S1).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se corrige enseguida la eficacia de la
purga (Effpurge), inicializada con un valor inferior al de su
estimación, incrementando dicha eficacia en cada purga hasta que
dicha diferencia D sobrepase un umbral S2>S1. (Figura 5).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la eficacia de purga corregida es la
eficacia de purga media (Effpurge-moy).
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque se corrige enseguida la capacidad de
almacenamiento (NSC) de los medios de almacenamiento de NOx,
inicializada con un valor inferior al de su estimación,
incrementando dicha capacidad (NSC) en cada purga hasta que dicha
diferencia sobrepasa un umbral S3>S2. (Figura 6).
5. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque se suprime el
último aumento.
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en una fase de
inicialización (fase 0) previa a dichas correcciones, se mide la
cantidad (NS-mes-dp) de NOx
almacenados en el convertidor al comienzo de una purga con ayuda de
las variaciones de la señal suministrada por la sonda y la
relación:
NS-mes-dp=
\Delta NS +
Nsres
donde \DeltaNS es una medida de
la masa de NOx que será eliminada del stock durante la purga y NSres
es una medida de un stock residual de NOx que queda en dichos medios
de almacenamiento al final de una purga interrumpida bajo la orden
de la señal de la
sonda.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque se mide \DeltaNS durante una doble
purga con ayuda de medidas de retrasos de transición (TIC1, TIC2) al
comienzo de la purga de la señal suministrada por la sonda, sobre la
transición correspondiente de la riqueza en reductores de la mezcla
aire/carburante que entra en el convertidor catalítico, estando
dichos medios de almacenamiento vacíos y llenos,
respectivamente.
8. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque se mide \DeltaNS durante una purga
simple, con ayuda de medidas de retrasos de transición (TIC1) al
comienzo de la purga y (TIC3) al final de la purga.
9. Procedimiento según la reivindicación 6 o 7,
caracterizado porque se utiliza una sonda de tipo EGO cuya
señal de salida conmuta entre dos niveles, estando constituida dicha
transición por una oscilación de dicha señal entre los dichos
niveles.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque, para medir dicho stock residual NSres,
1) se acciona una purga larga (purga 1) de los medios de
almacenamiento de manera que se vacían enteramente dichos medios, 2)
se ordena enseguida un almacenamiento de NOx en dichos medios,
establecidos en su modo de funcionamiento de eficacia de
almacenamiento máxima (Effstoc=1), y se mide la duración de dicho
almacenamiento, 3) se purgan dichos medios hasta oscilación de la
señal de la sonda (purga 2), y se mide la cantidad simple
\DeltaNS1 de NOx entonces liberada, 4) se ordena un nuevo
almacenamiento de la misma duración después de otra purga (purga 3)
y se mide la cantidad \DeltaNS2 de NOx entonces liberada hasta
oscilación de la señal de sonda y 5) se evalúa el stock de NOx
residual (Nsres) que queda en el convertidor al final de la purga
por la relación (Figura 3):
NSres =
\Delta NS2-\Delta
NS1
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque se trazan los valores iniciales
estimados de los parámetros a corregir (QNOx; Effpurge) de dicho
modelo de gestión y de \DeltaNS2.
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