ES2250944T3 - Dispositivo de purificacion de escape de un motor de combustion interna. - Google Patents
Dispositivo de purificacion de escape de un motor de combustion interna.Info
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Abstract
Dispositivo de purificación de escape en un motor de combustión interna, en el que está dispuesto un catalizador de purificación de escape en un conducto de escape de un motor y las fracciones orgánicas solubles de partículas contenidas en el gas de escape se adsorben y depositan sobre el catalizador cuando la temperatura del catalizador es inferior a una temperatura de combustión del límite inferior de dichas fracciones orgánicas solubles, comprendiendo dicho dispositivo: un medio de evaluación para evaluar si podría producirse humo blanco debido a las fracciones orgánicas solubles adsorbidas sobre el catalizador y un medio de control del aire de escape para aumentar la cantidad de aire de escape que sale del motor cuando se considera que podría producirse humo blanco.
Description
Dispositivo de purificación de escape de un motor
de combustión interna.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de purificación de escape de un motor de combustión interna.
El gas de escape que sale de las cámaras de un
motor de combustión contiene sustancias con forma de partículas
denominadas "partículas". Para atrapar y quemar estas
partículas, se conoce un motor de combustión interna que tiene un
filtro de partículas dispuesto en el conducto de escape del motor y
un catalizador de oxidación dispuesto aguas arriba del filtro de
partículas (publicación de patente japonesa examinada (Kokoku)
número 7-106290).
Obsérvese que estas partículas se componen de
fracciones orgánicas insolubles tales como hollín y fracciones
orgánicas solubles tales como combustible sin quemar. Más adelante
en el presente documento, las fracciones orgánicas solubles se
denominarán "FOS".
Cuando las fracciones orgánicas solubles, es
decir, FOS, contenidas en el gas de escape se ponen en contacto con
el catalizador y la temperatura del catalizador es una temperatura
baja de no más de 120ºC a 130ºC, las FOS se adsorben y depositan
sobre el catalizador sin quemarse. Por tanto, si este catalizador se
mantiene a tal temperatura baja, se depositará una gran cantidad de
FOS sobre el catalizador. Por otra parte, si la temperatura del
catalizador aumenta a más de aproximadamente 200ºC, las FOS
depositadas sobre el catalizador comenzarán a quemarse. Debido al
calor de combustión, la temperatura del catalizador aumenta
rápidamente. En este momento, si se ha depositado una gran cantidad
de FOS sobre el catalizador, estas FOS se evaporarán
rápidamente.
Si el gas de escape contiene una cantidad
suficiente de aire en ese momento, las FOS evaporadas se quemarán
bien. Sin embargo, en ese momento, si el gas de escape no contiene
una cantidad suficiente de aire, las FOS evaporadas fluirán hacia
abajo en el conducto de escape sin quemarse. Durante ese tiempo, las
FOS se enfriarán y se aglomerarán par formar partículas. Por tanto,
se producirá humo blanco.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de purificación de escape de un motor de
combustión interna diseñado para suprimir la producción de tal humo
blanco.
Según la presente invención, se proporciona un
dispositivo de purificación de escape en un motor de combustión
interna en el que el dispositivo de purificación de escape está
dispuesto en un conducto de escape del motor y las fracciones
orgánicas solubles de partículas contenidas en el gas de escape se
adsorben y depositan sobre el catalizador, cuando la temperatura del
catalizador es inferior a una temperatura de combustión como límite
inferior de las fracciones orgánicas solubles, comprendiendo el
dispositivo un medio de evaluación para evaluar si podría producirse
humo blanco debido a las fracciones orgánicas solubles adsorbidas
sobre el catalizador y un medio de control del aire de escape para
aumentar la cantidad de aire de escape que sale del motor cuando se
considera que podría producirse humo blanco.
Estos y otros objetos y características de la
presente invención se volverán más claros a partir de la siguiente
descripción de las realizaciones preferidas facilitadas con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista general de un motor de
combustión interna;
la figura 2 es un mapa de un grado TA de apertura
del regulador objetivo y la cantidad GAO de aire de admisión
objetivo;
la figura 3 es un diagrama de flujo para el
control del grado de apertura del regulador y la cantidad de EGR
("Exhaust Gas Recirculation", recirculación de gas de
escape);
la figura 4 es una vista de la cantidad GAO de
aire de admisión, cantidad de aire en exceso, etc.;
la figura 5 es una vista de la tasa R_{S} de
adsorción de FOS;
la figura 6 es una vista para explicar la
producción de humo blanco;
la figura 7 es un diagrama de tiempo para
explicar el control para la supresión de la producción de humo
blanco;
la figura 8 es un diagrama de flujo del control
para la supresión de la producción de humo blanco;
la figura 9 es un diagrama de flujo del control
para la supresión de la producción de humo blanco;
la figura 10 es un diagrama de flujo del control
para la supresión de la producción de humo blanco;
la figura 11 es un diagrama de flujo del control
para la supresión de la producción de humo blanco;
la figura 12 es un diagrama de tiempo del control
para la supresión de la adsorción de FOS;
la figura 13 es un diagrama de tiempo del control
para tratar las FOS;
la figura 14 es un diagrama de flujo para el
procesamiento de las FOS;
la figura 15 es un diagrama de flujo para el
cálculo de la tasa de adsorción de FOS;
la figura 16 es una vista de un mapa de una
temperatura TCT del catalizador en estado estacionario de
referencia;
la figura 17 es una vista de los coeficientes
KTW, KTA y KSP de corrección;
la figura 18 es una vista de una constante de
tiempo;
la figura 19 es una vista de la tasa de adsorción
de FOS;
la figura 20 es un diagrama de flujo para el
cálculo de la velocidad de adsorción de FOS;
la figura 21 es una vista de un mapa de la
cantidad GFOS de escape de FOS;
la figura 22 es una vista de un mapa de un
coeficiente KG de corrección;
la figura 23 es un diagrama de flujo del cálculo
de la cantidad de adsorción de FOS;
la figura 24 es una vista de la tasa R_{com} de
combustión de FOS;
la figura 25 es un diagrama de flujo de control
del gas de EGR;
la figura 26 es una vista de un coeficiente KE de
control de la EGR;
la figura 27 es un mapa de una cantidad
\DeltaGAO de aire de corrección;
la figura 28 es una vista de un mapa de una
reducción GRE de FOS de escape de referencia;
la figura 29 es un diagrama de flujo del
procesamiento de las FOS;
la figura 30 es un diagrama de flujo del control
de la inyección de combustible;
la figura 31 es una vista de un coeficiente KI de
control del momento de la inyección;
la figura 32 es un mapa de un adelanto
\DeltaI\theta; y
la figura 33 es una vista de un mapa de una
reducción GRI de FOS de escape de referencia;
La figura 1 muestra el caso de aplicación de la
presente invención a un motor de combustión interna del tipo de
encendido por compresión. Obsérvese que la presente invención puede
también aplicarse a un motor de combustión interna del tipo de
encendido por chispa.
Haciendo referencia a la figura 1, 1 indica un
cuerpo del motor, 2, un bloque de cilindros, 3, una culata, 4, un
pistón, 5, una cámara de combustión, 6, un inyector de combustible
controlado eléctricamente, 7, una válvula de admisión, 8, un
orificio de admisión, 9, una válvula de escape, y 10, un orificio de
escape. Cada orificio 8 de admisión está conectado a un depósito 12
de compensación a través de un correspondiente tubo 11 de admisión.
El depósito 12 de compensación está conectado a un compresor 14a de
un turbocompresor 14 de escape a través de un conducto 13 de
admisión. Dentro del conducto 13 de admisión está dispuesta una
válvula 16 de mariposa accionada mediante un motor 15 paso a paso.
Además, un dispositivo 17 refrigerador está dispuesto alrededor del
conducto 13 de admisión para refrigerar el aire de admisión que
fluye a través del interior del conducto 13 de admisión. En la
realización mostrada en la figura 1, el agua de refrigeración del
motor se conduce al interior del dispositivo 17 refrigerador. El
agua de refrigeración del motor enfría el aire de admisión.
La entrada del compresor 14a está conectada a un
depurador 19 de aire través de un conducto 18 de admisión. Dentro
del conducto 18 de admisión, está dispuesto un sensor 20 de
detección de la cantidad de aire de admisión para detectar una
velocidad de flujo másico del aire de admisión y un sensor 21 de
temperatura del aire de admisión para detectar la temperatura del
aire de admisión. Además, el bloque 2 de cilindros tiene sujeto a él
un sensor 22 de temperatura del agua para detectar la temperatura
del agua de refrigeración del motor. Por otra parte, el orificio 10
de escape está conectado a una turbina 14b de escape del
turbocompresor 14 de escape a través de un colector 23 de escape y
de un tubo 24 de escape, mientras que la salida de la turbina 14b de
escape está conectada a una convertidor 26 catalítico que aloja un
catalizador 25 de oxidación de purificación de escape.
El colector 23 de escape y el depósito 12 de
compensación están conectados entre sí a través de un conducto 27 de
recirculación de gas de escape (denominado a continuación en el
presente documento como "EGR"). Dentro del conducto 27 de EGR
está dispuesta una válvula 28 de control de la EGR controlada
eléctricamente. Además, un dispositivo 29 refrigerador está
dispuesto alrededor del conducto 27 de EGR para enfriar el gas de
EGR que fluye dentro del conducto 27 de EGR. En la realización
mostrada en la figura 1, el agua de refrigeración del motor se
conduce al interior del dispositivo 29 refrigerador. Esta agua de
refrigeración del motor enfría el gas de EGR. Por otra parte, cada
inyector 6 de combustible está conectado a un depósito de
combustible, es decir, un denominado raíl 31 común, a través de un
tubo 30 de alimentación de combustible. El combustible se introduce
en este raíl 31 común desde una bomba 32 de combustible de descarga
variable, controlada eléctricamente. El combustible introducido en
el raíl 31 común se alimenta al inyector 6 de combustible a través
de cada tubo 30 de alimentación de combustible. El raíl 31 común
tiene sujeto a él un sensor 33 de presión del combustible para
detectar la presión del combustible en el interior del raíl 31
común. Basándose en la señal de salida del sensor 33 de presión del
combustible, la descarga de la bomba 32 de combustible se controla
para que la presión del combustible en el raíl 31 común se convierta
en la presión objetivo del combustible.
Una unidad 40 electrónica de control está
compuesta de un ordenador digital dotado de una memoria 42 de sólo
lectura (ROM), una memoria 43 de acceso aleatorio (RAM), un
microprocesador 44 (CPU), una RAM 45 de seguridad conectada a una
fuente de alimentación en todo momento, un puerto 46 de entrada y un
puerto 47 de salida, todos conectados entre sí a través de un bus 41
bidireccional. La señal de salida del sensor 33 de presión del
combustible se introduce en el puerto 46 de entrada a través de un
convertidor 48 AD (analógico-digital)
correspondiente. Además, las señales de salida del sensor 20 de
detección de la cantidad de aire de admisión, el sensor 21 de
temperatura del aire de admisión y el sensor 22 de temperatura del
agua se introducen en el puerto 46 de entrada a través de los
correspondientes convertidores 48 AD.
Un pedal 50 acelerador tiene un sensor 51 de
carga que genera una tensión de salida proporcional a la cantidad L
de depresión del pedal 50 acelerador. La tensión de salida del
detector 51 de carga se introduce en el puerto 46 de entrada a
través de un convertidor 48 AD correspondiente. Además, el puerto 46
de entrada tiene un sensor 52 de ángulo de cigüeñal que genera un
impulso de salida cada vez que el cigüeñal gira, por ejemplo, 15
grados y un sensor 53 de la velocidad del vehículo que genera un
impulso de salida según la velocidad del vehículo conectado a él.
Por otra parte, el puerto 47 de salida está conectado, a través de
circuitos 49 de accionamiento correspondientes, a los inyectores 6
de combustible, el motor 15 paso a paso de accionamiento de la
válvula de mariposa, a la válvula 28 de control de la EGR y a la
bomba 32 de combustible.
A continuación, se explicarán el control de la
válvula 16 de mariposa y el control de la válvula 28 de control de
la EGR utilizados en esta realización de la presente invención. En
esta realización según la presente invención, se preselecciona una
cantidad de aire de admisión objetivo según el estado de
funcionamiento del motor. La cantidad GAO de aire de admisión
objetivo se almacena como una función de la cantidad de inyección de
combustible y la velocidad del motor en forma de un mapa tal como se
muestra en la figura 2(B) en la ROM 42. Por otra parte, se
preselecciona un índice de EGR objetivo según el estado de
funcionamiento del motor. El grado TA de apertura objetivo de la
válvula 16 de mariposa, requerido para hacer que la cantidad de aire
de admisión sea la cantidad de aire de admisión objetivo y para
hacer que el índice de EGR sea el índice de EGR objetivo, se
almacena como una función de la cantidad de inyección de combustible
y la velocidad del motor en la forma de un mapa, tal como se muestra
en la figura 2(A) por adelantado en la ROM 42.
A continuación, se explicará una rutina de
control de la EGR y del regulador con referencia a la figura 3.
Haciendo referencia a la figura 3, en la etapa
60, el grado TA de apertura objetivo de la válvula 16 de mariposa se
calcula a partir del mapa mostrado en la figura 2(A). A
continuación, en la etapa 61, se hace que el grado de apertura de la
válvula 16 de mariposa sea el grado TA de apertura objetivo. Luego,
en la etapa 62, se calcula la cantidad GAO de aire de admisión
objetivo a partir del mapa mostrado en la figura 2(B). A
continuación, en la etapa 63, se evalúa si la cantidad GA de aire de
admisión detectada por el sensor 20 de detección de la cantidad de
aire de admisión es mayor que la cantidad GAO de aire de admisión
objetivo más un pequeño valor \alpha (GAO + \alpha). Cuando GA
> GAO + \alpha, la rutina continúa a la etapa 64, en la que se
añade un valor \Delta\theta constante al grado \theta de
apertura de la válvula 28 de control de la EGR. Luego, en la etapa
67, el grado \theta de apertura de la válvula 28 de control de la
EGR aumenta exactamente en el valor \Delta\theta constante. Como
resultado, la cantidad de gas de EGR aumenta y se reduce la cantidad
GA de aire de admisión.
Por el contrario, si se considera que GA \leq
GAO + \alpha en la etapa 63, la rutina continúa hasta la etapa 65,
y se evalúa si la cantidad GA de aire de admisión detectada por el
sensor 20 de detección de la cantidad de aire de admisión es
inferior a un valor (GAO - \alpha) que se obtiene restando un
pequeño valor \alpha de la cantidad GAO de aire de admisión
objetivo. Cuando GA < GAO - \alpha, la rutina continúa a la
etapa 66, en la que el valor \Delta\theta constante se resta del
grado \theta de apertura de la válvula 28 de control de la EGR.
Luego, en la etapa 67, el grado \theta de apertura de la válvula
28 de control de la EGR se reduce exactamente en el valor
\Delta\theta constante. Como resultado, la cantidad de gas de
EGR se reduce y aumenta la cantidad GA de aire de admisión.
Por otra parte, cuando se considera en la etapa
65 que GA \geq GAO - \alpha, es decir, cuando la cantidad GA de
aire de admisión se mantiene en la cantidad GAO de aire de admisión
objetivo, la rutina continúa a la etapa 67. En este momento, el
grado \theta de apertura de la válvula 28 de control de la EGR se
mantiene tal como es. De esta manera, en esta realización según la
presente invención, el grado \theta de apertura de la válvula 28
de control de la EGR se controla de modo que la cantidad GA de aire
de admisión se convierte en la cantidad GAO de aire de admisión
objetivo. En este momento, el índice de EGR se convierte
sustancialmente en el índice de EGR objetivo.
La figura 4 muestra esquemáticamente el grado TA
de apertura objetivo y la cantidad GAO de aire de admisión objetivo
de la válvula 16 de mariposa a una cierta velocidad del motor como
una función de la carga. Haciendo referencia a la figura 4, cuando
la carga del motor es baja, la válvula 16 de mariposa se cierra. Por
tanto, la cantidad de gas de admisión total en las cámaras 5 de
combustión, mostrado mediante GG en la figura 4, se reduce si la
carga del motor se vuelve más pequeña. Además, cuando la carga del
motor se vuelve superior, aumenta la cantidad de inyección de
combustible, mientras que según aumenta la cantidad de inyección de
combustible, aumenta la cantidad de aire de combustión utilizada
para la combustión. Por otra parte, la cantidad GAO de aire de
admisión objetivo aumenta sustancialmente con el mismo gradiente que
la cantidad de aire de combustión, según aumenta la carga del motor.
Por tanto, la diferencia entre la cantidad GAO de aire de admisión
objetivo y la cantidad de aire de combustión, que constituye la
cantidad de aire utilizado para la combustión, es decir, la cantidad
en exceso de aire, se vuelve sustancialmente constante,
independientemente de la carga del motor. Además, la diferencia
entre la cantidad GG de gas de admisión total y la cantidad GAO de
aire de admisión objetivo para las cámaras 5 de combustión es la
cantidad de gas de EGR.
Además, tal como se entenderá a partir de la
figura 4, la relación de la cantidad de aire de combustión con
respecto a la cantidad GAO de aire de admisión objetivo, es decir,
el índice de utilización de aire, es de aproximadamente 0,3 en el
momento sin carga y es de aproximadamente 0,8 con carga total.
Además, la cantidad de gas de EGR en el momento sin carga es
ligeramente inferior a la cantidad GAO de aire de admisión objetivo.
En el tiempo de funcionamiento con alta carga, se reduce la cantidad
de gas de EGR. Por otra parte, el aire en exceso mostrado en la
figura 4 sale como tal desde las cámaras 5 de combustión, de modo
que la cantidad de aire en exceso mostrada en la figura 4 coincide
con la cantidad de aire de escape que sale de las cámaras 5 de
combustión. Por tanto, la cantidad de aire de escape que sale de las
cámaras 5 de combustión se vuelve sustancialmente constante,
independientemente de la carga del
motor.
motor.
A continuación, se explicarán las FOS contenidas
en el gas de escape. La figura 5 muestra la relación entre la tasa
R_{S} de adsorción de FOS que muestra la relación de las FOS
contenidas en el gas de escape adsorbidas en el catalizador y la
temperatura TC del catalizador 25.
Tal como se muestra en la figura 5, cuando la
temperatura TC del catalizador 25 es superior a aproximadamente
200ºC, la tasa R_{S} de adsorción de FOS se convierte en el cero
por ciento. Es decir, en este momento, todas las FOS contenidas en
el gas de escape pueden quemarse cuando entran en contacto con el
catalizador 25. Por otra parte, cuando la temperatura TC del
catalizador 25 se vuelve inferior a la temperatura de combustión del
límite inferior de las FOS, es decir, de 120ºC a 130ºC, la tasa
R_{S} de adsorción de FOS se vuelve del 100 por ciento. Es decir,
en este momento, todas las FOS contenidas en el gas de escape se
adsorben y depositan sobre catalizador 25. Obsérvese que cuando la
temperatura TC del catalizador 25 es de desde 120ºC a 130ºC hasta
aproximadamente 200ºC, cuanto menor es la temperatura TC del
catalizador 25, mayor es la tasa R_{S} de adsorción de FOS. En
este momento, parte de las FOS se adsorbe en el catalizador 25,
mientras que parte de las FOS se quema sobre el catalizador 25.
Además, tal como se explicó al principio, cuando
la temperatura TC del catalizador 25 es baja, las FOS adsorbidas y
depositadas sobre el catalizador 25 comienzan a quemarse cuando la
temperatura TC del catalizador 25 se vuelve superior a
aproximadamente 200ºC. Cuando las FOS comienzan a quemarse, aumenta
la temperatura TC del catalizador 25. Si se ha depositado una gran
cantidad de FOS sobre el catalizador cuando la temperatura TC del
catalizador 25 aumenta, las FOS se separan del catalizador y se
evaporan. En este momento, si el gas de escape contiene una cantidad
suficiente de aire, también pueden quemarse las FOS evaporadas. A
diferencia de esto, cuando el gas de escape no contiene una cantidad
suficiente de aire, las FOS evaporadas fluyen hacia abajo a través
del conducto de escape sin quemarse. Estas FOS se enfrían durante
ese tiempo y se aglomeran para formar partículas y, por tanto, se
produce humo blanco.
Además, tal como se explicó anteriormente,
independientemente de la carga del motor, sale una cantidad
sustancialmente constante de aire, tal como se muestra mediante el
sombreado en la figura 4, de las cámaras 5 de combustión. Sin
embargo, cuando se deposita una gran cantidad de FOS sobre el
catalizador 25 y se evapora la gran cantidad de FOS, incluso si sale
aire en el grado mostrado por el sombreado de la figura 4, de las
cámaras 5 de combustión, esto será insuficiente para quemar las FOS
evaporadas y, por tanto, en este momento se producirá humo
blanco.
blanco.
A continuación, esto se explicará con referencia
a la figura 6. La figura 6 muestra el caso en el que el motor se
hace funcionar sin carga durante un largo periodo de tiempo, una
gran cantidad de FOS se deposita sobre el catalizador 25 y la carga
del motor aumenta temporalmente en este estado. Tal como se muestra
en la figura 6, antes de que aumente temporalmente la carga del
motor, la temperatura TC del catalizador 25 es baja. En este
momento, las FOS depositadas sobre el catalizador 25 no se quemarán.
Luego, si aumenta la carga del motor, se elevará la temperatura del
gas de escape y las FOS sobre el catalizador 25 comenzarán a
quemarse. Cuando las FOS comienzan a quemarse, tal como se muestra
mediante la línea continua en la figura 6, la temperatura TC del
catalizador 25 aumentará rápidamente.
Puesto que se deposita una gran cantidad de FOS
sobre el catalizador 25, si la temperatura TC del catalizador 25
aumenta rápidamente, se evaporará una gran cantidad de FOS desde el
catalizador 25. La línea continua en la figura 6 muestra el tiempo
en el que la cantidad de aire de escape que sale de las cámaras 5 de
combustión es pequeña, tal como se muestra mediante el sombreado en
la figura 4. En este momento, la mayor parte de las FOS evaporadas
no se quemarán, así que se producirá humo blanco en la región
mostrada mediante la flecha en la figura 6.
A diferencia de esto, la línea discontinua en la
figura 6 muestra el caso en el que la cantidad de gas de escape que
sale de las cámaras 5 de combustión es grande. En concreto, la
figura 6 muestra el caso de seleccionar la cantidad GAO de aire de
admisión objetivo con respecto a la cantidad GG de gas de admisión
total mostrado en la figura 4. Si se selecciona la cantidad GAO de
aire de admisión objetivo con respecto a la cantidad GG de gas de
admisión total de esta manera, la válvula 28 de control de la EGR se
cierra completamente y se detiene el suministro de gas de EGR. Es
decir, la parte mostrada mediante la cantidad de gas de EGR en la
figura 4 se sustituye por el aire de admisión. Este aire de admisión
sale como un aire en exceso de las cámaras 5 de combustión. Por
tanto, en este momento, tal como se entenderá a partir de la figura
4, la cantidad de aire de escape que sale de las cámaras 5 de
combustión aumenta aproximadamente dos veces.
Si la cantidad de aire de escape aumenta de esta
manera, todas o la mayor parte de las FOS evaporadas desde el
catalizador 25 se queman y, por tanto, puede suprimirse la
producción de humo blanco en este momento. Obsérvese que si la
cantidad de aire de escape aumenta y la cantidad de gas de escape
aumenta, la acción de enfriamiento del catalizador 25 debido al
flujo de gas de escape se vuelve elevada. Por tanto, a pesar de que
se queman todas o la mayor parte de las FOS, tal como se muestra
mediante la línea discontinua en la figura 6, la temperatura TC del
catalizador no se vuelve tan elevada.
De esta manera, cuando se deposita una gran
cantidad de FOS sobre el catalizador 25 y se queman las FOS
depositadas, se produce humo blanco cuando la cantidad de aire de
escape que sale de las cámaras 5 de combustión es pequeña. Por
tanto, en la presente invención, se hace la provisión de un medio de
evaluación para evaluar si podría formarse humo blanco a partir de
las FOS depositadas sobre el catalizador 25 y un medio de control
del aire de escape para aumentar la cantidad de aire de escape
procedente de las cámaras 5 de combustión para suprimir la
producción de humo blanco cuando se considera que podría producirse
humo blanco.
Si se considera la posibilidad de producción de
humo blanco a partir de las FOS adsorbidas sobre el catalizador 25,
no se producirá humo blanco cuando casi no se adsorben FOS sobre el
catalizador 25. Podría producirse humo blanco cuando se deposita más
de un cierto grado de FOS sobre el catalizador 25. Por tanto, en una
realización según la presente invención, se considera que podría
producirse humo blanco cuando se considera que la cantidad de FOS
adsorbidas sobre el catalizador 2 es superior a una cantidad GX
predeterminada. Para suprimir la producción de humo blanco en este
momento, se aumenta la cantidad de aire de escape.
Además, si la temperatura TC del catalizador 25
no se vuelve superior a la temperatura de combustión del límite
inferior de las FOS, no se producirá la acción de oxidación de las
FOS. Por tanto, podría producirse humo blanco cuando la temperatura
TC del catalizador 25 es superior a la temperatura de combustión del
límite inferior de las FOS.
En consecuencia, en otra realización según la
presente invención, tal como se muestra en la figura 7, cuando se
considera que la cantidad de adsorción de FOS sobre el catalizador
25 es superior a la cantidad GX predeterminada y se considera que la
temperatura TC del catalizador 25 es superior que la temperatura
T_{SC} de combustión del límite inferior de las FOS, se considera
que podría producirse humo blanco. En este momento, se suprime la
producción de humo blanco aumentando la cantidad de aire de
escape.
La figura 8 muestra la rutina para el control
para la supresión de la producción de humo blanco, para trabajar con
esta realización. Es decir, en primer lugar, en la etapa 70, se
evalúa si la cantidad de adsorción de FOS al catalizador 25 pudiera
ser superior a la cantidad GX predeterminada. Cuando la cantidad de
adsorción de FOS pudiera ser superior a la cantidad GX
predeterminada, la rutina continúa a la etapa 71, en la que se
evalúa si la temperatura TC del catalizador 25 es superior a la
temperatura T_{SC} de combustión del límite inferior de las FOS.
Cuando TC > T_{SC}, la rutina continúa a la etapa 72, en la que
se realiza el tratamiento para aumentar la cantidad de aire de
escape. A continuación, la rutina vuelve a la etapa 71. Por tanto,
el tratamiento para aumentar la cantidad de aire de escape se
continúa hasta que TC \leq T_{SC}. Durante este momento, la
cantidad de EGR se vuelve cero.
Cerrando completamente la válvula 28 de control
de la EGR para hacer cero la cantidad de EGR, como en esta
realización, puede aumentarse la cantidad de aire de escape. Sin
embargo, incluso si no se hace cero la cantidad de EGR, es posible
aumentar la cantidad de aire de escape elevando la velocidad del
motor, por ejemplo, elevando la velocidad de ralentí.
La figura 9 muestra el caso en el que la carga
del motor se aumenta desde el estado de funcionamiento a ralentí. En
este caso, si la carga del motor se aumenta lentamente, la
temperatura del gas de escape que fluye al catalizador 25 también se
elevará lentamente. Por otra parte, incluso si las FOS depositadas
sobre el catalizador 25 comienzan a quemarse en este momento, dado
que la velocidad de flujo del gas de escape es superior que el
momento de funcionamiento a ralentí, el catalizador 25 recibirá una
fuerte acción de enfriamiento comparado con el momento de
funcionamiento a ralentí. Como resultado, cuando la carga del motor
se aumenta lentamente, la temperatura TC del catalizador 25 se eleva
lentamente.
Si la temperatura TC del catalizador 25 se eleva
lentamente de esta manera, incluso las FOS depositadas sobre el
catalizador 25 se evaporarán lentamente desde el catalizador 25. Por
tanto, en este momento, tal como se muestra mediante el sombreado en
la figura 4, incluso si la cantidad de aire en exceso es pequeña,
las FOS se quemarán bien y, por tanto, no se producirá humo blanco
en este momento.
A diferencia de esto, si la carga del motor se
aumenta rápidamente, la temperatura del gas de escape también se
eleva rápidamente, de modo que la temperatura TC del catalizador 25
se eleva rápidamente tal como se muestra en la figura 9. Por tanto,
en este momento, si se deposita una gran cantidad de FOS sobre el
catalizador 25, una gran cantidad de FOS se evapora rápidamente
desde el catalizador 25. En consecuencia, tal como se muestra
mediante el sombreado en la figura 4, si la cantidad de aire en
exceso es pequeña, la cantidad de aire se vuelve insuficiente para
quemar las FOS, de modo que se produce humo blanco.
Por tanto, cuando la carga del motor se aumenta
rápidamente, se evita que se produzca humo blanco deteniendo el
suministro de gas de EGR y aumentando la cantidad de aire de escape
que sale de las cámaras 5 de combustión, desde el momento en que la
carga del motor comienza a aumentarse hasta el momento en que
transcurre un tiempo \Deltat predeterminado, tal como se muestra
en la figura 9.
La figura 10 muestra la rutina para el control de
la producción de humo blanco, para trabajar con esta realización. Es
decir, en la etapa 75, se evalúa si la cantidad de adsorción de FOS
al catalizador 25 pudiera ser superior a la cantidad GX
predeterminada. Cuando la cantidad de adsorción de FOS pudiera ser
superior a la cantidad GX predeterminada, la rutina continúa a la
etapa 76, en la que se evalúa si la carga del motor se ha aumentado
rápidamente, es decir, si la velocidad de aumento \DeltaL de la
carga del motor es superior a una velocidad predeterminada de
aumento XL. Cuando \DeltaL > XL, la rutina continúa a la etapa
77, en la que se realiza el tratamiento para aumentar la cantidad de
aire de escape.
Además, tal como se explicó anteriormente, podría
producirse humo blanco cuando se deposita más de un cierto grado de
FOS sobre el catalizador 25. En la rutina para el control para la
supresión de la producción de humo blanco mostrada en la figura 8 y
la figura 10, se considera que podría producirse humo blanco cuando
la cantidad de adsorción de FOS supera la GX. En este caso, en
términos muy generales, cuando el estado en el que la temperatura TC
del catalizador 25 es inferior a la temperatura T_{SC} de
combustión del límite inferior de las FOS continúa durante cierto
tiempo, puede considerarse que la cantidad de adsorción de FOS
alcanzará una cantidad GX que provoca la producción de humo blanco.
Por tanto, cuando se hace funcionar un motor durante más de un
tiempo predeterminado en el estado en el que la temperatura TC del
catalizador 25 es inferior a la temperatura T_{SC} de combustión
del límite inferior de las FOS, es posible evaluar si la cantidad de
adsorción de FOS sobre el catalizador 25 es superior a una cantidad
GX predeterminada.
Además, si se continúa el funcionamiento a
ralentí, la temperatura TC del catalizador 25 se vuelve inferior a
la temperatura T_{SC} de combustión del límite inferior de las FOS
y las FOS en el gas de escape continúan adsorbiéndose sobre el
catalizador 25. Por tanto, se continúa el funcionamiento a ralentí
durante más de un tiempo predeterminado, puede considerarse que la
cantidad de adsorción de FOS sobre el catalizador 25 se ha vuelto
superior a la cantidad GX predeterminada.
Además, cuando la carga del motor se vuelve
superior y la temperatura TC del catalizador 25 se vuelve superior a
la temperatura T_{SC} de combustión del límite inferior de las
FOS, las FOS contenidas en el gas de escape, de hecho, y también las
FOS adsorbidas sobre el catalizador 25 se queman, de modo que la
cantidad de adsorción de FOS disminuye gradualmente. En la figura
11, se muestra la rutina para la supresión de la producción de humo
blanco considerando esto.
Haciendo referencia a la figura 11, en primer
lugar, en la etapa 80, se evalúa si la temperatura TC del
catalizador 25 es inferior a la temperatura T_{SC} de combustión
del límite inferior de las FOS. Cuando TC < T_{SC}, la rutina
continúa a la etapa 81, en la que el tiempo \DeltaT transcurrido
desde el ciclo de tratamiento anterior hasta el ciclo de tratamiento
actual se añade a \Sigmat1, mediante lo cual se calcula el tiempo
\Sigmat1 durante el que TC < T_{SC}. A continuación, en la
etapa 82, se evalúa si el tiempo \Sigmat1 sobrepasa el tiempo tX1
predeterminado. Cuando \Sigmat1 \leq tX1, la rutina salta a la
etapa 89, mientras que cuando \Sigmat1 > tX1, la rutina
continúa a la etapa 83, en la que se fija un indicador de
posibilidad que muestra que podría producirse humo blanco. Luego, la
rutina continúa a la etapa 84, en la que se elimina \Sigmat1,
luego la rutina continúa a la etapa 89. Es decir, cuando el tiempo
\Sigmat1 durante el cual TC < T_{SC} sobrepasa de tX1, se
considera que la cantidad de adsorción de FOS sobre el catalizador
25 sobrepasa la cantidad que produce humo blanco. Por tanto, en este
momento, se fija el indicador de
posibilidad.
posibilidad.
Por otra parte, cuando se considera en la etapa
80 que TC \geq T_{SC}, la rutina continúa a la etapa 85, en la
que el tiempo \DeltaT transcurrido desde el ciclo de tratamiento
anterior hasta el ciclo de tratamiento actual se añade a \Sigmat2,
mediante lo cual se calcula el tiempo \Sigmat2 durante el que TC
< T_{SC}. A continuación, en la etapa 86, se evalúa si el
tiempo \Sigmat2 sobrepasa el tiempo tX2 predeterminado. Cuando
\Sigmat2 \leq tX2, la rutina salta a la etapa 89, mientras que
cuando \Sigmat2 > tX2, la rutina continúa a la etapa 87, en la
que se vuelve a fijar un indicador de posibilidad que muestra que
podría producirse humo blanco. Luego, la rutina continúa a la etapa
88, en la que se elimina \Sigmat2, luego la rutina continúa a la
etapa 89. Es decir, cuando el tiempo durante el cual TC \geq
T_{SC} sobrepasa de tX2, la cantidad de adsorción de FOS sobre el
catalizador 25 desaparece casi por completo y como resultado se
vuelve a fijar el indicador de
posibilidad.
posibilidad.
En la etapa 89, se evalúa si se ha fijado el
indicador de posibilidad. Cuando se ha fijado el indicador de
posibilidad, la rutina continúa a la etapa 90, en la que se evalúa
si la temperatura TC del catalizador 25 es superior a la temperatura
T_{SC} de combustión del límite inferior de las FOS. Cuando TC
> T_{SC}, la rutina continúa a la etapa 91, en la que se
realiza el tratamiento para aumentar la cantidad de gas de
escape.
A continuación, se explicará otro método de
supresión de la producción de humo blanco.
Tal como se explicó anteriormente, se produce
humo blanco cuando la cantidad de adsorción de FOS se vuelve mayor.
Por tanto, para suprimir el humo blanco, es suficiente evitar que se
adsorban las FOS tanto como sea posible. En este caso, suprimiendo
la producción de FOS en las cámaras 5 de combustión, es posible
suprimir la adsorción de FOS. La producción de FOS en las cámaras 5
de combustión puede suprimirse, por ejemplo, reduciendo la cantidad
de gas de EGR. Es decir, si se reduce la cantidad de gas de EGR hay
presente suficiente aire alrededor de las partículas de combustible
inyectadas en las cámaras 5 de combustión y, por tanto, puede
suprimirse la producción de FOS. Por tanto, en el ejemplo mostrado
en la figura 12, cuando la cantidad de adsorción de FOS sobrepasa de
una cantidad GX predeterminada, se reduce la cantidad de EGR.
Obsérvese que también es posible suprimir la
producción de FOS en las cámaras de combustión adelantando el
momento de la inyección, acortando el intervalo entre la inyección
piloto y la inyección principal, o deteniendo o bien la inyección
piloto o bien la inyección posterior realizada tras la inyección
principal. Por tanto, tal como se muestra en la figura 12, cuando la
cantidad de adsorción de FOS es superior a una cantidad GX
predeterminada, también es posible adelantar el momento de la
inyección, acortar el intervalo entre la inyección piloto y la
inyección principal, o detener o bien la inyección piloto o bien la
inyección posterior.
Obsérvese que en esta realización según la
presente invención, la inyección piloto se realiza una o más veces
durante una carrera según el estado de funcionamiento del motor.
Cuando la inyección piloto se realiza una pluralidad de veces, el
intervalo entre la inyección piloto y la inyección principal
significa el intervalo entre la inyección piloto final y la
inyección principal, mientras que detener la inyección piloto
significa detener todas las inyecciones piloto.
La figura 13 muestra una realización diseñada
para calcular la cantidad de adsorción de FOS y reducir la cantidad
de EGR de la misma manera que en el ejemplo mostrado en la figura
12, cuando la cantidad de adsorción de FOS sobrepasa de la cantidad
GX predeterminada. Obsérvese que en esta realización, una vez que se
inicia el funcionamiento a ralentí, cuando la cantidad de adsorción
de FOS sobrepasa de la cantidad GX predeterminada, se reduce la
cantidad de EGR. Incluso cuando ya no se está en funcionamiento a
ralentí, siempre que la cantidad de adsorción de FOS sea superior
que la cantidad GX predeterminada, la cantidad de EGR continúa
reduciéndose. Cuando la cantidad de adsorción de FOS se vuelve
inferior a la cantidad GX predeterminada, la cantidad de EGR aumenta
hasta una cantidad según el estado de funcionamiento.
Obsérvese que en el ejemplo mostrado en la figura
13, cuando debe reducirse la cantidad de EGR, la cantidad de EGR se
hace cero. Es decir, se detiene la recirculación del gas de EGR.
Además, en lugar de reducir la cantidad de EGR en
la figura 13, también es posible adelantar el momento de la
inyección, acortar el intervalo entre la inyección piloto y la
inyección principal o detener o bien la inyección piloto o bien la
inyección posterior.
La figura 14 muestra la rutina de tratamiento de
las FOS para trabajar con la realización mostrada en la figura
13.
Haciendo referencia a la figura 14, en primer
lugar, en la etapa 100, se calcula la tasa de adsorción de FOS. En
la figura 15, se muestra la rutina para calcular la tasa de
adsorción de FOS. A continuación, en la etapa 200, se calcula la
velocidad de adsorción de FOS. En la figura 20, se muestra la rutina
para el cálculo de la velocidad de adsorción de FOS. Luego, en la
etapa 300, se calcula la cantidad de adsorción de FOS. En la figura
23, se muestra la rutina para el cálculo de la cantidad de adsorción
de FOS. A continuación, en la etapa 400, se controla el gas de EGR.
En la figura 25, se muestra la rutina para el control del gas de
EGR.
Haciendo referencia a la rutina para el cálculo
de la tasa de adsorción de FOS mostrada en la figura 15, en primer
lugar, en la etapa 101, se calcula la temperatura TCT del
catalizador que sirve como la referencia en estado estacionario.
Esta temperatura TCT del catalizador en estado estacionario de
referencia se halla por adelantado mediante experimentos y se
almacena como una función de la cantidad de inyección de combustible
y la velocidad del motor en la forma de un mapa, tal como se muestra
en la figura 16, por adelantado en la memoria 42. A continuación, en
la etapa 102, se calcula la temperatura TCA del catalizador en
estado estacionario de corrección corrigiendo la temperatura TCT del
catalizador en estado estacionario de referencia, basándose en la
temperatura del agua de refrigeración del motor, etc., tal como se
muestra en la siguiente ecuación:
TCA = TCT + KWT
+ KTA +
KSP
Aquí, KTW es una función de corrección del agua
TW de refrigeración del motor tal como se muestra en la figura
17(A), KTA es una función de corrección de la temperatura TA
del aire de admisión tal como se muestra en la figura 17(B) y
KSP es un coeficiente de corrección de la velocidad SP del vehículo
tal como se muestra en la figura 17(C). Obsérvese que si
aumenta la velocidad SP del vehículo, se enfría el catalizador 25
por el aire que corre. Por tanto, tal como se muestra en la figura
17(C), cuanto mayor es la velocidad SP del vehículo, menor es
el coeficiente KSP de corrección.
Luego, en la etapa 103, se calcula la temperatura
TCE estimada actual del catalizador 25 basándose en la siguiente
ecuación:
TCE =
TCE_{n-1} + (TCA - TCE_{n-1})\ /\
constante\ de\
tiempo
Aquí, TCE_{n-1} muestra la
temperatura TCE del catalizador estimada, calculada en el momento
del ciclo de tratamiento anterior. Además, la constante de tiempo,
tal como se muestra en la figura 18, es una función de la cantidad
GA de aire de admisión. Esta constante de tiempo se vuelve mayor
cuando se vuelve inferior la cantidad GA de aire de admisión. En la
ecuación anterior, (TCA - TCE_{n-1}) / constante
de tiempo muestra el retraso de seguimiento de la temperatura del
catalizador 25. Cuando la cantidad GA de aire de admisión es
pequeña, muestra que cuando cambia el estado de funcionamiento, la
temperatura del catalizador 25 se aproxima lentamente a la
temperatura del catalizador 25 según el nuevo estado de
funcionamiento. Por otra parte, cuando la cantidad GA de aire de
admisión se vuelve mayor, la constante de tiempo se convierte en
1,0. En este momento, TCE = TCA. Es decir, se hace que la
temperatura TCA del catalizador constante de corrección calculada
sea la temperatura TCE del catalizador estimada, como tal.
A continuación, en la etapa 104, la tasa R_{S}
de adsorción de FOS según la temperatura TCE del catalizador
estimada se calcula a partir de la relación mostrada en la figura
19. Esta tasa R_{S} de adsorción de FOS es sustancialmente la
misma que la mostrada en la figura 5.
De esta manera, se calcula la temperatura TCE del
catalizador estimada, y se calcula la tasa R_{S} de adsorción de
FOS a partir de la temperatura TCE del catalizador estimada. Sin
embargo, es posible detectar directamente la temperatura TC del
catalizador 25 y calcular la tasa R_{S} de adsorción de FOS a
partir de la relación mostrada en la figura 5, basándose en la
temperatura TC detectada.
Luego, se explicará la rutina para el cálculo de
la velocidad de adsorción de FOS mostrada en la figura 20. Obsérvese
que la velocidad de adsorción de FOS muestra la cantidad de
adsorción de FOS por segundo (g/s).
Haciendo referencia a la figura 20, en primer
lugar, en la etapa 201, se calcula la cantidad de FOS que sale por
segundo (g/s) de las cámaras 5 de combustión. Esta cantidad GFOS de
escape de FOS (g/s) se halla por adelantado mediante experimentos y
se almacena como una función de la cantidad de inyección de
combustible y la velocidad del motor en la forma de un mapa, tal
como se muestra en la figura 21, por adelantado en la memoria 42. A
continuación, en la etapa 102, se calcula el coeficiente KG de
corrección para la cantidad GFOS de escape de FOS. La cantidad GFOS
de escape de FOS es una función de la temperatura TW del agua y de
la temperatura TA de admisión. Esta cantidad GFOS de escape de FOS
se vuelve mayor cuanto menor es la temperatura TW del agua y se
vuelve mayor cuanto menor es la temperatura TA de admisión. Por
tanto, el coeficiente KG de corrección es una función de la
temperatura TW del agua y de la temperatura TA de admisión y se
almacena como una función de la cantidad de inyección de combustible
y la velocidad del motor en la forma de un mapa, tal como se muestra
en la figura 22, por adelantado en la ROM 42.
A continuación, en la etapa 203, se calcula la
reducción GR de las FOS que salen de las cámaras 5 de combustión.
Por ejemplo, si se reduce la cantidad de EGR, se reduce la cantidad
de escape de FOS. Esta reducción GR de las FOS de escape se calcula
mediante la rutina explicada más adelante. En la etapa 203, se lee
la reducción GR de las FOS de escape así calculada.
Luego, en la etapa 204, se calcula la cantidad
GSO de escape de FOS final (g/s) basándose en la siguiente
ecuación:
GSO =
GFOS\cdot KG -
GR
A continuación, en la etapa 205, la cantidad GSO
de escape de FOS final (g/s) se multiplica por la tasa R_{S} de
adsorción de FOS de modo que se calcula la velocidad SS de adsorción
de FOS (g/s) (= GSO\cdotR_{S}).
A continuación, se explicará la rutina para
calcular la cantidad de adsorción de FOS mostrada en la figura
23.
Haciendo referencia a la figura 23, en primer
lugar, en la etapa 301, se calcula la velocidad R_{com} de
combustión de FOS que muestra la cantidad de combustión por segundo
(g/s) de las FOS adsorbidas sobre el catalizador 25. Esta velocidad
R_{com} de combustión de FOS es una función de la temperatura TCE
del catalizador estimada, tal como se muestra en la figura 24.
Cuando la temperatura TCE del catalizador estimada es de
aproximadamente 120ºC a 130ºC o más, la velocidad se vuelve mayor,
cuanto mayor es la temperatura TCE del catalizador estimada.
Luego, en la etapa 302, la velocidad R_{com} de
combustión de FOS (g/s) se resta de la velocidad SS de adsorción de
FOS (g/s) para calcular la cantidad RFOS de fluctuación (g/s) = SS -
R_{com}) por segundo de las FOS adsorbidas sobre el catalizador
25. A continuación, en la etapa 303, se calcula la cantidad GG_{n}
de adsorción de FOS, basándose en la siguiente ecuación:
GG_{n} =
GG_{n-1} + RFOS\cdot \Delta
t
Aquí, GG_{n-1} muestra la
cantidad de adsorción de FOS en el momento del ciclo de tratamiento
anterior. \Deltat muestra el tiempo transcurrido desde el ciclo de
tratamiento anterior hasta el ciclo de tratamiento actual.
De esta manera, se calcula la cantidad GG_{n}
de adsorción de FOS. La cantidad GG_{n} de adsorción de FOS
calculada se almacena en la memoria RAM 45 de seguridad. A
continuación, en la etapa 304, se guarda la cantidad GG_{n} de
adsorción de FOS mediante el valor GG_{max} del límite superior y
el valor GG_{min} del límite inferior. Es decir, cuando GG_{n}
< GG_{min}, se hace que GG_{n} sea G_{min}, mientras que
cuando GG_{n} > GG_{max}, se hace que GG_{n} sea
GG_{max}. En esta realización GG_{min} se hace 0.
A continuación, se explicará la rutina para el
control del gas de EGR mostrada en la figura 25.
Haciendo referencia a la figura 25, en primer
lugar, en la etapa 401, se calcula el coeficiente KE de control de
la EGR. Este coeficiente KE de control de la EGR es una función de
la cantidad GG_{n} de adsorción de FOS, tal como se muestra en la
figura 26 y, cuando la cantidad GG_{n} de adsorción de FOS es
inferior a aproximadamente 15 (g), KE se vuelve cero. Además, cuando
la cantidad GG_{n} de adsorción de FOS es de entre aproximadamente
15 (g) y aproximadamente 25 (g), KE aumenta desde 0 hasta 1,0 según
aumenta la cantidad GG_{n} de adsorción de FOS y, cuando la
cantidad GG_{n} de adsorción de FOS es superior a aproximadamente
25 (g), KE se vuelve 1,0.
A continuación, en la etapa 402, se calcula la
cantidad \DeltaGAO de aire de corrección que ha de añadirse a la
cantidad GAO de aire de admisión objetivo mostrada en la figura
2(B). Esta cantidad \DeltaGAO de aire de corrección se
almacena como una función de la cantidad de inyección de combustible
y la velocidad del motor en la forma de un mapa, tal como se muestra
en la figura 27, por adelantado en la ROM 42. Tal como se explicó
anteriormente, la válvula 28 de control de la EGR se controla de
modo que la cantidad de aire de admisión se convierta en la cantidad
GAO de aire de admisión objetivo. La cantidad \DeltaGAO de aire de
corrección que ha de añadirse a la cantidad GAO de aire de admisión
objetivo se fija en un valor en el que la válvula 28 de control de
la EGR queda completamente cerrada.
A continuación, en la etapa 403, se añade
\DeltaGAO\cdotKE a la cantidad GAO de aire de admisión objetivo
mostrada en la figura 2(B), mediante lo cual se calcula la
cantidad GAO de aire de admisión objetivo final. La válvula 28 de
control de la EGR se controla de modo que la cantidad de aire de
admisión se convierta en esta cantidad GAO de aire de admisión
objetivo final.
Cuando KE = 0, la cantidad GAO de aire de
admisión objetivo es tal como se muestra en la figura 2(B).
Es decir, tal como se entenderá a partir de la figura 26, cuando la
cantidad GG_{n} de adsorción de FOS es una cantidad pequeña
inferior a aproximadamente 15 (g), no se produce humo blanco. En
este momento, la cantidad de EGR no se reduce particularmente. Por
otra parte, cuando la cantidad GG_{n} de adsorción de FOS se
vuelve superior a aproximadamente 25 (g) y KE = 1,0, se añade la
cantidad \DeltaGA de aire de corrección como tal a la cantidad GAO
de aire de admisión objetivo mostrada en la figura 2(B). Como
resultado, aumenta la cantidad de aire de admisión, se detiene la
recirculación del gas de EGR y aumenta la cantidad de aire de
escape.
Si la cantidad GG_{n} de adsorción de FOS se
vuelve superior de esta manera, aumenta la cantidad de aire de
escape, de modo que las FOS se queman bien y, por tanto, puede
suprimirse la producción de humo blanco. Además, en este momento, se
detiene la recirculación del gas de EGR, de modo que la cantidad de
escape de las FOS desde las cámaras 5 de combustión se reduce y, por
tanto, puede suprimirse la adsorción de FOS sobre el catalizador
25.
Luego, en la etapa 404, se calcula la reducción
GRE en las FOS que salen de las cámaras 5 de combustión cuando se
detiene la recirculación del gas de EGR. Se halla por adelantado la
reducción GRE de las FOS de escape mediante experimentos y se
almacena como una función de la cantidad de inyección de combustible
y la velocidad del motor en la forma de un mapa, tal como se muestra
en la figura 28, por adelantado en la ROM 42. A continuación, en la
etapa 405, multiplicando la reducción GRE de las FOS de escape de
referencia por el coeficiente KE de control de la EGR, se calcula la
reducción GR (= GRE\cdotKE) de las FOS de escape. Esta reducción
GR de las FOS de escape se lee en la etapa 203 de la figura 20.
De esta manera, en esta realización, la adsorción
de FOS se suprime mientras se suprime la producción de humo blanco
al detener la recirculación de gas de EGR. La figura 29 muestra otra
rutina de tratamiento para FOS, ejecutada simultáneamente además de
la acción de detener el gas de EGR, de modo que se suprima la
adsorción de FOS. En esta rutina de tratamiento, se adelanta el
momento de la inyección para suprimir adicionalmente la adsorción de
FOS. Obsérvese que las etapas 100, 200 y 300 en la figura 29 son las
mismas que las etapas 100, 200 y 300 mostradas en la figura 14.
Es decir, con referencia a la figura 29, en
primer lugar, en la etapa 100, se calcula la tasa de adsorción de
FOS mediante la rutina mostrada en la figura 15. A continuación, en
la etapa 200, se calcula la velocidad de adsorción de FOS mediante
la rutina mostrada en la figura 20. Luego, en la etapa 300, se
calcula la cantidad de adsorción de FOS mediante la rutina mostrada
en la figura 23. A continuación, en la etapa 400, se controla la
inyección. Esta rutina de control de la inyección se muestra en la
figura 30.
Haciendo referencia a la figura 30, en primer
lugar, en la etapa 401, se calcula un coeficiente KI de control del
momento de la inyección. Este coeficiente KI de control del momento
de la inyección, tal como se muestra en la figura 31, es una función
de la cantidad GG_{n} de adsorción de FOS. Cuando la cantidad
GG_{n} de adsorción de FOS es inferior a aproximadamente 15 (g),
KI = 0. Cuando la cantidad GG_{n} de adsorción de FOS es de entre
15 (g) y aproximadamente 25 (g), el coeficiente se eleva desde 0
hasta 1,0 junto con el aumento de la cantidad GG_{n} de adsorción
de FOS. Cuando la cantidad GG_{n} de adsorción de FOS es superior
a aproximadamente 25 (g), KI se vuelve 1,0.
A continuación, en la etapa 402, se calcula el
adelanto \DeltaI\theta para adelantar el momento I\theta de
inyección predeterminado según el estado de funcionamiento del
motor. Este adelanto \DeltaI\theta de corrección se almacena
como una función de la cantidad de inyección de combustible y la
velocidad del motor en la forma de un mapa, tal como se muestra en
la figura en la figura 32, por adelantado en la ROM 42. Luego, en la
etapa 403, se adelanta el adelanto I\theta del momento de la
inyección exactamente el adelanto \DeltaI\theta de corrección
multiplicado por el coeficiente KI de control del momento de
inyección.
Cuando KI = 0, el momento I\theta de inyección
se convierte en el momento fijado originalmente. Es decir, tal como
se entenderá a partir de la figura 31, cuando la cantidad GG_{n}
de adsorción de FOS es una cantidad pequeña inferior a
aproximadamente 15 (g), el momento I\theta de inyección no se
adelanta particularmente. Por otra parte, cuando la cantidad
GG_{n} de adsorción de FOS se vuelve superior a aproximadamente 25
(g) y KI = 1,0, el momento I\theta de inyección se adelanta
exactamente el avance \DeltaI\theta de corrección. Cuando se
adelanta el momento I\theta de inyección, la cantidad de escape de
FOS desde las cámaras 5 de combustión se reduce y, por tanto, puede
suprimirse la adsorción de FOS sobre el catalizador 25.
A continuación, en la etapa 404, se calcula la
reducción GRI de las FOS que salen de una cámara 5 de combustión
cuando se adelanta el momento I\theta de inyección exactamente el
avance \DeltaI\theta de corrección. Esta reducción GRI de las
FOS de escape de referencia se halla por adelantado a partir de
experimentos y se almacena como una función de la cantidad de
inyección de combustible y la velocidad del motor en la forma de un
mapa, tal como se muestra en la figura 33, por adelantado en la ROM
42. Luego, en la etapa 405, la reducción GRI de las FOS de escape de
referencia se multiplica por el coeficiente KI de control del
momento de inyección para calcular la reducción GR de las FOS de
escape (= GRI\cdotKI). Esta reducción GR de las FOS de escape se
lee en la etapa 203 de la figura 20.
En el ejemplo mostrado en la figura 30, cuando
debe suprimirse la adsorción de las FOS, se adelanta el momento
I\theta de inyección. En este momento, sin embargo, tal como se
explicó anteriormente, en lugar de adelantar el momento I\theta de
inyección, también es posible acortar el intervalo entre la
inyección piloto y la inyección principal o detener o bien la
inyección piloto o bien la inyección posterior.
Además, en la realización mostrada en la figura
1, está dispuesto un catalizador 25 de oxidación en el conducto de
escape del motor. Sin embargo, en lugar de este catalizador 25,
también es posible disponer un catalizador de tres vías del tipo de
reducción y almacenamiento de NO_{x} que absorbe NO_{x} del gas
de escape cuando la relación aire-combustible en el
gas de escape del flujo de entrada es pobre y que libera y reduce el
NO_{x} absorbido cuando la relación
aire-combustible del gas de escape del flujo de
entrada se enriquece. Además, también es posible disponer un filtro
de partículas en lugar del catalizador 25 de oxidación y
posiblemente hacer que el filtro de partículas soporte el anterior
catalizador de tres vías del tipo de reducción y almacenamiento de
NO_{x}.
Resumiendo los efectos de la invención, según la
presente invención, tal como se explicó anteriormente, es posible
suprimir la producción de humo blanco.
Aunque esta invención se ha descrito con
referencia a realizaciones específicas elegidas con el fin de
ilustración, debe ser evidente que podrían realizarse numerosas
modificaciones a las mismas por los expertos en la técnica sin
apartarse del concepto básico y el alcance de la invención.
Claims (12)
1. Dispositivo de purificación de escape en un
motor de combustión interna, en el que está dispuesto un catalizador
de purificación de escape en un conducto de escape de un motor y las
fracciones orgánicas solubles de partículas contenidas en el gas de
escape se adsorben y depositan sobre el catalizador cuando la
temperatura del catalizador es inferior a una temperatura de
combustión del límite inferior de dichas fracciones orgánicas
solubles, comprendiendo dicho dispositivo:
un medio de evaluación para evaluar si podría
producirse humo blanco debido a las fracciones orgánicas solubles
adsorbidas sobre el catalizador y
un medio de control del aire de escape para
aumentar la cantidad de aire de escape que sale del motor cuando se
considera que podría producirse humo blanco.
2. Dispositivo de purificación de escape de un
motor de combustión interna según la reivindicación 1, en el que
dicho medio de evaluación evalúa si podría producirse humo blanco
cuando se considera que la cantidad de adsorción de fracciones
orgánicas solubles sobre el catalizador es superior a una cantidad
predeterminada.
3. Dispositivo de purificación de escape en un
motor de combustión interna según la reivindicación 1, en el que
dicho medio de evaluación evalúa que podría producirse humo blanco
cuando se considera que una cantidad de adsorción de fracciones
orgánicas solubles sobre el catalizador es superior a una cantidad
predeterminada y se considera que la temperatura del catalizador es
superior a una temperatura de combustión del límite inferior de
dichas fracciones orgánicas solubles.
4. Dispositivo de purificación de escape de un
motor de combustión interna según la reivindicación 1, en el que
dicho medio de evaluación evalúa que podría producirse humo blanco
cuando se considera que una cantidad de adsorción de fracciones
orgánicas solubles sobre el catalizador es superior a una cantidad
predeterminada y se aumenta la carga del motor a más de una
velocidad de aumento predeterminado.
5. Dispositivo de purificación de escape de un
motor de combustión interna según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, en el que se considera que una cantidad de
adsorción de las fracciones orgánicas solubles sobre el catalizador
es superior a una cantidad predeterminada cuando el motor se hace
funcionar durante más de un tiempo predeterminado en el estado en el
que la temperatura del catalizador es inferior que la temperatura de
combustión del límite inferior de las fracciones orgánicas
solubles.
6. Dispositivo de purificación de escape de un
motor de combustión interna según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, en el que se considera que una cantidad de
adsorción de las fracciones orgánicas solubles sobre el catalizador
es superior a una cantidad predeterminada cuando se continúa el
funcionamiento a ralentí durante más de un tiempo
predeterminado.
7. Dispositivo de purificación de escape de un
motor de combustión interna según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, que comprende además un medio de cálculo
para calcular una velocidad de adsorción de las fracciones orgánicas
solubles sobre el catalizador y una velocidad de combustión de las
fracciones orgánicas solubles sobre el catalizador y para calcular
la cantidad de adsorción de las fracciones orgánicas solubles sobre
el catalizador, basándose en la velocidad de adsorción y la
velocidad de combustión.
8. Dispositivo de purificación de escape de un
motor de combustión interna según la reivindicación 1, en el que
dicho medio de control del aire de escape aumenta la cantidad de
aire de escape reduciendo la cantidad de recirculación de gas de
escape.
9. Dispositivo de purificación de escape de un
motor de combustión interna según la reivindicación 1, en el que
dicho medio de control del aire de escape aumenta la cantidad de
aire de escape aumentando la velocidad del motor.
10. Dispositivo de purificación de escape en un
motor de combustión interna según la reivindicación 1, que comprende
además:
un medio de evaluación para evaluar si una
cantidad de adsorción de las fracciones orgánicas solubles sobre el
catalizador es superior a una cantidad predeterminada y
un medio de control de escape de las fracciones
orgánicas solubles para reducir una cantidad de escape de fracciones
orgánicas solubles desde una cámara de combustión, cuando se
considera que una cantidad de adsorción de las fracciones orgánicas
solubles sobre el catalizador es superior a una cantidad
predeterminada.
11. Dispositivo de purificación de escape de un
motor de combustión interna según la reivindicación 10, en el que
dicho medio de control de escape de las fracciones orgánicas
solubles reduce la cantidad de escape de fracciones orgánicas
solubles desde las cámaras de combustión reduciendo la cantidad de
recirculación de gas de escape en un conducto de admisión de un
motor.
12. Dispositivo de purificación de escape de un
motor de combustión interna según la reivindicación 10, en el que
dicho medio de control de escape de las fracciones orgánicas
solubles reduce la cantidad de escape de fracciones orgánicas
solubles desde las cámaras de combustión, mediante al menos uno de
adelantar el momento de la inyección, acortar el intervalo entre la
inyección piloto y la inyección principal y detener o bien la
inyección piloto o bien la inyección posterior.
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