ES2259436T3 - Procedimiento de control para la regeneracion de un filtro de particulas. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de mando de un sistema de motorización que comprende un motor (1), un filtro de partículas (3) que recibe gases de escape del motor (1) con el fin de retener las partículas de los gases de escape, tratando el procedimiento informaciones y gobernando el motor (1) para obtener la regeneración del filtro de partículas (3) cuando sea necesario, caracterizado porque el procedimiento establece una estimación de la tasa de dilución (Pdil) de combustible en el aceite, permitiendo el procedimiento la regeneración (39) si la estimación de la tasa de dilución (Pdil) es inferior a un umbral de dilución predeterminado (Sdil, 37).

Description

Procedimiento de control para la regeneración de un filtro de partículas.

La invención se refiere a un procedimiento de mando o control para la regeneración de un filtro de partículas que equipa un grupo motopropulsor de un vehículo.

La heterogeneidad de los procesos de combustión en los motores de mezcla pobre, en particular en los motores Diesel, tiene por efecto generar partículas de carbono, que no pueden ser quemadas eficazmente en el motor. Esto se traduce por ejemplo en la aparición, en la salida del tubo de escape, de humos negros. Este fenómeno es una fuente de contaminación que se busca reducir.

La presencia de un filtro de partículas en el tubo de escape del motor permite disminuir considerablemente la cantidad de partículas, polvos y otros hollines, emitidos a la atmósfera, y satisfacer las normas anticontaminación.

Dispositivos de regeneración controlados por un ordenador que permite quemar periódicamente las partículas retenidas en el filtro y evitar el taponamiento de este último. Las partículas de hollines son elementos esencialmente carbonosos, y su combustión consume oxígeno para formar gas carbónico.

Esto se efectúa elevando la temperatura en el seno del filtro de partículas hasta una temperatura del orden de 550 a 650ºC, temperatura a partir de la cual las partículas de carbono retenidas en el filtro se inflaman espontáneamente.

El desencadenamiento de la regeneración del filtro es controlado por un ordenador que determina si la regeneración debe tener lugar y, cuando está en curso, si puede continuar. Para esto, el ordenador recibe informaciones sobre el funcionamiento del vehículo. Estas informaciones comprenden por ejemplo las temperaturas del líquido de refrigeración del motor, de los gases aguas arriba y aguas abajo del filtro de partículas, la velocidad del vehículo, la masa de hollín acumulada en el filtro de partículas y la distancia recorrida desde la última regeneración.

El ordenador verifica condiciones sobre estas informaciones y no desencadena la regeneración más que si todas las condiciones son satisfechas. La regeneración es mantenida, incluso si ciertas condiciones ya no son satisfechas durante una duración inferior a un umbral determinado, del orden de uno a dos minutos. Si al menos una condición no es ya satisfecha durante una duración superior al citado umbral, entonces el proceso de regeneración es interrumpido.

Para desencadenar y mantener la regeneración, las condiciones de funcionamiento del motor son modificadas con el fin de aumentar la temperatura de los gases de escape antes de su paso al filtro de partículas. Estas modificaciones afectan a menudo a la inyección de combustible, que puede ser retardada para al menos un cilindro del motor. Estas modificaciones aumentan el consumo de combustible e igualmente la cantidad de combustible que se disuelve en el aceite del motor, pasando por el espacio entre el cilindro y el pistón.

Con una nueva generación de filtros de partículas catalíticos, que integran las funciones de silenciador catalítico y de filtro de partículas, se debe actuar a lo largo de toda la duración de la regeneración para mantener las condiciones que permitan la combustión de los hollines retenidos en el filtro. Los inconvenientes mencionados precedentemente se prolongan por consiguiente a lo largo de toda la duración de la regeneración. Además, son agravados en ciertas condiciones de funcionamiento del motor, en las cuales se aporta poco calor de forma natural a los gases de escape.

El documento US 2003/168039 A1 describe un procedimiento de regeneración de tal filtro, en el cual una presión de post-inyección es reducida para limitar la dilución del aceite del motor.

El aumento de la cantidad de combustible diluido en el aceite del motor tiene por efecto hacer variar las características del aceite, eventualmente hasta un punto en el cual el motor podría deteriorarse.

Es por consiguiente un objetivo de la invención proponer un procedimiento de un sistema de motorización de motor Diesel de un vehículo que comprende un filtro de partículas que limita la dilución del combustible en el aceite para evitar deteriorar el motor.

Con estos objetivos a la vista, la invención tiene por objeto un procedimiento de mando de un sistema de motorización que comprende un filtro de partículas que recibe gases de escape del motor para retener las partículas de los gases de escape, tratando el procedimiento informaciones y gobernado el motor para obtener la regeneración del filtro de partículas cuando sea necesario, caracterizado porque el procedimiento establece una estimación de la tasa de dilución de combustible en el aceite, permitiendo el procedimiento la regeneración si la estimación de la tasa de dilución es inferior a un umbral de dilución predeterminado.

Así, la regeneración es impedida si la tasa de dilución es demasiado importante. El motor es preservado contra un riesgo de deterioro.

Preferentemente, la variación de la tasa de dilución es evaluada por una primera función representativa de la evaporación del combustible cuando ninguna regeneración del filtro de partículas está en curso, y por una segunda función de partículas cuando una regeneración del filtro de partículas está en curso. Se simula bien así la diferencia de comportamiento según que una regeneración esté en curso o no.

Según un perfeccionamiento, la segunda función es la suma de la primera función y de una tercera función.

De manera ventajosa, la variación de la tasa de dilución es evaluada en función de la velocidad de rotación del motor y de una variable que representa la carga del motor. En efecto, estas variables influyen mucho en la variación de la tasa de dilución.

De manera particular, la variable que representa la carga motor es un caudal de combustible inyectado.

Preferentemente, la primera y la segunda función son memorizadas en forma de cartografías. Así, las funciones pueden ser puestas en práctica de manera simple, tras una fase de puesta a punto del sistema de motorización.

La invención se comprenderá mejor y otras particularidades y ventajas se harán evidentes con la lectura de la descripción que sigue, haciendo la descripción referencia a los dibujos adjuntos, entre los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática de un sistema de motorización de acuerdo con la invención;

- la figura 2 es un organigrama del control de regeneración del filtro de partículas.

Un sistema de motorización que pone en práctica el procedimiento de acuerdo con la invención y representado en la figura 1, comprende un motor 1 del tipo Diesel sobrealimentado mediante un turbocompresor 2 y en el cual los gases de escape son tratados por un filtro de partículas catalítico 3. El motor 1 es alimentado de aire por un circuito de aire que comprende una toma de aire 11, un compresor 12 y un turbocompresor 2, un conducto de descarga 13 y una tubería de admisión 14 que desemboca en cámaras de combustión del motor 1, estando representada una sola cámara 15.

Los gases de escape producidos por la combustión son evacuados de la cámara 15 por una tubería de escape 16, atraviesan una turbina 17 del turbocompresor, y después el filtro de partículas catalítico 3. Un circuito de reciclado de los gases de escape comprende una bifurcación 18 en la tubería de escape, una válvula de selección 19 que orienta los gases de escape hacia el conducto de descarga bien sea pasando por un refrigerador 20, bien sea por un conducto directo 21.

Un ordenador 24 recibe informaciones sobre el funcionamiento del sistema de motorización y controla el motor 1. Pone en práctica en particular el procedimiento de acuerdo con la invención.

El ordenador 24 determina si la regeneración debe ser activada o no. Para esto, establece si se satisfacen ciertos criterios. Cuando todos los criterios son satisfechos, se suministra una señal de mando de la regeneración. El ordenador mantiene la señal de mando de la regeneración a lo largo de una duración predeterminada D1 después de que al menos un criterio ya no se satisfaga.

De acuerdo con la invención, entre los criterios citados precedentemente, el ordenador tiene en cuenta un criterio sobre la tasa de dilución Pdil de combustible en el aceite del motor. La tasa de dilución es estimada por el ordenador y, si la estimación de la tasa de dilución Pdil es superior a un umbral de dilución Sdil predeterminado, el criterio ya no se satisface.

Para la elaboración de este criterio, se hace referencia al organigrama de la figura 2. En una etapa de inicialización 30, la estimación de la tasa de dilución Dpil es inicializada bien sea a un valor nulo si el aceite es nuevo, bien sea a un valor estimado precedentemente y memorizado. En la etapa de prueba 31, se orienta hacia una etapa 32 si no hay ninguna regeneración en curso, o hacia una etapa 33 en caso contrario.

Durante la etapa 32, una estimación de variación de la tasa de dilución dPdil es calculada por el opuesto del producto de una función Févap de evaporación del combustible y de un paso de tiempo dt. La función Févap es calculada a partir de una cartografía memorizada, en función de la velocidad de rotación N y del caudal de combustible Qc.

Durante la etapa 33, la estimación de variación de la tasa de dilución dPdil es calculada como en la etapa 32 con la adición además del producto de una función de regeneración Grégé de un paso de tiempo dt. La función de regeneración Grégé es calculada igualmente a partir de la cartografía memorizada, en función de la velocidad de rotación N y del caudal de combustible Qc.

Tras la evaluación de una de las etapas 32 ó 33, la nueva tasa de dilución Pdil(n) es calculada añadiendo a la tasa de dilución en el paso de tiempo precedente Pdil(n-1) la estimación de variación de la tasa de dilución dPdil.

En las etapas 35 a 36, se asegura que la tasa de dilución no será negativa. A continuación, en la etapa 37, la tasa de dilución Pdil es comparada con el umbral de dilución Sdil predeterminado: si es superior, el criterio no se satisface y se impide una regeneración (etapa 38). En caso contrario, se permite una regeneración (etapa 39).

En la etapa 40, se espera al transcurso del período de tiempo dt antes de proceder a un nuevo período de cálculo, tomando de nuevo la etapa 31.

La invención no está limitada al modo de realización que acaba de describirse únicamente a título de ejemplo. Se prodrán utilizar otras variables representativas de la carga del motor, tales como el caudal de aire o la presión de aire de admisión.

Claims (6)

1. Procedimiento de mando de un sistema de motorización que comprende un motor (1), un filtro de partículas (3) que recibe gases de escape del motor (1) con el fin de retener las partículas de los gases de escape, tratando el procedimiento informaciones y gobernando el motor (1) para obtener la regeneración del filtro de partículas (3) cuando sea necesario, caracterizado porque el procedimiento establece una estimación de la tasa de dilución (Pdil) de combustible en el aceite, permitiendo el procedimiento la regeneración (39) si la estimación de la tasa de dilución (Pdil) es inferior a un umbral de dilución predeterminado (Sdil, 37).

2. Procedimiento de mando según la reivindicación 1, en el cual la variación de la tasa de dilución (dPdil) es evaluada por una primera función (-Févap, 32) representativa de la evaporación del combustible cuando no hay ninguna regeneración del filtro de partículas en curso, y por una segunda función (33) cuando está en curso una regeneración del filtro de partículas.

3. Procedimiento de mando según la reivindicación 2, en el cual la segunda función (33) es la suma de la primera función (-Févap) y de una tercera función (Grégé).

4. Procedimiento de mando según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual la variación de la tasa de dilución (dPdil) es evaluada en función de la velocidad de rotación del motor (N) y de una variable (Qc) que representa la carga del motor.

5. Procedimiento de mando según la reivindicación 4, en el cual la variable que representa la carga motor es un caudal de combustible inyectado (Qc).

6. Procedimiento de mando según las reivindicaciones 2 ó 3, en el cual las funciones (Févap, Grégé) son memorizadas en forma de cartografías.