ES2342933T3 - Procedimiento para regular una instalacion de calefaccion de un filtro de particulas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para regular el mando de una instalación de calefacción, para la regeneración de un filtro de partículas insertado en la salida de los gases de escape de un motor de combustión interna, por ejemplo, de un motor diesel, en el que la contrapresión de los gases de escape, producida por el filtro de partículas, se registra como medida del estado de carga de hollín, del filtro de partículas, y se mide la contrapresión (SIST) de los gases de escape, cuando se cumplen las condiciones de, - que el motor se encuentra en marcha en vacío, - que está desconectada la realimentación (AGR) de los gases de escape y - que se han ajustado en la parte de la salida de los gases de escape, delante del filtro de partículas, las condiciones correspondientes a este estado funcional del motor y que a continuación, la señal (SIST) de la contrapresión de los gases de escape, se compara con un valor (SW) umbral que representa una carga suficiente de hollín para el disparo de una regeneración del filtro de partículas, y se libera para conexión la instalación de calefacción para disparar el proceso de regeneración, cuando la señal (SIST) registrada de la contrapresión de los gases de escape, sea mayor que el valor (SW) umbral.
Description
Procedimiento para regular una instalación de
calefacción de un filtro de partículas.
La invención se refiere a un procedimiento para
regular el mando de una instalación de calefacción, para la
regeneración de un filtro de partículas insertado en la salida de
los gases de escape de un motor de combustión interna, por ejemplo,
de un motor diesel.
Para la reducción de la producción de
partículas, en especial de una producción de hollín durante un
funcionamiento de motores diesel, se insertan en la salida de los
gases de escape del motor diesel, los llamados filtros diesel de
partículas, de manera que la corriente de los gases de escape se
conduzca a través del cuerpo de estos filtros de partículas. En
este proceso, en la superficie del lado de afluencia, del cuerpo del
filtro, se depositan las partículas contenidas en la corriente de
los gases de escape, en especial partículas de hollín. Partiendo de
un filtro de partículas en el que todavía no se ha depositado hollín
ninguno, en el transcurso del funcionamiento del motor diesel, se
deposita cada vez más hollín en la superficie del lado de afluencia,
del cuerpo del filtro. Sin embargo, para garantizar una
permeabilidad del filtro de partículas durante mayores espacios de
tiempo, de cuando en cuando es necesario retirar del filtro de
partículas, el hollín separado de la salida de los gases de escape.
La retirada del hollín, del filtro de partículas, se designa también
como regeneración.
Para la regeneración de un filtro semejante de
partículas, se conoce eliminar el hollín mediante una combustión
del hollín. Una eliminación del hollín depositado sobre la
superficie del lado de afluencia del filtro de partículas, se
presenta automáticamente, cuando la temperatura de los gases de
escape que afluyen a los filtros de partículas, es mayor que la
temperatura de ignición del hollín. Este es el caso en general en un
motor diesel, cuando está durante un cierto tiempo bajo una carga
determinada, por ejemplo, en el caso de un automóvil de turismo en
un trayecto rápido en autopista. No obstante, para efectuar una
regeneración y, por tanto, poder asegurar una capacidad de
funcionamiento reglamentaria de un filtro de partículas, también en
aquellos estados de carga del motor, en los que la temperatura de
los gases de escape esté situada por debajo de la temperatura de
ignición del hollín, se han dado a conocer procedimientos para en
función del estado de carga del filtro de partículas con hollín,
disparar una combustión del hollín. La combustión del hollín se
dispara mediante la aportación de energía térmica adicional, por
ejemplo, mediante elementos de calefacción termoeléctricos, o
mediante quemadores o medidas internas en el motor, que conduzcan a
una temperatura elevada de los gases de escape. Para que se pueda
llevar a cabo una regeneración reglamentaria del filtro de
partículas por combustión del hollín, es necesario que en la
superficie del lado de afluencia del filtro de partículas, se haya
acumulado una cierta cantidad de hollín. Si la cantidad de hollín
acumulada en el filtro de partículas, es demasiado pequeña, esto
puede conducir a una combustión incompleta del hollín. Por el
contrario, si la cantidad de hollín acumulada es demasiado grande,
esto puede conducir, en caso de una combustión de hollín, a un
deterioro del filtro de partículas.
Con este fin, según el procedimiento descrito en
el documento US 4,424,671 A, se registra la contrapresión de los
gases de escape, que reina en la salida de los gases de escape,
delante del filtro de partículas en la dirección de la corriente,
puesto que la contrapresión de los gases de escape es una medida del
estado de carga del filtro de partículas. Con la carga creciente de
hollín del filtro de partículas, aumenta la contrapresión de los
gases de escape. No obstante, la contrapresión reinante en esta zona
de la salida de los gases de escape, no sólo es función del estado
de carga del filtro de partículas, sino también en especial de otras
magnitudes funcionales, por ejemplo, del estado de carga del motor,
en el que se encuentra este en el momento del registro de la
contrapresión de los gases de escape. En automóviles en los que este
procedimiento encuentra aplicación, para la determinación del
estado de carga del filtro de partículas, se miden pues, no sólo la
señal de contrapresión de los gases de escape, sino otras
magnitudes que registran el estado funcional del motor y, en
especial, su estado de carga, como por ejemplo, el aire de
combustión alimentado al motor, el número de revoluciones del motor
y cosas semejantes. Con estas y otras magnitudes, para la
determinación del estado de carga del filtro de partículas, se
evalúa y valora la señal de la contrapresión de los gases de escape,
para eliminar las magnitudes perturbadoras que no permiten ninguna
conclusión sobre el estado de carga del filtro de partículas. Con
este fin, para la realización de un procedimiento semejante, por
ejemplo, en un automóvil o también en maquinaria de construcción
accionada con motor diesel, tienen que estar previstas varias
interfaces, para poder registrar y evaluar las magnitudes
necesarias a medir. Incluso cuando la creación de interfaces en caso
de una nueva concepción de un vehículo, pudiera ser menos
problemática, esto representa, no obstante, en general un criterio
de exclusión para reequipar un automóvil con un filtro diesel de
partículas que se deba de regenerar en determinados intervalos de
tiempo, en especial cuando esto se deba de efectuar con un gasto
justificable. Lo correspondiente es válido para maquinaria de
construcción.
El documento US 5,511,413 A describe que para la
determinación del estado de carga de hollín de un filtro de
partículas, junto a la presión, se registre adicionalmente la
temperatura de los gases de escape que afluyen al filtro de
partículas. Sin embargo, es necesario en el procedimiento descrito
en este documento, tener que registrar al menos dos magnitudes a
medir.
Partiendo de este discutido estado actual de la
técnica, la misión de esta invención se basa pues en perfeccionar
un procedimiento genérico citado al comienzo, de tal manera que con
este se pueda determinar con exactitud suficiente, una
determinación del estado de carga con hollín, de un filtro de
partículas insertado en la salida de los gases de escape, sin ser
necesaria forzosamente una interfaz para facilitar determinadas
magnitudes del estado funcional del motor.
Esta misión se resuelve según la invención, por
una parte haciendo que la contrapresión de los gases de escape,
producida por el filtro de partículas, se registre como medida del
estado de carga de hollín, del filtro de partículas, y se mida la
contrapresión de los gases de escape, cuando se cumplan las
condiciones de,
- -
- que el motor se encuentre en marcha en vacío,
- -
- que esté desconectada la realimentación de los gases de escape y
- -
- que se hayan ajustado en la parte de la salida de los gases de escape, delante del filtro de partículas, las condiciones correspondientes a este estado funcional del motor y
que a continuación la señal de la contrapresión
de los gases de escape, se compare con un valor umbral que
represente una carga suficiente de hollín para el disparo de una
regeneración del filtro de partículas, y se conecte, o se pueda
conectar, la instalación de calefacción para disparar el proceso de
regeneración, cuando la señal registrada de la contrapresión de los
gases de escape, sea mayor que el valor umbral. Esta solución se
aplica de preferencia para aquellos motores de combustión interna,
que están sometidos dinámicamente a un esfuerzo, y se vuelven a
encontrar otra vez en marcha en vacío, como es regularmente el caso
en automóviles.
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La misión precitada se resuelve por otra parte,
haciendo que dentro de un lapso operacional se registre
repetidamente la temperatura de los gases de escape que afluyen al
filtro de partículas, en función del número actual de revoluciones
del motor de combustión interna se evalúe con respecto a una
magnitud de carga del filtro de partículas, coordinada a este
estado funcional, se totalicen los resultados de la evaluación, se
compare la suma con un valor límite predeterminado que represente
como apropiado el estado de carga del filtro de partículas, para
una regeneración, y en caso de rebasar el valor límite, se libere la
conexión de la instalación de calefacción para disparar el proceso
de regeneración, y que después del proceso de regeneración comience
un nuevo lapso operacional. Esta solución se ofrece para la
utilización en aquellos motores de combustión interna que o bien
tan sólo raramente alcanzan un estado funcional en el que se lleve a
cabo una combustión automática del hollín, o bien en aquellos en
cuyo funcionamiento, en general, no están previstas o no se
presentan fases ningunas de marcha en vacío. Este es el caso en
general, en maquinaria de construcción accionada con motor diesel,
por ejemplo, para el accionamiento de sistemas hidráulicos.
En los dos procedimientos no se necesitan
básicamente otras magnitudes funcionales. Las magnitudes funcionales
necesarias se pueden registrar sin más, con sensores en caso de un
reequipamiento. Con ello los procedimientos propuestos son
apropiados en especial también para el reequipamiento de motores
existentes de combustión interna.
En el primer procedimiento citado no se necesita
básicamente ningún registro de otras magnitudes funcionales, para
la compensación de la señal registrada de contrapresión de los gases
de escape. Este procedimiento aprovecha el hecho de que la señal
registrable de contrapresión de los gases de escape en el caso del
motor que se encuentre en marcha en vacío y sin carga, se determina
muy ampliamente por el filtro de partículas y su estado de carga.
Para aumentar el contraste de la medición entre la contrapresión de
los gases de escape, que se ajusta con el filtro de partículas
descargado, y aquella que se ajusta con el filtro de partículas
cargado de hollín, antes del registro de la señal de la
contrapresión de los gases de escape, en los modernos motores diesel
se desconecta reglamentariamente la realimentación existente de los
gases de escape, lo que tiene como consecuencia un mayor transporte
de volumen dentro de la salida de los gases de escape. Después del
registro o medición de la señal de la contrapresión de los gases de
escape en el estado funcional descrito, se compara aquella con un
valor umbral que sirve como medida de la presencia de una carga
suficiente de hollín del filtro de partículas en el que se ha
depositado una cantidad suficiente de hollín en el filtro, para
poder disparar una regeneración reglamentaria. Si se rebasa este
valor umbral, básicamente se puede disparar una combustión del
hollín, conectando la instalación de calefacción, por ejemplo,
haciendo circular la corriente por una instalación termoeléctrica
de calefacción. No obstante, para impedir una combustión demasiado
prematura del hollín, como consecuencia de una señal defectuosa de
la contrapresión de los gases de escape, en un perfeccionamiento
ventajoso de este procedimiento, está previsto que la instalación de
calefacción no se conecte hasta que la señal registrada de la
contrapresión de los gases de escape, de la fase de marcha en vacío
inmediatamente precedente o de dos o más fases de marcha en vacío
inmediatamente precedentes, haya rebasado el valor umbral.
En el empleo del procedimiento en un automóvil
se lleva a cabo una regeneración del filtro de partículas, o bien
mediante disparo activo de una regeneración en la forma y manera
descritas, o bien haciendo que debido a un estado predeterminado de
carga del motor, de mayor permanencia, la temperatura de los gases
de escape en el filtro de partículas, sea suficientemente alta para
que se lleve a cabo automáticamente una regeneración del filtro de
partículas. No obstante, para el caso de que no se hubiese ajustado
ni uno ni otro estado y, por tanto, no hubiera tenido lugar una
regeneración del filtro de partículas, es conveniente disparar
activamente una regeneración cuando haya transcurrido un
determinado lapso operacional predefinido. La medición de un lapso
operacional semejante, puede ser, por ejemplo, un intervalo temporal
por encima del tiempo de funcionamiento del motor, y/o en un
automóvil, también el camino recorrido. Si finaliza un lapso
operacional semejante, se disparará activamente una regeneración
del filtro de partículas.
En el caso del segundo procedimiento citado se
necesita básicamente tan sólo un sensor de temperatura, para el
registro de la temperatura de los gases de escape que afluyen al
filtro de partículas. Se puede realizar sin más una toma del número
de revoluciones del motor, en especial también sin necesitar
forzosamente una interfaz en el sistema de dirección del motor. A
este procedimiento sirve de base el conocimiento de que con número
de revoluciones constante, para un aumento de la carga aumenta la
temperatura de los gases de escape. El funcionamiento de un motor
de combustión interna bajo carga superior, a causa de la mayor
cantidad de combustible necesaria para la combustión, tiene como
consecuencia asimismo una mayor producción de hollín. Por
consiguiente, esta magnitud se puede recabar como medida del
crecimiento actual respectivo de carga del filtro de partículas.
Mediante mediciones temperatura - número de revoluciones, repetidas
dentro de un lapso operacional, se pueden sacar conclusiones sobre
el estado actual de carga de hollín del filtro de partículas. Las
magnitudes de carga determinadas a partir de los datos registrados
de temperatura y número de revoluciones, se totalizan para poder
sostener la carga de hollín del filtro de partículas, creciente
durante la duración del funcionamiento del motor de combustión
interna en este lapso operacional. Si la carga actual de hollín del
filtro de partículas, determinada de este modo y manera, alcanza un
valor límite predeterminado, que está seleccionado de manera que el
estado de carga del filtro de partículas sea apropiado para el
disparo de una combustión de hollín, que, no obstante, por otra
parte puede estar seleccionado también de manera que el estado de
carga no haya alcanzado todavía ninguna magnitud crítica que
perjudicaría el funcionamiento del motor de combustión interna, o
con la que en caso de una combustión del hollín existiría el peligro
de que se pudiera dañar el filtro de partículas, al alcanzar o
rebasar este valor límite, se libera la conexión de la instalación
de calefacción, con lo que básicamente se puede iniciar una
combustión de hollín. En cada caso según el funcionamiento del
procedimiento, con la liberación de la conexión de la instalación de
calefacción, esta se puede conectar al mismo tiempo, de manera que
la combustión del hollín se desencadene con la liberación de la
conexión, o la instalación de calefacción no se conecte hasta una
nueva condición, por ejemplo, que el motor marche en un determinado
estado funcional. La dependencia de la conexión de la instalación de
calefacción, de la existencia de un determinado estado funcional
del motor, tiene la consecuencia de que se puede disparar la
combustión del hollín cuando se dé un estado del motor lo más
óptimo posible para una combustión del hollín. En función del
estado funcional actual del motor, la combustión de hollín disparada
puede presentar diferentes resultados de regeneración con respecto
a la porción regenerada de superficie del filtro. Por consiguiente,
para el disparo del proceso de regeneración es conveniente, después
de liberar la conexión de la instalación de calefacción, esperar
primeramente dentro de un periodo predeterminado de tiempo, si el
motor se ha puesto en un estado funcional semejante. Esto se lleva
a cabo dentro de un periodo predeterminado de tiempo, para que en
caso de un transcurso infructuoso del mismo, se conecte en todo
caso la instalación de calefacción, para iniciar la combustión del
hollín. Dentro de este periodo de tiempo puede estar previsto
reducir las exigencias con respecto a la calidad del resultado de
la regeneración, para un determinado estado funcional del motor.
En el marco de estas realizaciones hay que
distinguir entre los conceptos "liberar la conexión " y
"conectar". Una instalación de calefacción está liberada para
conectar cuando se cumple una primera condición. En cada caso según
el acondicionamiento del procedimiento, con la liberación para
conectar, se puede llevar a cabo también al mismo tiempo, el
encendido del hollín mediante la conexión de la instalación de
calefacción. Según otros acondicionamientos, la instalación de
calefacción no se conecta hasta que se cumplan otra u otras
condiciones. Por consiguiente, en último caso, los momentos de la
liberación de la conexión, y de la conexión, por lo general están
separados uno de otro.
A continuación se describe la invención de la
mano de ejemplos de realización, con referencia a las figuras
anexas. Se muestran:
Figura 1: Un diagrama de flujo para la
representación de un procedimiento para regular el mando de una
instalación termoeléctrica de calefacción, para la regeneración de
un filtro de partículas insertado en la salida de los gases de
escape de un motor diesel de un automóvil.
Figura 2: Un diagrama que representa el campo de
acción de otro procedimiento para regular el mando de una
instalación termoeléctrica de calefacción, para la regeneración de
un filtro de partículas insertado en la salida de los gases de
escape de un motor diesel de un automóvil.
En el procedimiento representado en la figura 1,
en cada fase de marcha en vacío del motor, se determina el estado
de carga de hollín del filtro de partículas, mediante la medición de
la contrapresión S_{IST} de los gases de escape. Para asegurar
que en la salida de gases de escape delante del filtro de
partículas, predominan condiciones muy ampliamente constantes de la
contrapresión de los gases de escape, no se lleva a cabo una
medición de la contrapresión S_{IST} de los gases de escape en el
acondicionamiento descrito, hasta después de que el estado de
marcha en vacío se haya estabilizado cinco segundos. Al alcanzar el
número de revoluciones de marcha en vacío, se desconecta la
realimentación AGR de los gases de escape. Con la medición
propiamente dicha de la contrapresión de los gases de escape se
espera hasta que se hayan ajustado condiciones suficientemente
constantes en esta parte de la salida de gases de escape para la
medición de la contrapresión de los gases de escape. Básicamente se
puede esperar un intervalo de tiempo predeterminado o predefinido,
adaptado a la situación funcional, hasta que se efectúe la medición
de la contrapresión de los gases de escape. Según otro
acondicionamiento está previsto registrar la presión de los gases de
escape de forma continua, y utilizar para la evaluación posterior,
aquel valor que corresponda dentro de ciertos límites de tolerancia,
a un número determinado de mediciones precedentes. La constancia
entonces ajustada de los valores determinados de la contrapresión
de los gases de escape, vale como medida de que en el sector de la
salida de los gases de escape, delante del filtro de partículas, se
han ajustado condiciones constantes. El registro de los números de
revoluciones, en su caso necesario, se puede efectuar sin más
mediante una toma en la dinamo del motor diesel.
La señal S_{IST} registrada de contrapresión
de los gases de escape, se compara a continuación con un valor
S_{W} umbral. La magnitud del valor S_{W} umbral representa una
contrapresión de los gases de escape, para la que se puede deducir
que la carga de hollín del filtro de partículas es suficientemente
grande para poder disparar una combustión reglamentaria de hollín.
Si la señal S_{IST} de la contrapresión de los gases de escape es
mayor que el valor S_{W} umbral, se genera una señal de disparo
que se aplica a un contador "registro del estado de carga". No
obstante, en el ejemplo representado de realización, por motivos de
redundancia de medición, no se inicia un disparo efectivo del
proceso de regeneración, hasta que tanto la señal S_{IST} de
contrapresión de los gases de escape, así como varias, por ejemplo
dos, señales de contrapresión de los gases de escape determinadas
inmediatamente antes, sean mayores que el valor S_{W} umbral.
Para el caso de que durante un determinado lapso
operacional, no se ajuste una marcha en vacío, en el ejemplo
representado de realización se registra también el tiempo de
funcionamiento del motor. El tiempo de funcionamiento del motor se
controla en otro contador "registro del tiempo de funcionamiento
del motor". Si dentro de un periodo predefinido de tiempo del
funcionamiento del motor diesel, no se lleva a cabo ninguna
regeneración disparada de otra manera, del filtro de partículas, se
dispara una regeneración del filtro de partículas, a causa de
rebasar el tiempo predefinido de funcionamiento del motor. El
periodo de tiempo predefinido, tras el cual se dispara una
regeneración del filtro, está dimensionado de manera que para un
funcionamiento promedio en carga del motor diesel, después del
transcurso de este periodo de tiempo, exista una carga suficiente de
hollín en el filtro de partículas, para poder efectuar una
regeneración reglamentaria.
El registro descrito del estado de carga y el
registro descrito del tiempo de funcionamiento del motor, sirven
pues para una determinación del estado de carga del filtro de
partículas.
Paralelamente a los dos registros descritos, se
efectúa asimismo un registro del estado de carga del motor diesel.
Este registro del estado de carga se puede reducir a registrar tan
sólo aquellos estados en los que se lleva a cabo automáticamente
una combustión de hollín y, por tanto, el motor diesel se encuentra
en un estado de carga predefinido, durante un determinado espacio
de tiempo, de manera que la temperatura de los gases de escape sea
suficientemente alta para disparar un autoencendido del hollín. Este
estado de carga se puede registrar, por ejemplo, mediante el número
de revoluciones del motor diesel, y mediante una observación de la
duración de la permanencia del motor diesel en este estado de carga.
Asimismo cabe imaginar un registro de la temperatura de los gases
de escape delante del filtro de partículas. Si el motor diesel
funciona en el estado de carga previsto para la auto regeneración,
más de un determinado periodo t_{x} de tiempo, se puede deducir
que el filtro de partículas se ha regenerado automáticamente. Si se
comprueba esto, se reponen los contadores para el registro del
tiempo de funcionamiento del motor, y para el registro del estado de
carga, mediante la determinación de la contrapresión de los gases
de escape.
Si se ha alcanzado el estado de carga antes
descrito para la auto regeneración del filtro de partículas, se
puede utilizar la fase siguiente de marcha en vacío, para adaptar el
valor S_{W} umbral a la contrapresión de los gases de escape del
filtro de partículas, que aumenta continuamente con el paso del
tiempo. Si no se limpia el filtro de partículas, se eleva la
contrapresión de los gases de escape ocasionada por el filtro de
partículas, en el transcurso de la duración del funcionamiento, por
acumulación paulatina de partículas de cenizas como restos
inevitables de los procesos de regeneración. La señal de
contrapresión de los gases de escape, registrada en esta fase de
marcha en vacío, representa con respecto a su dimensión, un valor
"nuevo" de la contrapresión de los gases de escape para el
filtro descargado de partículas. En función de la variación que se
presenta entre el valor actual del filtro descargado de partículas,
y el utilizado anteriormente como valor umbral, se adapta el valor
S_{W} umbral necesario para la comparación del valor umbral. El
valor S_{W} umbral se puede adaptar también con respecto a otro
factores, si esto fuera deseado o necesario.
En la fase del procedimiento designada en la
figura 1, como fase de decisión, se lleva a cabo la determinación
del momento cuando se dispara activamente una regeneración del
filtro de partículas. Esto se puede llevar a cabo, por una parte
cuando el contador del registro del estado de carga haya alcanzado
el valor predefinido mediante la determinación de la respectiva
contrapresión reinante de los gases de escape. Para el caso de que
la realimentación de los gases de escape debería de estar
desconectada, esta se conecta de nuevo. En el ejemplo representado
de realización, no se lleva a cabo una alimentación de corriente de
la instalación termoeléctrica de calefacción, hasta que el motor no
haya alcanzado, además, un determinado número H_{Umin} mínimo
determinado de revoluciones. Con mayor número de revoluciones que
el número de revoluciones de marcha en vacío, del sistema de un
automóvil se puede desviar una corriente mayor para alimentar la
instalación de calefacción. Si se ha rebasado este número
H_{Umin} de revoluciones, se alimenta de corriente la instalación
de calefacción y precisamente con intensidad paulatinamente
creciente de corriente, con lo que una conexión de la instalación
de calefacción, no se hace notar para un usuario, y se protege la
dinamo. La alimentación de corriente a la instalación de
calefacción hasta la aplicación de la misma con la intensidad máxima
de corriente, se puede extender, por ejemplo, durante dos
segundos.
En el ejemplo representado de realización, para
la conexión de la instalación termoeléctrica de calefacción, se
conecta la realimentación de los gases de escape, o permanece
conectada en caso de que en el momento de la generación de la
señal, aquella estuviese conectada, con lo que, por el menor
transporte de volumen respecto a un estado con realimentación
conectada de los gases de escape, es posible un calentamiento más
rápido dentro de la salida de los gases de escape. Para garantizar
una mejor combustión del hollín, después que la instalación de
calefacción haya sido alimentada con corriente durante un
determinado espacio T_{HR} de tiempo, con intensidad máxima de
corriente, se desconecta la realimentación de los gases de escape,
para que dentro de la salida de los gases de escape, delante del
filtro de partículas, esté contenida una mayor porción de oxígeno,
para favorecer la combustión del hollín. La instalación
termoeléctrica de calefacción permanece conectada durante un
periodo T_{H} de tiempo, y después se desconecta paulatinamente.
Este tiempo está previsto suficientemente largo para que en la
instalación de calefacción empleada, se haya iniciado en todo caso
una combustión del hollín. Después de un intervalo T_{R}
predefinido de tiempo se conecta de nuevo la realimentación de los
gases de escape, puesto que se parte de que en todo caso, hasta este
momento, se ha llevado a cabo una combustión completa del hollín.
Después de una regeneración exitosa, con la conexión de la
realimentación de los gases de escape, se realiza al mismo tiempo
una reposición de los dos contadores, "registro del tiempo de
funcionamiento del motor", así como "registro del estado de
carga".
Si mediante el contador "registro del estado
de carga" se dispara el proceso de regeneración, se lleva a cabo
al mismo tiempo una reposición del contador "registro del tiempo
de funcionamiento del motor".
Si durante el proceso de regeneración se
desconecta el motor, o antes de alcanzar el momento T_{R}, se
constata otra perturbación del proceso de regeneración, no se
reponen los contadores "registro del estado de carga" ni
"registro del tiempo de funcionamiento del motor", y en la
próxima oportunidad se comienza de nuevo la regeneración.
Para el caso de que dentro de un periodo
predefinido de tiempo de funcionamiento el motor, no haya tenido
lugar ninguna regeneración, el contador "registro del tiempo de
funcionamiento del motor" emitirá una señal de disparo.
La figura 2 muestra un diagrama temperatura -
número de revoluciones para la determinación de un campo de acción
para otro procedimiento para regular el mando de una instalación de
calefacción, para la regeneración de un filtro de partículas
insertado en la salida de los gases de escape de un motor diesel. En
el eje y está puesta la temperatura de los gases de escape,
en el lado de afluencia respecto al filtro de partículas. En el eje
x está puesto el número de revoluciones del motor. Los puntos
nodales del campo de acción señalado en este diagrama, representan
en función del número de revoluciones y del estado de carga del
motor para una determinada temperatura de los gases de escape,
medida en la zona de afluencia del filtro diesel de partículas, una
cantidad de carga de hollín que se deposita sobre el filtro de
partículas en este estado funcional del motor. En este
procedimiento se completa la carga de hollín del filtro de
partículas, determinando los resultados de la evaluación
resultantes de las mediciones actuales temperatura - número de
revoluciones según el campo de acción representado en la figura 2,
dentro de un cierto intervalo de tiempo, y se totalizan dentro de un
lapso operacional. Se lleva a cabo el promedio de varias mediciones
temperatura - número de revoluciones, efectuadas durante un
intervalo de tiempo, para reducir el gasto de cálculo, y compensar
las oscilaciones de funcionamiento. Se totalizan estos resultados
de evaluación obtenidos mediante el diagrama representado en la
figura 2, hasta que se haya alcanzado un valor límite
predeterminado. Este valor límite está fijado. El cálculo del valor
límite está concebido de tal manera que al alcanzar el valor límite,
la carga de hollín del filtro de partículas, sea suficiente y
apropiada para garantizar una combustión lo más completa posible
del hollín. Sin embargo este valor límite está asimismo concebido de
manera que una combustión del hollín todavía no sea necesaria
inmediatamente al alcanzar el valor límite, sino que básicamente la
carga de hollín del filtro de partículas todavía pueda crecer sin
que repercuta desventajosamente sobre el funcionamiento del motor
de combustión interna, y también sin tener que aceptar los riesgos
de una carga demasiado fuerte de hollín, en caso de una combustión
del hollín. La llegada o superación del valor límite, representa en
este procedimiento una primera condición que se tiene que cumplir
cuando se deba de conectar la instalación de calefacción.
Al alcanzar el valor límite, en el procedimiento
según este ejemplo de realización, se libera para conexión la
instalación de calefacción, de manera que la conexión de la
instalación de calefacción es función de que se cumpla otra
condición. En el procedimiento descrito, esta segunda condición es
el estado funcional del motor de combustión interna. En este
procedimiento se ha puesto empeño en iniciar una combustión del
hollín, no sólo cuando la carga de hollín del filtro de partículas
sea apropiada para ello, sino también cuando las condiciones
funcionales del motor de combustión interna sean favorables para una
combustión del hollín y, por tanto, activan esta. Se activa la
combustión del hollín mediante unos gases de escape lo más calientes
posible. Con este fin en la figura 2 están puestas líneas de igual
resultado de la regeneración, en las que en función del estado
funcional del motor y, por tanto, en función de la temperatura de
los gases de escape delante del filtro de partículas, y del número
actual de revoluciones, se puede leer el resultado previsible de la
regeneración. Los datos ficticios porcentuales en esta figura
expresan la superficie previsiblemente regenerada en una
regeneración, de la superficie filtrante facilitada por el filtro de
partículas, cuando se inicia la combustión del hollín en un estado
funcional que está situado en una línea representada en la figura
2. Después que se haya rebasado el valor límite de carga y, por
tanto, se haya liberado la conexión de la instalación de
calefacción, se espera para el encendido de la combustión del
hollín, hasta que el motor de combustión interna haya alcanzado un
estado funcional tal en el que es de esperar una regeneración lo más
completa posible del filtro de partículas. Para evitar una carga
excesiva del filtro de partículas, se predefine un periodo de
tiempo dentro del cual se ha de alcanzar el estado funcional óptimo
del motor de combustión interna, necesario para la conexión de la
instalación de calefacción. Este periodo de tiempo está subdividido
en intervalos individuales de tiempo, cada uno con un criterio
exigente de diferente importancia en la condición de estado del
motor de combustión interna, para la conexión de la instalación de
calefacción. En un primer intervalo de tiempo se espera por lo
regular, a un estado funcional del motor de combustión interna, en
el que sea posible una regeneración al menos del 90% del filtro de
partículas. Si dentro del primer intervalo no se cumple esta
condición y, por tanto, no se realiza ninguna regeneración del
filtro de partículas, en el segundo intervalo de tiempo se reduce
la exigencia, por ejemplo, al 80%. El escalonamiento de los
intervalos de tiempo, y el grado de la reducción puede estar
adaptado a cada una de las condiciones funcionales del motor. Si
después de transcurrir el periodo de tiempo, no se ha alcanzado la
segunda condición, o sea, alcanzar un determinado estado funcional,
en todo caso y con independencia del estado funcional del motor, se
conecta la instalación de calefacción, para disparar una
regeneración del filtro de partículas. Tras la regeneración
efectuada, comienza el siguiente lapso operacional.
En lugar de una medición de temperatura
directamente en la zona de afluencia del filtro de partículas, se
puede efectuar esta también en otro punto de la salida de los gases
de escape, en el lado de afluencia delante del filtro de
partículas.
Este procedimiento descrito en la figura 2, se
puede emplear asimismo para combinarse con el procedimiento
descrito en la figura 1, empleándose entonces por lo general el
procedimiento descrito en la figura 2, cuando dentro de un
determinado lapso operacional, no se ha alcanzado una fase de marcha
en vacío.
Claims (14)
1. Procedimiento para regular el mando de una
instalación de calefacción, para la regeneración de un filtro de
partículas insertado en la salida de los gases de escape de un motor
de combustión interna, por ejemplo, de un motor diesel, en el que
la contrapresión de los gases de escape, producida por el filtro de
partículas, se registra como medida del estado de carga de hollín,
del filtro de partículas, y se mide la contrapresión (S_{IST}) de
los gases de escape, cuando se cumplen las condiciones de,
- -
- que el motor se encuentra en marcha en vacío,
- -
- que está desconectada la realimentación (AGR) de los gases de escape y
- -
- que se han ajustado en la parte de la salida de los gases de escape, delante del filtro de partículas, las condiciones correspondientes a este estado funcional del motor y
que a continuación, la señal (S_{IST}) de la
contrapresión de los gases de escape, se compara con un valor
(S_{W}) umbral que representa una carga suficiente de hollín para
el disparo de una regeneración del filtro de partículas, y se
libera para conexión la instalación de calefacción para disparar el
proceso de regeneración, cuando la señal (S_{IST}) registrada de
la contrapresión de los gases de escape, sea mayor que el valor
(S_{W}) umbral.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque después de liberar para conexión la
instalación de calefacción, para disparar el proceso de
regeneración, este no se conecta hasta que la señal (S_{IST})
actual registrada de la contrapresión de los gases de escape, y al
menos una o varias señales de la contrapresión de los gases de
escape, registradas inmediatamente antes, sean mayores que el valor
(S_{W}) umbral.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, ó 2,
caracterizado porque se registra el estado de carga del
motor, y porque al constatar un estado (t_{LSR}) de carga
mantenido durante más de un periodo t_{x} de tiempo
predeterminado en el que se lleva a cabo automáticamente una
combustión del hollín y, por tanto, una regeneración del filtro de
partículas, se repone a cero el contador para la generación de las
señales de disparo.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque el valor (S_{W}) umbral con el que se
comparan las señales (S_{IST}) de la contrapresión de los gases
de escape, se adapta a la señal de la contrapresión de los gases de
escape, medida en la fase de marcha en vacío que sigue a una
reposición del contador.
5. Procedimiento según alguna de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, con
independencia de una liberación previa para conexión para disparar
el proceso de regeneración, la instalación de calefacción se
conecta también cuando dentro de un determinado lapso operacional,
no ha aparecido ninguna fase de marcha en vacío.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque como lapsos operacionales, se evalúan el
tiempo de funcionamiento del motor y/o el camino recorrido.
7. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque dentro de un lapso operacional se
registra repetidamente la temperatura de los gases de escape que
afluyen al filtro de partículas, en función del número actual de
revoluciones del motor de combustión interna, se evalúa con respecto
a una magnitud de carga del filtro de partículas, coordinada a este
estado funcional, se totalizan los resultados de la evaluación, se
compara la suma con un valor límite predeterminado que representa
como apropiado el estado de carga del filtro de partículas, para
una regeneración, y en caso de rebasar el valor límite, se libera la
conexión de la instalación de calefacción para disparar el proceso
de regeneración, y porque después del proceso de regeneración,
comienza un nuevo lapso operacional.
8. Procedimiento para regular el mando de una
instalación de calefacción, para la regeneración de un filtro de
partículas insertado en la salida de los gases de escape de un motor
de combustión interna, por ejemplo, de un motor diesel,
caracterizado porque dentro de un lapso operacional se
registra repetidamente la temperatura de los gases de escape que
afluyen al filtro de partículas, en función del número actual de
revoluciones del motor de combustión interna, se evalúa con
respecto a una magnitud de carga del filtro de partículas,
coordinada a este estado funcional, se totalizan los resultados de
la evaluación, se compara la suma con un valor límite
predeterminado que representa como apropiado el estado de carga del
filtro de partículas, para una regeneración, y en caso de rebasar
el valor límite, se libera la conexión de la instalación de
calefacción para disparar el proceso de regeneración, y porque
después del proceso de regeneración, comienza un nuevo lapso
operacional.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque se lleva a cabo un registro de la
temperatura y del número de revoluciones durante un periodo
predefinido, se promedian los datos de temperatura y de número de
revoluciones, registrados dentro de este periodo, y se utiliza este
valor medio para la ulterior evaluación.
10. Procedimiento según alguna de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque después de la
liberación para conexión de las instalación de calefacción para
disparar el proceso de regeneración, se conecta la instalación de
calefacción, cuando el motor de combustión interna se encuentra en
un estado funcional en el que se puede contar con una regeneración
de una superficie filtrante lo mayor que sea posible, del filtro de
partículas.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque para la determinación del estado
funcional del motor de combustión interna, favorable para una
regeneración, se registra la temperatura de los gases de escape que
afluyen al filtro de partículas y, en función del número actual de
revoluciones del motor de combustión interna, se evalúa respecto a
la probabilidad del éxito de una regeneración, coordinado a este
estado funcional.
12. Procedimiento según la reivindicación 10 u
11, caracterizado porque está limitado el periodo de tiempo
entre la liberación para conexión y la conexión de la instalación de
calefacción, y porque después del transcurso del periodo de tiempo,
se conecta la instalación de calefacción, con independencia del
estado funcional del motor de combustión interna.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque la exigencias en la calidad previsible
de una combustión del hollín, se reducen con el tiempo residual
decreciente de funcionamiento, del periodo de tiempo.
14. Procedimiento según alguna de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la instalación
de calefacción es una instalación termoeléctrica de calefacción, en
especial una calefacción por superficies radiantes.
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