ES2772624B2 - SET OF DEVICES FOR HEATING AT LEAST PART OF AN AFTER-TREATMENT SYSTEM (ATS) OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
CONJUNTO DE DISPOSITIVOS PARA CALENTAR AL MENOS UNA PARTE DE UN SET OF DEVICES FOR HEATING AT LEAST PART OF A
SISTEMA DE POSTRATAMIENTO (ATS) DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN AFTER-TREATMENT SYSTEM (ATS) OF A COMBUSTION ENGINE
INTERNAINTERNAL
Referencia cruzada a aplicaciones relacionadasCross reference to related apps
La presente solicitud de patente reivindica la prioridad de la solicitud de patente italiana No. 102018000020548 presentada el 20 de diciembre de 2018, cuya divulgación completa se incorpora en el presente documento como referencia.This patent application claims priority from Italian patent application No. 102018000020548 filed on December 20, 2018, the full disclosure of which is incorporated herein by reference.
Campo de la invenciónfield of invention
La presente invención se refiere a un método y dispositivo para el calentamiento de un ATS (sistema de postratamiento) de un motor de combustión interna, en particular en el campo de los vehículos industriales.The present invention relates to a method and device for heating an ATS (aftertreatment system) of an internal combustion engine, in particular in the field of industrial vehicles.
Descripción del estado de la técnica anteriorDescription of the prior art
La gestión térmica del ATS es uno de los grandes desafíos para cumplir con los límites de emisiones futuras. El calentamiento rápido y el control de temperatura eficaz en energía son importantes.The thermal management of the ATS is one of the great challenges to meet future emission limits. Fast heating and energy efficient temperature control are important.
En el campo del motor diésel, el componente ATS más sensible a la temperatura es el SCR (reducción catalítica selectiva). El SCR necesita operarse por encima de la llamada temperatura de cebado de 250 °C. De hecho, la hidrolización del agente a base de urea conduce a la formación de cristales a temperaturas demasiado bajas.In the diesel engine field, the most temperature sensitive ATS component is the SCR (Selective Catalytic Reduction). The SCR needs to be operated above the so-called priming temperature of 250°C. In fact, the hydrolyzation of the urea-based agent leads to the formation of crystals at temperatures that are too low.
Se pueden proponer consideraciones similares para los motores de gasolina provistos de un catalizador de tres vías (3WC).Similar considerations can be proposed for gasoline engines fitted with a three-way catalytic converter (3WC).
El enfoque actual de la gestión térmica, especialmente en el motor diésel, es o bien controlar el flujo de aire o empeorar el consumo de combustible para ajustar la temperatura y la energía de los gases de escape. Normalmente, el flujo de aire se controla con el regulador de entrada y/o salida, la variación de sincronización de válvula y el EGR no enfriado, mientras que las estrategias convencionales para empeorar el consumo de combustible para aumentar la energía y la temperatura de los gases de escape son tiempos de inyección tardíos o posinyecciones, incluso en combinación con el regulador de escape.The current approach to thermal management, especially in the diesel engine, is to either control airflow or worsen fuel consumption to adjust exhaust gas temperature and energy. Typically, airflow is controlled by intake and/or exhaust throttle, valve timing variation, and uncooled EGR, whereas conventional strategies for worsening fuel economy to increase power and engine temperatures exhaust gases are late injection times or post injections, even in combination with the exhaust regulator.
En los motores de gasolina, en general, se implementan estrategias de enriquecimiento basadas en el empeoramiento del consumo de combustible. In gasoline engines, in general, enrichment strategies based on the worsening of fuel consumption are implemented.
Otro método conocido para gestionar la temperatura de ATS es la implementación de un calentador eléctrico. Sin embargo, la energía eléctrica drenada por dicho calentador eléctrico es relevante y, en el arranque en frío, las baterías vehiculares pueden sufrir la activación del calentador eléctrico.Another known method to manage the ATS temperature is the implementation of an electric heater. However, the electrical energy drained by said electric heater is relevant and, on cold start, vehicle batteries may suffer from activation of the electric heater.
Esta es la razón principal, incluso bien conocida, por la que el calentador eléctrico no se ha implementado ampliamente, al preferir el control de flujo anterior o el empeoramiento del consumo de combustible descrito anteriormente.This is the main reason, even well known, why the electric heater has not been widely implemented, preferring the above flow control or worsening fuel consumption described above.
FR 3012520 A1 divulga una línea de escape de gases para un motor de combustión interna que incorpora un convertidor catalítico y sistema de calentador eléctrico activable para aumentar la temperatura del convertidor catalítico cuando se arranca el motor de combustión interna según sea la temperatura de los gases quemados. El sistema de calentador eléctrico está integrado junto con el convertidor catalítico (no en la turbina) y cuenta con un sistema de recuperación que puede convertir parte de la energía cinética o térmica de los gases quemados en energía eléctrica.FR 3012520 A1 discloses a gas exhaust line for an internal combustion engine that incorporates a catalytic converter and an electrical heater system that can be activated to increase the temperature of the catalytic converter when the internal combustion engine is started depending on the temperature of the burned gases . The electrical heater system is integrated together with the catalytic converter (not in the turbine) and has a recovery system that can convert part of the kinetic or thermal energy of the burned gases into electrical energy.
Breve resumen de la invenciónBrief summary of the invention
El objetivo principal de la presente invención es proponer una gestión térmica del sistema de postratamiento ATS de un motor de combustión interna basado en un calentador eléctrico.The main objective of the present invention is to propose a thermal management of the ATS post-treatment system of an internal combustion engine based on an electric heater.
El principio principal de la invención es la implementación de una turbina eléctrica acoplada con un calentador eléctrico dispuesto en la línea de escape, corriente arriba de un dispositivo de reducción de contaminantes sensible a la temperatura, como un SCR o 3WC.The main principle of the invention is the implementation of an electric turbine coupled with an electric heater arranged in the exhaust line, upstream of a temperature sensitive pollutant reduction device, such as an SCR or 3WC.
Según una realización preferida de la invención, el calentador está conectado exclusivamente al generador accionado por la turbina, de tal manera que la energía eléctrica generada se reutiliza completamente a través del calentador. Preferentemente, no se implementan baterías de almacenamiento.According to a preferred embodiment of the invention, the heater is exclusively connected to the generator driven by the turbine, in such a way that the electrical energy generated is completely reused through the heater. Storage batteries are preferably not implemented.
Por lo tanto, el sistema de gestión térmica según la presente invención, al menos durante el calentamiento de ATS, está aislado eléctricamente.Therefore, the thermal management system according to the present invention, at least during ATS heating, is electrically isolated.
Por lo tanto, puede definir un conjunto de dispositivos independiente, provisto de su propio sensor de temperatura y una unidad de control programada para controlar la cantidad de energía mecánica, que debe extraerse por los gases de escape producidos por el motor de combustión interna. El conjunto de dispositivos, por lo tanto, puede incluir la turbina eléctrica anterior y un calentador eléctrico directamente asociado a una parte del cuerpo de turbina, formando un solo componente. En este caso, la turbina eléctrica puede controlarse operando su geometría variable, o actuando sobre una válvula de descarga dispuesta en una trayectoria de derivación de la propia turbina. Además, la trayectoria de derivación puede realizarse en el propio cuerpo de turbina eléctrica, de tal manera que se logre un único dispositivo autónomo.Therefore, you can define an independent set of devices, provided with its own temperature sensor and a control unit programmed to control the amount of mechanical energy, which must be extracted by the exhaust gases produced by the internal combustion engine. The set of devices, therefore, can include the above electric turbine and an electric heater directly associated with a part of the turbine body, forming a single component. In this In this case, the electric turbine can be controlled by operating its variable geometry, or by acting on a discharge valve arranged in a bypass path of the turbine itself. In addition, the bypass path can be made in the electric turbine body itself, in such a way that a single autonomous device is achieved.
Como alternativa, el sistema de calentamiento puede incluir varios componentes, algunos de los cuales ya están presentes en un vehículo, tal como la unidad de control de motor y varios sensores dispuestos en general junto con el ATS. El motor de combustión interna puede estar provisto de una unidad de turbocargador, cuya turbina está dispuesta en la línea de escape, corriente arriba de la turbina eléctrica, y la energía mecánica extraída por la turbina eléctrica puede ajustarse complementariamente a la energía mecánica extraída para impulsar el motor mediante el turbocargador.Alternatively, the heating system may include various components, some of which are already present in a vehicle, such as the engine control unit and various sensors generally arranged together with the ATS. The internal combustion engine may be provided with a turbocharger unit, the turbine of which is arranged in the exhaust line, upstream of the electric turbine, and the mechanical energy extracted by the electric turbine may be complementary adjusted to the mechanical energy extracted to drive the engine via the turbocharger.
Con el fin de gestionar la cantidad de energía mecánica que debería extraerse mediante el gas de escape, la turbina puede tener una geometría variable de tal manera que varíe la sección de evacuación o puede tener una derivación con una válvula de descarga dispuesta para regularse proporcionalmente con la energía mecánica a extraer por la turbina eléctrica. En otras palabras, cuanto más se regule la válvula de descarga, más flujo de gas atraviesa la turbina y puede extraerse más energía mecánica.In order to manage the amount of mechanical energy that should be extracted by means of the exhaust gas, the turbine can have a variable geometry in such a way that the evacuation section varies or it can have a bypass with a discharge valve arranged to regulate proportionally with the mechanical energy to be extracted by the electric turbine. In other words, the more the wastegate is regulated, the more gas flow through the turbine and the more mechanical energy can be extracted.
Al usar una turbina electrificada en combinación con un ATS calentado eléctricamenteWhen using an electrified turbine in combination with an electrically heated ATS
- como una aleta de escape, aumenta la contrapresión y cambia el punto de trabajo del motor hacia un mayor consumo de combustible,- like an exhaust flap, it increases back pressure and shifts the working point of the engine towards higher fuel consumption,
- a diferencia de una aleta de escape, la contrapresión no se disipa sino que se explota para generar energía eléctrica reimplantada, al mismo tiempo, en el calentamiento de ATS.- unlike an exhaust flap, the back pressure is not dissipated but exploited to generate electrical energy re-inserted, at the same time, in the heating of the ATS.
Según una realización preferida de la invención, después del calentamiento, se deriva la turbina. Mientras que, según otra realización preferida de la invención, la turbina eléctrica se atraviesa al menos parcialmente por el gas de escape producido por el motor de combustión interna y el generador eléctrico está desconectado eléctricamente por el calentador y conectado al bus eléctrico vehicular para contribuir a la generación de energía eléctrica.According to a preferred embodiment of the invention, after heating, the turbine is bypassed. While, according to another preferred embodiment of the invention, the electric turbine is at least partially traversed by the exhaust gas produced by the internal combustion engine and the electric generator is electrically disconnected by the heater and connected to the vehicular electric bus to contribute to the generation of electrical energy.
Según otra realización preferida de la invención que puede combinarse con una cualquiera de las realizaciones anteriores, la turbina eléctrica es una parte de un denominado "turbocargador electrónico", es decir, un conjunto que incluye un compresor dispuesto en la línea de entrada del motor de combustión interna, una turbina, dispuesta en la línea de escape del mismo motor de combustión interna, compartiendo la turbina y el compresor un árbol común, que a su vez, define o está conectado mecánicamente al rotor del generador eléctrico anterior.According to another preferred embodiment of the invention that can be combined with any of the previous embodiments, the electric turbine is a part of a so-called "electronic turbocharger", that is, an assembly that includes a compressor arranged in the inlet line of the internal combustion engine, a turbine, arranged in the exhaust line of the same internal combustion engine, the turbine and the compressor sharing a common shaft, which in turn defines or is mechanically connected to the rotor of the previous electric generator.
También en este caso, durante el calentamiento, la energía eléctrica extraída depende de la energía mecánica residual disponible neta de la energía necesaria para la compresión del aire fresco en la admisión del motor de combustión interna.Also in this case, during warm-up, the electrical energy extracted depends on the residual mechanical energy available net of the energy needed to compress the fresh air at the intake of the internal combustion engine.
Ventajosamente, a baja carga, el VGT puede cerrarse, en consecuencia, la entalpía de escape recolectada aumenta, mientras que el aumento del flujo de masa de aire, en la admisión, puede evitarse frenando el turbocargador electrónico mediante su propio generador eléctrico.Advantageously, at low load, the VGT can be closed, consequently the collected exhaust enthalpy increases, while the increase in air mass flow, on intake, can be avoided by braking the electronic turbocharger by its own electrical generator.
También en este caso, después del calentamiento, el generador eléctrico se desconecta eléctricamente del calentador eléctrico y se conecta a un bus eléctrico vehicular.Also in this case, after heating, the electric generator is electrically disconnected from the electric heater and connected to a vehicular electric bus.
Ventajosamente, las turbomáquinas, incluido el turbocargador electrónico, se implementan actualmente para sobrecargar los motores de combustión interna, por lo tanto, dichos componentes están fácilmente disponibles en el mercado.Advantageously, turbomachines including electronic turbocharger are currently implemented to supercharge internal combustion engines, therefore such components are readily available on the market.
La invención propuesta combina tecnologías conocidas para lograr un control eficaz de la temperatura de ATS basándose en la recuperación de la entalpía de residuos.The proposed invention combines known technologies to achieve effective ATS temperature control based on waste enthalpy recovery.
Un primer objeto de la presente invención es un método para calentar al menos una parte de un ATS de un motor de combustión interna, según la reivindicación 1.A first object of the present invention is a method for heating at least part of an ATS of an internal combustion engine, according to claim 1.
La presente invención puede aplicarse tanto a motores diésel como a motores de gasolina.The present invention can be applied to both diesel engines and gasoline engines.
Estos y otros objetos se logran por medio de las reivindicaciones dependientes adjuntas, que describen las realizaciones preferidas de la invención, que forman parte integral de la presente descripción.These and other objects are achieved by means of the attached dependent claims, which describe preferred embodiments of the invention, which form an integral part of the present description.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
La invención quedará completamente clara a partir de la siguiente descripción detallada, dada a modo de ejemplo meramente ejemplar y no limitativo, que debe leerse haciendo referencia a las figuras de dibujos adjuntas, en las que:The invention will be completely clear from the following detailed description, given by way of merely exemplary and non-limiting example, which should be read with reference to the attached drawing figures, in which:
- la figura 1 muestra un esquema de una primera realización de la invención; - la figura 2 muestra una ligera variación de la realización de la figura 1;figure 1 shows a diagram of a first embodiment of the invention; Figure 2 shows a slight variation of the embodiment of Figure 1;
- la figura 3 muestra una variación de la realización de la figura 1 o 2 de la invención; figure 3 shows a variation of the embodiment of figure 1 or 2 of the invention;
- La figura 4 muestra otra variación de la realización de la invención, basada en el esquema de la figura 1, según una primera condición operativa;Figure 4 shows another variation of the embodiment of the invention, based on the diagram of Figure 1, according to a first operating condition;
- La figura 5 muestra la realización de la figura 4 según una segunda condición de funcionamiento;Figure 5 shows the embodiment of Figure 4 according to a second operating condition;
- La figura 6 desvela una realización adicional de la invención que explota la segunda condición de operación desvelada en la figura 5.- Figure 6 discloses a further embodiment of the invention that exploits the second operating condition disclosed in Figure 5.
Los mismos números y letras de referencia en las figuras designan las mismas partes o partes funcionalmente equivalentes.The same reference numbers and letters in the figures designate the same or functionally equivalent parts.
Según la presente invención, la expresión "segundo elemento" no implica la presencia de un "primer elemento", primer, segundo, etc., se usan solo para mejorar la claridad de la descripción y no deben interpretarse de una forma limitante.According to the present invention, the expression "second element" does not imply the presence of a "first element", first, second, etc., they are used only to improve the clarity of the description and should not be interpreted in a limiting way.
Referencias numéricasnumerical references
ATS sistema de postratamiento.ATS aftertreatment system.
BAT batería.BAT battery.
C compresor.C compressor.
CU unidad de control.CU control unit.
CUC catalizador de limpieza.CUC cleaning catalyst.
DOC catalizador de oxidación diésel.DOC diesel oxidation catalyst.
DPF filtro de partículas diésel.DPF diesel particulate filter.
EM generador eléctrico.EM electric generator.
EMT turbina eléctrica.EMT electric turbine.
EMU motor eléctrico.EMU electric motor.
E-TCU turbocargador electrónico.E-TCU electronic turbocharger.
EGR recirculación de gases de escape (exhaust gas recirculation).EGR exhaust gas recirculation.
EGRV válvula EGR.EGRV EGR valve.
EGRC enfriador EGR.EGRC EGR cooler.
HT calentador eléctrico.HT electric heater.
IC intercooler.IC intercooler.
IP línea de entrada.IP line in.
MF silenciador.MF muffler.
OP línea de salida.OP line out.
SCR reducción catalítica selectiva.SCR selective catalytic reduction.
T turbina.T turbine.
WG válvula de descarga. WG discharge valve.
Descripción detallada de las realizaciones preferidasDetailed description of the preferred embodiments
A continuación, se proporcionan las realizaciones de ejemplo de tal manera que esta divulgación sea exhaustiva, para los expertos en la materia.Example embodiments are provided below in such a manner that this disclosure is exhaustive, for those skilled in the art.
Las figuras 1 a 6 desvelan un motor de combustión interna E, preferentemente un motor diésel.Figures 1 to 6 disclose an internal combustion engine E, preferably a diesel engine.
El motor E tiene una línea de entrada IP y una línea de salida OP, de forma que el motor aspira aire fresco del ambiente a través de la línea de entrada y entrega gases de escape en el ambiente a través de la línea de salida (o escape) OP.Engine E has an inlet line IP and an outlet line OP, so that the engine draws in fresh air from the environment through the inlet line and delivers exhaust gases into the environment through the outlet line (or escape) OP.
A lo largo de la línea de salida, se disponen uno o más dispositivos de reducción y, por ejemplo, se agrupan en dos partes ATS1 y ATS2 del sistema de postratamiento ATS.Along the exit line, one or more reduction devices are arranged and, for example, they are grouped into two parts ATS1 and ATS2 of the ATS after-treatment system.
Por ejemplo, para un motor diésel, el ATS1 puede incluir un DOC (catalizador de oxidación diésel) y un DPF (filtro de partículas diésel), mientras que el ATS2 puede incluir un SCR (reducción catalítica selectiva) y un módulo de dosificación dispuesto inmediatamente corriente arriba del SCR para introducir un agente reductor a base de urea, en general llamado con su nombre comercial AdBlue.For example, for a diesel engine, ATS1 may include a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) and DPF (Diesel Particulate Filter), while ATS2 may include an SCR (Selective Catalytic Reduction) and metering module arranged immediately upstream of the SCR to introduce a urea-based reducing agent, generally called by its trade name AdBlue.
Corriente abajo de ATS2 pueden concebirse otros componentes, como un CUC (catalizador de limpieza) y un silenciador MF (no mostrados).Downstream of ATS2 other components can be conceived, such as a CUC (cleaning catalyst) and an MF silencer (not shown).
Según la presente invención, una turbina eléctrica EMT, que incluye un generador eléctrico EM y una turbina T que acciona operativamente el generador eléctrico EM, está dispuesta en la línea de salida de tal manera que produzca energía eléctrica a partir del contenido de entalpía del gas de escape.According to the present invention, an electric turbine EMT, including an electric generator EM and a turbine T operatively driving the electric generator EM, is arranged in the output line in such a way as to produce electric power from the enthalpy content of the gas. exhaust.
La turbina es de una geometría variable, o es de una geometría fija acoplada a una tubería BP de derivación adecuada para derivar la turbina T, y en dicha derivación está dispuesta una válvula de descarga WG controlable con el fin de ajustar la cantidad de gas de escape que cruza la turbina T.The turbine is of a variable geometry, or is of a fixed geometry coupled to a bypass pipe BP suitable for bypassing the turbine T, and a controllable discharge valve WG is provided on said bypass in order to adjust the amount of discharge gas. exhaust crossing turbine T.
Un calentador eléctrico HT está dispuesto dentro de la línea de salida, por ejemplo, el calentador está dispuesto corriente arriba de todo el ATS o simplemente corriente arriba del dispositivo más sensible a la temperatura del ATS.An electrical heater HT is arranged within the output line, eg the heater is arranged upstream of the entire ATS or simply upstream of the most temperature sensitive device in the ATS.
Según la figura 1, la turbina eléctrica EMT está dispuesta corriente arriba del ATS, mientras que el calentador eléctrico HT está dispuesto entre las partes ATS1 y ATS2 del ATS.According to figure 1, the electric turbine EMT is arranged upstream of the ATS, while the electric heater HT is arranged between the parts ATS1 and ATS2 of the ATS.
Según la presente invención, la contrapresión generada por la turbina T se convierte en energía eléctrica para calentar el gas de escape. Por lo tanto, no solo cambia el punto de trabajo del motor, sino que el contenido de energía del gas de escape queda atrapado dentro del ATS a través de la turbina eléctrica y del calentador eléctrico.According to the present invention, the back pressure generated by the turbine T is converted into electrical energy to heat the exhaust gas. Therefore, not only does the working point of the engine change, but the energy content of the exhaust gas also changes. Exhaust is trapped inside the ATS through the electric turbine and electric heater.
Preferentemente, una conexión eléctrica directa interconecta el generador eléctrico EM, realizando un conjunto aislado eléctricamente.Preferably, a direct electrical connection interconnects the electrical generator EM, making an electrically isolated assembly.
Según una realización preferida de la invención, la turbina eléctrica y el calentador se realizan en un solo componente. La propia turbina define una parte de la línea de salida, por lo tanto, el calentador puede disponerse justo corriente abajo del desplazamiento de la turbina.According to a preferred embodiment of the invention, the electric turbine and the heater are made in a single component. The turbine itself defines a part of the outlet line, therefore the heater can be arranged just downstream of the turbine displacement.
La turbina eléctrica puede incluir también una unidad de control CU, y un sensor de temperatura (no mostrado) con el fin de ajustar la energía mecánica extraída por la turbina T sobre la base de la temperatura del gas de escape.The electric turbine may also include a control unit CU, and a temperature sensor (not shown) in order to adjust the mechanical energy extracted by the turbine T on the basis of the exhaust gas temperature.
Debería entenderse que la unidad de control CU puede estar provista de un puerto de bus CAN con el fin de conectarse con la red de datos vehicular y adquirir la temperatura de los gases de escape y la velocidad del motor desplegada en la red de datos.It should be understood that the control unit CU may be provided with a CAN bus port in order to connect with the vehicle data network and acquire the exhaust gas temperature and engine speed displayed on the data network.
Según una realización preferida de la invención, durante el calentamiento de ATS, la unidad de control CU puede controlar la turbina T y, por lo tanto, la contrapresión a aplicar al motor de combustión interna también sobre la base de otros parámetros de control tales como la velocidad del motor.According to a preferred embodiment of the invention, during the ATS warm-up, the control unit CU can control the turbine T and therefore the back pressure to be applied to the internal combustion engine also on the basis of other control parameters such as engine speed.
Según la figura 3, el motor tiene un turbocargador "normal" TCU, como una turbina T1 que acciona un compresor C1, en que la turbina T1 está dispuesta en la línea de salida corriente arriba del ATS y el compresor C1 está dispuesto en la línea de entrada del motor con el fin de turbocargar el motor de combustión interna.According to figure 3, the engine has a "normal" turbocharger TCU, such as a turbine T1 driving a compressor C1, where the turbine T1 is arranged in the outlet line upstream of the ATS and the compressor C1 is arranged in the line engine inlet for the purpose of turbocharging the internal combustion engine.
Ahora, la unidad de control CU que controla la turbina eléctrica puede programarse para producir una contrapresión, que compensa la contrapresión producida por el turbocargador TCU.Now the control unit CU that controls the electric turbine can be programmed to produce a back pressure, which compensates for the back pressure produced by the turbocharger TCU.
En otras palabras, la turbina eléctrica complementa la contrapresión del turbocargador con el fin de mantener dicha contrapresión en un intervalo predeterminado, siempre que el procedimiento de calentamiento esté activado.In other words, the electric turbine supplements the back pressure of the turbocharger in order to maintain said back pressure in a predetermined range, as long as the heating procedure is activated.
Además, la red de datos del vehículo puede extraer el parámetro de control, como se ha descrito anteriormente.Furthermore, the vehicle data network may extract the control parameter, as described above.
Según otra realización de la invención, la unidad de control está completamente integrada en la unidad de control ECU (unidad de control de motor) dispuesta para supervisar al menos el motor de combustión interna. En este caso, la unidad de control ya está conectada a la red de datos del vehículo, por lo que gestiona el nivel de impulso, la inyección de combustible en los cilindros del motor de combustión interna y, por lo tanto, puede ajustar fácilmente la contrapresión de turbina eléctrica.According to another embodiment of the invention, the control unit is fully integrated in the control unit ECU (engine control unit) arranged to monitor at least the internal combustion engine. In this case, the control unit is already connected to the vehicle's data network, so it manages boost level, fuel injection into the cylinders of the internal combustion engine, and thus can easily adjust the electric turbine back pressure.
También en este caso, preferentemente, el generador eléctrico EM y el calentador eléctrico HT definen un circuito aislado con respecto al bus eléctrico vehicular. Con el "bus eléctrico vehicular" se pretende una red de energía eléctrica que no tiene nada que ver con la red de datos en la que se despliegan los mensajes de control y estado.Also in this case, preferably, the electric generator EM and the electric heater HT define an isolated circuit with respect to the vehicular electric bus. With the "vehicular electric bus" an electric power network is intended that has nothing to do with the data network in which the control and status messages are displayed.
Las figuras 4 y 5 desvelan otra realización de la invención en la que se implementa un turbocargador electrónico E-TCU.Figures 4 and 5 disclose another embodiment of the invention in which an E-TCU electronic turbocharger is implemented.
Esta turbina eléctrica anterior es una parte del E-TCU.This earlier electric turbine is a part of the E-TCU.
El E-TCU es un conjunto que incluye un compresor C dispuesto en la línea de entrada del motor de combustión interna, la turbina T, dispuesta en la línea de escape del mismo motor de combustión interna, compartiendo la turbina y el compresor un árbol común SH, que a su vez, define o está conectado mecánicamente al rotor del generador eléctrico anterior EM.The E-TCU is a set that includes a compressor C arranged in the inlet line of the internal combustion engine, the turbine T, arranged in the exhaust line of the same internal combustion engine, the turbine and the compressor sharing a common shaft SH, which in turn defines or is mechanically connected to the rotor of the previous electric generator EM.
En este caso, el par motor negativo del generador, como se ha indicado anteriormente, se controla, al menos durante el calentamiento, con el fin de complementar la energía mecánica necesaria al compresor C para lograr un impulso predeterminado para el motor de combustión interna. De esta forma, se alcanza y se mantiene un valor de contrapresión predeterminado.In this case, the negative torque of the generator, as stated above, is controlled, at least during warm-up, in order to supplement the necessary mechanical power to the compressor C to achieve a predetermined drive for the internal combustion engine. In this way, a predetermined back pressure value is reached and maintained.
En otras palabras, esta estrategia, como la anterior, permite no superar un valor de contrapresión predeterminado.In other words, this strategy, like the previous one, makes it possible not to exceed a predetermined backpressure value.
Incluso si durante el calentamiento es preferible no implementar ningún almacenamiento de energía en batería para suministrar al calentador eléctrico, después del calentamiento, el generador eléctrico puede explotarse para cargar una batería, tal como un paquete de baterías de litio o un supercondensador, conectado a la red del vehículo eléctrico.Even if during heating it is preferable not to implement any battery energy storage to supply the electric heater, after heating, the electric generator can be operated to charge a battery, such as a lithium battery pack or a supercapacitor, connected to the mains. electric vehicle network.
Se exponen numerosos detalles específicos, tales como ejemplos de componentes, dispositivos y métodos específicos, para proporcionar una comprensión exhaustiva de las realizaciones de la presente divulgación. Será evidente para los expertos en la materia que no es necesario emplear detalles específicos, que las realizaciones de ejemplo pueden realizarse de muchas formas diferentes y que ninguna de las mismas debe interpretarse como una limitación del alcance de la divulgación. En algunas realizaciones de ejemplo, se desvelan procesos bien conocidos y estructuras de dispositivo bien conocidas.Numerous specific details, such as examples of specific components, devices, and methods, are set forth to provide a thorough understanding of the embodiments of the present disclosure. It will be apparent to those skilled in the art that specific details need not be employed, that the exemplary embodiments may be embodied in many different ways, and that none of these should be construed as limiting the scope of the disclosure. In some exemplary embodiments, well-known processes are disclosed. known and well known device structures.
Esta invención puede implementarse ventajosamente en un programa informático que comprenda medios de código de programa para realizar una o más etapas de dicho método, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador. Por esta razón, la patente también cubrirá dicho programa informático y el medio legible por ordenador , comprendiendo dicho medio legible por ordenador el medio de código de programa para realizar una o más etapas de dicho método, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.This invention may advantageously be implemented in a computer program comprising program code means for performing one or more steps of said method, when said program is run on a computer. For this reason, the patent will also cover said computer program and "computer readable medium", said computer readable medium comprising program code medium for performing one or more steps of said method, when said program is run on a computer.
Muchos cambios, modificaciones, variaciones y otros usos y aplicaciones del objeto de la invención serán evidentes para los expertos en la materia después de considerar la memoria descriptiva y los dibujos adjuntos que desvelan las realizaciones preferidas de la misma como se describe en las reivindicaciones adjuntas.Many changes, modifications, variations, and other uses and applications of the subject invention will become apparent to those skilled in the art after a consideration of the specification and accompanying drawings which disclose preferred embodiments thereof as described in the appended claims.
Las características desveladas en los antecedentes de la técnica anterior se introducen solo con el fin de comprender mejor la invención y no como una declaración sobre la existencia de la técnica anterior conocida. Además, dichas características definen el contexto de la presente invención, por lo tanto, tales características deben considerarse en común con la descripción detallada.The features disclosed in the background prior art are introduced only for the purpose of a better understanding of the invention and not as a statement as to the existence of known prior art. Furthermore, said characteristics define the context of the present invention, therefore, such characteristics must be considered in common with the detailed description.
No se describirán detalles de implementación adicionales, ya que el experto en la materia puede realizar la invención a partir de la enseñanza de la descripción anterior. No further implementation details will be described, since the person skilled in the art can realize the invention from the teaching of the above description.
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