ES2237536T3 - Sistema de ayuda para la regeneracion de un filtro de particulas integrado en un sistema de escape de un motor diesel de vehiculo automovil. - Google Patents

Sistema de ayuda para la regeneracion de un filtro de particulas integrado en un sistema de escape de un motor diesel de vehiculo automovil.

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Abstract

Sistema de ayuda para la regeneración de un filtro de partículas integrado en un sistema de escape de un motor diesel de vehículo automóvil, que comprende diferentes órganos asociados al motor entre los cuales: - unos medios (2) de admisión de aire en el motor, - unos medios (4) de reciclaje de los gases de escape del motor a la entrada del mismo, - un turbocompresor (5), - un catalizador de oxidación (6) dispuesto corriente arriba del filtro de partículas (7) en el sistema de escape, - un sistema (8) de alimentación común de carburante de los cilindros del motor, que comprende unos inyectores de regulación eléctrica (9, 10, 11, 12) asociados a estos cilindros. - unos medios (16) de incorporación de un aditivo al carburante destinado a depositarse sobre el filtro de partículas (7) para reducir la temperatura de combustión de las partículas atrapadas en él, - unos medios (20, 21, 22, 23, 24) de obtención de información relativa a diferentes parámetros de funcionamiento del motor y de los órganos asociados a éste, caracterizado porque comprende unos medios (17) de control del funcionamiento de los medios (2) de admisión, de los medios (4) de reciclaje, del turbocompresor (5) y/o del sistema (8) de alimentación para controlar el funcionamiento del motor, estando adaptados además estos medios para activar una fase de regeneración del filtro de partículas (7) mediante la combustión de las partículas atrapadas en éste iniciando una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor durante su fase de expansión, y porque los medios de control (17) están asociados a unos medios (18, 21, 22) de determinación del nivel de actividad del catalizador (6) para conmutar la puesta en fase y/o la cantidad de carburante inyectado durante las inyecciones múltiples, entre unos primeros valores de cebado del catalizador y unos segundos valores de mantenimiento de este cebado.

Description

Sistema de ayuda para la regeneración de un filtro de partículas integrado en un sistema de escape de un motor diesel de vehículo automóvil.
La presente invención se refiere a un sistema de ayuda para la regeneración de un filtro de partículas integrado en un sistema de escape de un motor diesel de vehículo automóvil.
Es conocido que la reducción de las emisiones contaminantes asociadas al funcionamiento de los motores de vehículos automóviles y en particular de los motores diesel es una preocupación permanente de los constructores.
Diferentes sistemas han sido desarrollados en el estado de la técnica para reducir el nivel de estas emisiones contaminantes en particular utilizando un filtro de partículas integrado en el circuito de escape.
Por ejemplo, se puede citar el documento LANGKABEL G.I.: LA PLUS GRANDE INVENTION DEPUIS LE MOTEUR DIESEL, REVUE AUTOMOBILE, CH, HALLWAG S.A. BERNE, volumen 94, nº 16, 6 de mayo de 1999 (1999-05-06), página 21, que describe un sistema según el preámbulo de la reivindicación 1.
Sin embargo, la gestión de su funcionamiento y en particular la gestión de su regeneración todavía generan dificultades.
Por tanto, el objetivo de la invención es resolverlas.
Con este fin, la invención tiene por objeto un sistema de ayuda para la regeneración de un filtro de partículas integrado en el sistema de escape de un motor diesel de vehículo automóvil, que presenta diferentes órganos asociados al motor, entre los cuales:
- unos medios de admisión de aire en el motor,
- unos medios de reciclaje de gases de escape del motor en la entrada de éste,
- un turbocompresor,
- un catalizador de oxidación dispuesto corriente arriba del filtro de partículas en el sistema de escape,
- un sistema de alimentación de carburante común de los cilindros del motor, que presenta unos inyectores de regulación eléctrica, asociados a estos cilindros.
- unos medios de incorporación de un aditivo al carburante destinado a depositarse sobre el filtro de partículas para reducir la temperatura de combustión de las partículas atrapadas en él,
- unos medios de obtención de la información relativa a diferentes parámetros de funcionamiento del motor y de sus órganos asociados,
caracterizado porque presenta unos medios de control del funcionamiento de los medios de admisión, de los medios de reciclaje, del turbocompresor y/o del sistema de alimentación para controlar el funcionamiento del motor, estando estos medios además adaptados para activar una fase de regeneración del filtro de partículas por combustión de las partículas atrapadas en él iniciando una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor durante su fase de expansión, y porque los medios de control están asociados a unos medios de determinación del nivel de actividad del catalizador para conmutar la puesta en fase y/o la cantidad de carburante inyectado durante las inyecciones múltiples, entre unos primeros valores de cebado del catalizador y unos segundos valores de mantenimiento de este cebado.
La invención se pondrá más claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción, dada únicamente a título de ejemplo haciendo referencia al dibujo adjunto que representa un esquema sinóptico que ilustra un motor diesel de vehículo automóvil, y los diferentes órganos asociados a él:
Efectivamente, se ha representado en esta figura un motor diesel de vehículo automóvil designado por la referencia general 1.
Este motor diesel está asociado a unos medios de admisión de aire a la entrada de éste, designados por la referencia general 2.
A la salida, este motor está asociado a un sistema de escape designado por la referencia general 3.
A la entrada del motor están previstos asimismo unos medios de reciclaje de los gases de escape designados por la referencia general 4.
Estos medios están dispuestos por ejemplo entre la salida del motor y los medios 2 de admisión de aire.
El sistema de escape puede estar asociado también a un turbocompresor designado por la referencia general 5 y particularmente a la parte de la turbina de éste, en la forma clásica.
Por último, el sistema de escape presenta un catalizador de oxidación designado por la referencia general 6, dispuesto encima de un filtro de partículas designado por la referencia general 7, dispuesto en el sistema de escape.
El motor está asociado asimismo a un sistema de alimentación de carburante común de los cilindros. Este sistema se designa en la figura por la referencia general 8 y presenta por ejemplo unos inyectores de regulación eléctrica asociados a estos cilindros.
En el ejemplo de realización representado, el motor es un motor de cuatro cilindros y por tanto presenta cuatro inyectores de regulación eléctrica, 9, 10, 11 y 12 respectivamente.
Estos diferentes inyectores están asociados a una rampa de alimentación de carburante común designada por la referencia general 13 y unida a unos medios de alimentación de carburante designados por la referencia general 14, que comprende por ejemplo una bomba de alta presión.
Estos medios de alimentación están conectados a un depósito de carburante designado por la referencia general 15 y a unos medios de incorporación a este carburante de un aditivo destinado a depositarse sobre el filtro de partículas para disminuir la temperatura de combustión de las partículas atrapadas en él.
De hecho, este aditivo puede estar contenido por ejemplo en un depósito auxiliar designado por la referencia general 16 que está asociado al depósito de carburante 15 para permitir la inyección de una cierta cantidad de este aditivo al carburante.
Por último, este motor y los diferentes órganos que han sido descritos están asimismo asociados a estos medios de control de su funcionamiento designados en esta figura por la referencia general 17, comprendiendo por ejemplo cualquier calculador apropiado 18 asociado a unos medios de almacenamiento de información 19, y conectado en la entrada a diferentes medios de obtención de información relativa a diferentes parámetros de funcionamiento del motor y de estos órganos, estando entonces este calculador adaptado para controlar el funcionamiento de los medios de admisión, de los medios de reciclaje, del turbocompresor y/o del sistema de alimentación para controlar el funcionamiento del motor y particularmente el par que genera en función de las condiciones de circulación del vehículo en la forma clásica.
De este modo, por ejemplo, este calculador está conectado a un sensor de la presión diferencial 20 en los bornes del catalizador y del filtro de partículas, 6 y 7 respectivamente, a unos sensores de temperatura 21, 22 y 23, respectivamente situados corriente arriba del catalizador, entre el catalizador y el filtro de partículas y corriente abajo de este filtro en el sistema de escape respectivamente.
El calculador puede recibir asimismo una información del contenido de oxígeno en los gases de escape mediante una sonda Lambda \lambda designada en esta figura por la referencia general 24, integrada en el sistema de escape.
En la salida, este calculador está adaptado para regular los medios de admisión de aire, los medios de reciclaje de los gases de escape, el turbocompresor, los medios de incorporación del aditivo al carburante, los medios de alimentación de carburante de la rampa común y de los diferentes inyectores asociados a los cilindros del motor.
En particular, este calculador está adaptado para activar una fase de regeneración del filtro de partículas por combustión de las partículas atrapadas en él iniciando una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor durante su fase de expansión.
Las partículas emitidas por el motor durante su funcionamiento son atrapadas en el filtro de partículas. Por ello es conveniente regenerarlo regularmente mediante la combustión de estas partículas.
Los medios de control 17 están asociados asimismo a unos medios de determinación del estado de activación del catalizador de oxidación 6, para modificar, durante la regeneración del filtro, las condiciones de desarrollo de la fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor con el fin de pasar de un primer estado de cebado del catalizador a un segundo estado de mantenimiento del mismo.
Esto se consigue, por ejemplo, conmutando la puesta en fase y/o la cantidad de carburante inyectado durante unas inyecciones múltiples entre unos primeros valores de cebado del catalizador 6 y unos segundos valores de mantenimiento de este cebado.
Por lo tanto, esto permite controlar el funcionamiento del catalizador con el fin de facilitar y de administrar la regeneración del filtro de partículas permitiendo un aumento de la temperatura de los gases de escape del motor en un primer periodo para acelerar el cebado del catalizador, y aumentando después el contenido de hidrocarburos de los gases para mantener este cebado, en un segundo periodo.
Esto puede ser realizado, por ejemplo, controlando la puesta en fase de las inyecciones que están entonces relativamente próximas al punto muerto superior en el primer estado y relativamente alejadas de éste en el segundo estado.
El estado de activación del catalizador 6 puede ser determinado por el calculador 18 a partir de las informaciones suministradas por los sensores de temperatura 21 a la entrada del catalizador y 22 a la salida de éste, por ejemplo.
En efecto, el cebado del catalizador se caracteriza por una temperatura elevada a la salida del catalizador, pudiendo esta temperatura entonces ser utilizada para determinar el cebado de éste por el calculador 18.

Claims (2)

1. Sistema de ayuda para la regeneración de un filtro de partículas integrado en un sistema de escape de un motor diesel de vehículo automóvil, que comprende diferentes órganos asociados al motor entre los cuales:
- unos medios (2) de admisión de aire en el motor,
- unos medios (4) de reciclaje de los gases de escape del motor a la entrada del mismo,
- un turbocompresor (5),
- un catalizador de oxidación (6) dispuesto corriente arriba del filtro de partículas (7) en el sistema de escape,
- un sistema (8) de alimentación común de carburante de los cilindros del motor, que comprende unos inyectores de regulación eléctrica (9, 10, 11, 12) asociados a estos cilindros.
- unos medios (16) de incorporación de un aditivo al carburante destinado a depositarse sobre el filtro de partículas (7) para reducir la temperatura de combustión de las partículas atrapadas en él,
- unos medios (20, 21, 22, 23, 24) de obtención de información relativa a diferentes parámetros de funcionamiento del motor y de los órganos asociados a éste,
caracterizado porque comprende unos medios (17) de control del funcionamiento de los medios (2) de admisión, de los medios (4) de reciclaje, del turbocompresor (5) y/o del sistema (8) de alimentación para controlar el funcionamiento del motor, estando adaptados además estos medios para activar una fase de regeneración del filtro de partículas (7) mediante la combustión de las partículas atrapadas en éste iniciando una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor durante su fase de expansión, y porque los medios de control (17) están asociados a unos medios (18, 21, 22) de determinación del nivel de actividad del catalizador (6) para conmutar la puesta en fase y/o la cantidad de carburante inyectado durante las inyecciones múltiples, entre unos primeros valores de cebado del catalizador y unos segundos valores de mantenimiento de este cebado.
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el nivel de actividad del catalizador (6) está determinado por un calculador (18) de los medios de control (17) a partir de las informaciones de temperatura suministradas por unos sensores (21, 22) situados corriente arriba del catalizador y entre este catalizador (6) y el filtro de partículas (7) respectivamente.
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