ES2247041T3 - Sistema de ayuda para la regeneracion de un filro de particulas integradas en el tubo de escape de un motor de vehiculo diesel. - Google Patents
Sistema de ayuda para la regeneracion de un filro de particulas integradas en el tubo de escape de un motor de vehiculo diesel.Info
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Abstract
Sistema de ayuda a la regeneración de un filtro de partículas integrado en una línea de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil, que comprende: - medios (18) de adquisición de informaciones relativas a las condiciones de utilización del vehículo, y - medios (18) de análisis de esas informaciones para identificar un tipo de conducción actual del vehículo, asociados a medios (19) de almacenamiento de un histórico de condiciones de utilización del vehículo, caracterizado porque los medios (18) de análisis están igualmente asociados a medios (18) de cálculo de informaciones estadísticas relativas a la probabilidad de que el vehículo adopte un tipo de conducción más favorable a la activación de una regeneración del filtro que el tipo de conducción actual, con el fin de retardar en consecuencia esa activación.
Description
Sistema de ayuda para la regeneración de un
filtro de partículas integradas en el tubo de escape de un motor de
vehículo Diesel.
La presente invención se refiere a un sistema de
ayuda a la regeneración de un filtro de partículas integrado en una
línea de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil.
Se sabe que la reducción de las emisiones
contaminantes relacionadas con el funcionamiento de los motores de
los vehículos automóviles y en particular de los motores Diesel es
una permanente preocupación de los constructores.
Han sido ya desarrollados diferentes sistemas en
el estado de la técnica para reducir el nivel de esas emisiones
contaminantes en particular utilizando un filtro de partículas
integrado en la línea de escape.
Sin embargo, la gestión del funcionamiento de
éste y en particular la gestión de su regeneración origina aún
dificultades como aparece por ejemplo en el documento
EP-A-0 859 132 que describe un
sistema conforme al preámbulo de la reivindicación 1.
El objeto de la invención es en consecuencia
resolver esos problemas.
Con esta finalidad, la invención tiene por objeto
un sistema de ayuda a la regeneración de un filtro de partículas
integrado en una línea de escape de un motor Diesel de vehículo, que
comprende
- -
- medios de adquisición de informaciones relativas a las condiciones de utilización del vehículo, y
- -
- medios de análisis de esas informaciones para identificar un tipo de conducción actual del vehículo, asociados a medios de almacenamiento de un histórico de condiciones de utilización del vehículo, caracterizado porque los medios de análisis están igualmente asociados a medios de cálculo de informaciones estadísticas relativas a la probabilidad de que el vehículo adopte un tipo de conducción más favorable a la activación de una regeneración del filtro que el tipo de conducción actual, con el fin de retardar en consecuencia esa activación.
La invención se comprenderá mejor a partir de la
lectura de la descripción que sigue, facilitada únicamente a título
de ejemplo y realizada en referencia a los dibujos anexos, en los
cuales:
- la Fig. 1 representa un esquema sinóptico que
ilustra un motor Diesel de vehículo automóvil, y los diferentes
órganos asociados a éste,
- la Fig. 2 ilustra la detección de un tipo de
conducción, y
- la Fig. 3 ilustra un cálculo de
probabilidad.
Al efecto se ha representado en la Fig. 1, un
motor Diesel de vehículo automóvil que se designa por la referencia
general 1.
Este motor Diesel está asociado e medios de
admisión de aire a la entrada de éste, que se designan por la
referencia general 2.
A la salida, ese motor está asociado a una línea
de escape que se designa por la referencia general 3.
Se prevén igualmente medios de reciclaje del gas
de escape del motor a la entrada de éste y se designan por la
referencia general 4.
Esos medios se interponen por ejemplo entre la
salida del motor y los medios 2 de admisión de aire en éste.
La línea de escape puede igualmente estar
asociada a un turbocompresor designado por la referencia general 5 y
más particularmente en la parte de turbina de éste, de manera
clásica.
Finalmente, la línea de escape lleva un
catalizador de oxidación designado por la referencia general 6,
dispuesto corriente arriba de un filtro de partículas designado por
la referencia general 7, dispuesto en la línea de escape.
El motor está igualmente asociado a un sistema de
alimentación por ejemplo común en carburante de sus cilindros. Ese
sistema está designado por la referencia general 8 en esta figura y
lleva por ejemplo inyectores de alta presión de accionamiento
eléctrico asociados a esos cilindros.
Por supuesto, pueden contemplarse otros sistemas
de alimentación a alta presión como por ejemplo
inyectores-bombas.
En el ejemplo de realización representado, el
motor es un motor de cuatro cilindros y lleva en consecuencia cuatro
inyectores de accionamiento eléctrico 9, 10, 11 y 12
respectivamente.
Esos diferentes inyectores están asociados por
ejemplo a un alimentador común de carburante designado por la
referencia general 13 y unido a medios de alimentación de carburante
designados por la referencia general 14, que comprenden por ejemplo
una bomba de alta presión.
Esos medios de alimentación están unidos a un
depósito de carburante designado por la referencia general 15 y por
ejemplo a medios para añadir a ese carburante un aditivo destinado a
depositarse sobre el filtro de partículas para reducir la
temperatura de combustión de las partículas atrapadas en éste.
En la práctica este aditivo puede por ejemplo
estar contenido en un depósito auxiliar designado por la referencia
general 16 asociado al depósito de carburante 15 para permitir la
inyección de una cierta cantidad de este aditivo en el
carburante.
Pueden utilizarse igualmente otros medios para
rebajar esta temperatura como por ejemplo un filtro catalizado de
partículas.
Por último, ese motor y los diferentes órganos
que acaban de ser descritos están igualmente asociados a medios de
control de su funcionamiento designados por la referencia general 17
en esta figura, que comprenden por ejemplo cualquier ordenador
apropiado 18 asociado a medios de almacenamiento de informaciones
19, y conectado en la entrada a diferentes medios de adquisición de
informaciones relativas a diferentes parámetros de funcionamiento de
ese motor y de esos órganos, estando entonces dicho ordenador
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
principalmente el par generado por éste en función de las
condiciones de conducción del vehículo de manera clásica.
Es así por ejemplo que ese ordenador está unido a
un detector de presión diferencial 20 en los bornes del catalizador
y del filtro de partículas, respectivamente 6 y 7, a detectores de
temperatura 21, 22 y 23, respectivamente corriente arriba del
catalizador, entre ese catalizador y el filtro de partículas y
corriente debajo de ese filtro de partículas en la línea de
escape.
El detector de presión 20 puede igualmente estar
unido a los bornes del filtro solamente.
El ordenador puede igualmente recibir una
información sobre el contenido en oxígeno de los gases de escape a
partir de una sonda Lambda \lambda designada por la referencia
general 24 en esta figura, integrada en la línea de escape.
A la salida, ese ordenador esta adaptado para
controlar los medios de admisión de aire, los medios de reciclaje
del gas de escape, el turbocompresor, los medios para añadir el
aditivo al carburante, los medios de alimentación de carburante del
distribuidor común y los diferentes inyectores asociados a los
cilindros del motor.
En particular, ese ordenador está adaptado para
activar una fase de regeneración del filtro de partículas mediante
combustión de las partículas atrapadas en éste activando una fase de
inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor
durante su fase de expansión.
Las partículas emitidas por el motor en el curso
de su funcionamiento están en la práctica atrapadas en el filtro de
partículas. Es conveniente entonces regenerar éste regularmente por
combustión de esas partículas.
Los medios de control 17 están igualmente
asociados a medios de determinación del estado de activación del
catalizador de oxidación 6 formados por el ordenador 18 de éstos,
para, en la regeneración del filtro, adaptar de forma continua las
condiciones de desarrollo de la fase de inyecciones múltiples de
carburante en los cilindros del motor con el fin de tener en cuenta
el estado de activación del catalizador.
Esto se realiza controlando la secuencia y/o la
cantidad de carburante inyectado en las inyecciones múltiples para
adaptar de forma continua la cantidad de hidrocarburos producida en
esta fase por el motor, al nivel de actividad del catalizador y
optimizar el funcionamiento de éste, mediante control del sistema de
alimentación de carburante 8.
Una vigilancia continua del nivel de actividad
del catalizador permite en consecuencia controlar en régimen
continuo la secuencia y/o la cantidad de carburante inyectado para
optimizar en continuo el funcionamiento del catalizador y en
consecuencia la temperatura en el seno de ese catalizador evitando
toda degradación de éste, del filtro de partículas o incluso del
motor y cualquier producción de humos y olores.
El estado de activación del catalizador 5 puede
ser determinado por el ordenador 18 por ejemplo a partir de las
informaciones emitidas por los detectores 21 a la entrada del
catalizador y 22 a la salida de éste, de forma clásica.
Con preferencia, el ordenador 18 está asociado a
una modelización numérica integrada del catalizador para conocer su
estado de actividad a partir de las informaciones aportadas por los
detectores.
Por supuesto, pueden utilizarse otros medios como
por ejemplo medios de análisis de la composición química de los
gases de escape a la entrada y a la salida de ese catalizador.
Como se ha indicado anteriormente, el ordenador
18 está asociado a detectores que permiten recoger informaciones
relativas a las condiciones de utilización del vehículo como por
ejemplo su velocidad, la posición del pedal del acelerador, el
régimen de giro del motor, etc..
Ese ordenador 18 está entonces adaptado para
analizar esas informaciones con el fin de identificar un tipo de
conducción del vehículo y determinar si éste e o no favorable para
el desarrollo de la regeneración.
Se sabe en efecto que el aumento de la
temperatura de los gases de escape y la temperatura alcanzada
naturalmente por éstos son más importantes si el motor del vehículo
se usa en un punto de funcionamiento cargado.
El ordenador está así adaptado para detectar tal
tipo de conducción favorable, como por ejemplo en autopista.
Ese ordenador está adaptado en la práctica para
identificar un tipo de conducción actual del vehículo entre tipos de
conducción en ciudad, en carretera, en montaña o en autopista,
calculando un criterio de conducción instantáneo del vehículo según
la relación:
Cr inst =
V(1 +
kPp)
siendo:
- Cr inst:
- Criterio de conducción instantáneo
- V;
- Velocidad del vehículo
- Pp:
- Posición del pedal del acelerador
- K:
- Factor de corrección
Ese criterio de conducción instantáneo es
entonces alisado y comparado con umbrales predeterminados que
corresponden a diferentes tipos de conducción con el fin de
determinar el tipo de conducción actual, como se representa en la
figura 2.
En función del tipo de conducción actual
detectado, se activa o no la regeneración del filtro de partículas
por el ordenador según que éste sea o no favorable a esta
regeneración.
Así, si el vehículo rueda en autopista, se sabe
que las condiciones serán óptimas para la regeneración del filtro
en la medida que el motor está cargado.
Eso permite mejorar el índice de éxito de la
regeneración y disminuir el consumo excesivo inducido por ejemplo
por la post - inyección.
El criterio de conducción instantáneo puede
obtenerse por ejemplo por filtrado o cálculo de una media móvil
durante un período de tiempo T.
Por supuesto, pueden ser contempladas otras
variantes de realización, por ejemplo modificando los parámetros
tenidos en cuenta para el cálculo del criterio instantáneo.
A partir del criterio de conducción instantáneo,
el ordenador 18 está adaptado para construir un histórico de las
condiciones de utilización del vehículo y para activar el
almacenamiento del mismo en los medios 19.
Este histórico permite calcular la probabilidad
de encontrar condiciones de utilización del vehículo más favorables
que las condiciones de utilización actuales.
Esas informaciones estadísticas sobre las
condiciones de utilización del vehículo dan una indicación sobre la
oportunidad de diferir o no la activación de la regeneración. Una
indicación estadística favorable autoriza una prórroga de esa
activación en el caso en que las condiciones a corto plazo no sean
favorables.
Una indicación estadística desfavorable impide
por el contrario una prórroga de esa activación en el caso en que
las condiciones a corto plazo sean favorables.
La construcción del histórico es en consecuencia
realizada por el ordenador que está adaptado para calcular una
distribución actual de tipos de conducción DA según la relación:
con da_{x} que representa el
número de ocurrencias para un tipo de conducción dado, y N el número
de tipos de conducción diferentes posibles, para calcular después la
probabilidad de tener un tipo de conducción dado sobre un número de
sucesos dado a fin de actualizar una distribución histórica DH según
la
relación:
DH(n+1)
\ = \ \alpha DH(n) \ + \ (1-\alpha) \
Danorm
siendo
- \alpha:
- Factor de olvido, \alpha\in[0,1]
- DH:
- Distribución histórica
- Danorm:
- Distribución actual normalizada (probabilidad)
y finalmente para calcular una
probabilidad P de que el vehículo adopte un tipo de conducción más
favorable que el tipo actual, según la
relación:
P \ = \
\sum\limits_{Cact+1}^{N} \
DH_{1}
con DH que representa la
distribución histórica de Cact, el tipo de conducción actual entre
los N tipos de conducción
posibles.
Las informaciones de los tipos de conducción
construidas por ejemplo a partir de informaciones relativas a la
carga y al régimen de giro del motor, representan utilizaciones del
vehículo tales como utilizaciones en ciudad, en carretera o
autopista, etc...
A cada tipo de utilizaciones corresponde un
índice de éxito y/o un coste de regeneración.
DH representa por ello la probabilidad de
aparición del tipo de conducción específico i en un período función
de á y del período de regeneración de la distribución actual
(Danorm). Como se ha ilustrado en la figura 3, un factor de olvido
débil hace evolucionar rápidamente la distribución histórica en
función de la distribución actual, es decir que el histórico es
débil. En sentido inverso, un factor de olvido importante favorece
el histórico (DH evoluciona lentamente).
Se concibe entonces que gracias a una estructura
tal, se optimiza la activación de la regeneración.
Claims (10)
1. Sistema de ayuda a la regeneración de un
filtro de partículas integrado en una línea de escape de un motor
Diesel de vehículo automóvil, que comprende:
- -
- medios (18) de adquisición de informaciones relativas a las condiciones de utilización del vehículo, y
- -
- medios (18) de análisis de esas informaciones para identificar un tipo de conducción actual del vehículo, asociados a medios (19) de almacenamiento de un histórico de condiciones de utilización del vehículo, caracterizado porque los medios (18) de análisis están igualmente asociados a medios (18) de cálculo de informaciones estadísticas relativas a la probabilidad de que el vehículo adopte un tipo de conducción más favorable a la activación de una regeneración del filtro que el tipo de conducción actual, con el fin de retardar en consecuencia esa activación.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de análisis (18) están
adaptados para identificar un tipo de conducción actual del vehículo
entre tipos de conducción en ciudad, en carretera, en montaña y en
autopista.
3. Sistema según la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios de análisis (18) están
adaptados para calcular un criterio de conducción instantáneo del
vehículo, según la relación:
Cr inst =
V(1 +
kPp)
siendo:
- Cr inst:
- Criterio de conducción instantáneo
- V;
- Velocidad del vehículo
- Pp:
- Posición del pedal del acelerador
- K:
- Factor de corrección
para alisar ese criterio de
conducción instantáneo y para compararlo con umbrales
predeterminados que corresponden a los diferentes tipos de
conducción con el fin de determinar el tipo de conducción
actual.
4. Sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios
de análisis (18) están adaptados para pilotar el funcionamiento de
medios (14) de alimentación común de carburante de los cilindros del
motor con el fin de activar la fase de regeneración del filtro de
partículas por combustión de las partículas atrapadas en éste,
activando una fase de inyecciones múltiples de carburante en los
cilindros del motor durante su fase de expansión.
5. Sistema según la reivindicación 4,
caracterizado porque el motor está asociado a diferentes
órganos entre los cuales unos medios (2) de admisión de aire en el
motor, medios (3) de reciclaje de gas de escape del motor a la
entrada de éste, un turbocompresor (5), un catalizador de oxidación
(6) dispuesto corriente arriba del filtro de partículas (7) en la
línea de escape, y medios (16) para reducir la temperatura de
combustión de las partículas atrapadas en éste.
6. Sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios
de cálculo (18) están adaptados para calcular una distribución
actual de los tipos d conducción DA según la relación:
con da_{x} que representa el
número de ocurrencias para un tipo de conducción dado, y N el número
de tipos de conducción diferentes posibles, para calcular después la
probabilidad de tener un tipo de conducción dado sobre un número de
sucesos dado a fin de actualizar una distribución histórica DH según
la
relación:
DH(n+1)
\ = \ \alpha DH(n) \ + \
(1-\alpha)Danorm
siendo
- \alpha:
- Factor de olvido, \alpha\in[0,1]
- DH:
- Distribución histórica
- Danorm:
- Distribución actual normalizada (probabilidad)
y finalmente para calcular una
probabilidad P de que el vehículo adopte un tipo de conducción más
favorable que el tipo actual, según la
relación:
P \ = \
\sum\limits_{Cact+1}^{N} \
DH_{1}
con DH que representa la
distribución histórica de Cact, el tipo de conducción actual entre
los N tipos de conducción
posibles.
7. Sistema según la reivindicación 4 o 5,
caracterizado porque los medios de alimentación común
comprenden un sistema de alimentación de alimentador común a alta
presión de alimentación de los cilindros del motor.
8. Sistema según la reivindicación 4 o 5,
caracterizado porque los medios de alimentación común
comprenden inyectores - bombas.
9. Sistema según la reivindicación 4 o 5,
caracterizado porque los medios para reducir la temperatura
de combustión de las partículas comprenden medios (16) de adición al
carburante de un aditivo destinado a depositarse sobre el filtro de
partículas.
10. Sistema según la reivindicación 4 o 5,
caracterizado porque el filtro de partículas es un filtro
catalizado.
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|---|---|---|---|
| FR0014137 | 2000-11-03 | ||
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2247041T3 true ES2247041T3 (es) | 2006-03-01 |
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ID=8856050
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|---|---|---|---|
| ES01402653T Expired - Lifetime ES2247041T3 (es) | 2000-11-03 | 2001-10-12 | Sistema de ayuda para la regeneracion de un filro de particulas integradas en el tubo de escape de un motor de vehiculo diesel. |
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