ES2282558T3 - Un procedimiento y dispositivo para controlar el humo negro en un moto diesel. - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para controlar el humo negro en un motor diesel, caracterizado por comprender las siguientes etapas: - determinar un primer parámetro (omega) que es representativo de la velocidad instantánea del motor; - determinar un segundo parámetro (O2) correlacionado con la cantidad instantánea de oxígeno presente en las cámaras de combustión del motor; - determinar un tercer parámetro (p; deltap) correlacionado con una presión de inyección instantánea del combustible, y - proporcionar una señal (F; Fc) que es representativa del suministro de combustible admisible real o de la relación de aire-combustible admisible real para eliminar la emisión irregular de humo según los parámetros primero, segundo y tercero.

Description

Un procedimiento y dispositivo para controlar el humo negro en un motor diesel.
La presente invención se refiere a un procedimiento y dispositivo para controlar el humo negro en un motor diesel.
Se conoce que los motores diesel están provistos de un sistema de control de humo para limitar las emisiones de humo negro durante periodos de transición (por ejemplo aceleración) del motor. El control de la emisión de humo negro se produce idealmente controlando la cantidad de combustible inyectado en función de la cantidad de oxígeno realmente disponible para la combustión. Actualmente, sin embargo, no hay un sensor disponible que sea tecnológicamente fiable para la medición directa de la cantidad de oxígeno disponible. La técnica comúnmente adoptada es derivar un valor que es representativo de la tasa del flujo de aire medida, de la presión de sobrealimentación medida o de la relación de aire-combustible total (\lambda).
El control anteriormente mencionado se produce de forma adecuada por medio de una matriz de recuperación bidimensional (2D) que recibe dos parámetros de entrada, concretamente:
a) un parámetro que se refiere a la cantidad de oxígeno realmente presente en la cámara de combustión, es decir, la masa de aire realmente contenida en la cámara de combustión; y
b) un parámetro que es representativo de la velocidad actual del motor.
Dicha matriz de recuperación bidimensional emite una señal que es indicativa del suministro de combustible admisible real o de la relación de aire-combustible admisible real en función de la magnitud real de los dos parámetros de entrada.
Independientemente de sus características particulares, los sistemas de control de humo conocidos sólo toman en consideración la relación de combustión de oxígeno-combustible admisible en función de la condición de funcionamiento presente del motor.
Sin embargo, si el sistema de inyección de combustible usado proporciona el control de la presión de inyección (por ejemplo un sistema "common rail"), la presión de inyección se puede desviar de su valor dado durante el funcionamiento transitorio del motor. Esto significa que la presión de inyección puede mostrar una demora cuando es controlada en valores variables dentro del intervalo de funcionamiento del motor.
Esta demora influye de hecho sobre el comportamiento de las emisiones del humo pero este efecto no es reconocido por medios de control de humo conocidos.
Esencialmente, una presión de inyección excesivamente baja aumenta la emisión del humo.
El documento EP-1-164-274 describe un sistema de control de la inyección de combustible para un motor diesel en el que una unidad de control determina una cantidad deseada de inyección de combustible basada en la cantidad de aire de admisión fresco, la cantidad de aire residual y un funcionamiento posible de aceleración o desaceleración detectado. Un control de retroalimentación se lleva a cabo para regular la presión de inyección de combustible, pero no se tiene en cuenta el valor real de la misma, cuando se determina la cantidad deseada de inyección de combustible.
El inconveniente mencionado es evitado por la presente invención, que se refiere a un procedimiento y un dispositivo para controlar el humo negro en un motor diesel de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas, que se consideran una parte integrante de la presente descripción.
La invención se describirá con referencia a los dibujos adjuntos que ilustran un ejemplo no restrictivo de la invención, en los que:
la fig. 1 muestra esquemáticamente un aparato para controlar el humo negro de un motor diesel, ideado de acuerdo con una primera forma de realización de la invención; y
la fig. 2 muestra esquemáticamente un aparato para controlar el humo negro de un motor diesel, ideado de acuerdo con una segunda forma de realización de la invención.
En la figura 1 el número de referencia 1 indica generalmente un aparato para controlar el humo negro de un motor diesel 2 (mostrado esquemáticamente).
El motor diesel 2 está provisto de un sistema de inyección de combustible 4 de tipo conocido, por ejemplo un sistema "common rail", que inyecta combustible bajo presión en las cámaras de combustión (no mostradas) del motor diesel 2.
El sistema de inyección de combustible 4 es controlado por una unidad de control electrónico de diesel (EDC) 6 que recibe señales de entrada medidas principalmente en el motor y emite señales de control para el motor diesel 2.
La unidad de control electrónico de diesel (EDC) 6 controla la cantidad de combustible inyectado y la presión de inyección del combustible de una manera conocida. La unidad de control electrónico de diesel (EDC) 6 también lleva a cabo un control del humo negro del motor diesel 2 para limitar la emisión de humo negro durante periodos de transición (por ejemplo bajo aceleración) del motor 2.
Para este propósito el EDC 6 está provisto de una matriz tridimensional 10 (3D) que recibe los siguientes parámetros de entrada:
a) un primer parámetro O_{2} que se refiere a la cantidad real de oxígeno en las cámaras de combustión, por ejemplo masa de aire realmente contenida en las cámaras de combustión;
b) un segundo parámetro \omega que es representativo de la velocidad instantánea del motor (obtenida por ejemplo midiendo la velocidad de rotación del cigüeñal 2A del motor 2); y
c) un tercer parámetro p que es representativo de la presión de inyección instantánea del combustible en el sistema de inyección de combustible 4.
La presión de inyección de combustible p puede estar representada preferiblemente por la presión presente en el conducto de un sistema "common rail".
El tercer parámetro c) también puede representar la desviación \Deltap de la presión de inyección instantánea del combustible en el sistema de inyección de combustible 4 respecto a una presión de referencia p_{0}, es decir, \Deltap = p - p_{0}.
Dicha matriz 3D 10, para cada combinación de tres parámetros de entrada, emite una señal F que es representativa del suministro de combustible admisible real o la relación de aire-combustible admisible real que debe ser proporcionada por medio del sistema de inyección de combustible 4.
La señal F se usa por tanto para controlar el sistema de inyección de combustible 4 de modo que la cantidad de combustible que se suministra al motor 2 esté correlacionada con la presión de inyección. Por lo tanto, la emisión irregular de humo causada por variaciones de presión se elimina.
En la forma de realización ilustrada en la figura 2, la unidad de control electrónico de diesel (EDC) 6 lleva a cabo un control del humo negro del motor diesel 2 para limitar las emisiones de humo durante el periodo de funcionamiento transitorio (por ejemplo bajo aceleración) del motor 2.
Para este propósito, el EDC 6 está provisto de una matriz bidimensional 12 (2D) que recibe los siguientes parámetros de entrada:
a) un primer parámetro O_{2} que se refiere a la cantidad real de oxígeno en las cámaras de combustión, es decir la masa de aire realmente contenida en las cámaras de combustión;
b) un segundo parámetro \omega que es representativo de la velocidad instantánea del motor (obtenida por ejemplo midiendo la velocidad de rotación del cigüeñal 2A del motor 2).
Dicha matriz 12, para cada combinación de los dos parámetros de entrada, emite una señal Fr aproximada que es representativa, al principio aproximadamente, del suministro de combustible admisible real o de la relación de aire-combustible admisible real que debería proporcionar el sistema de inyección de combustible 4.
La señal Fr aproximada es transmitida a un bloque de corrección 15 en el que la señal Fr aproximada es multiplicada por un factor corrector de ganancia G para emitir una señal Fc corregida usada para controlar el sistema de inyección de combustible 4 de modo que la cantidad de combustible suministrado al motor 2 esté vinculada a la presión de inyección del combustible.
El valor del factor de ganancia G está correlacionado con la desviación \Deltap de la presión de inyección instantánea del combustible en el sistema de inyección de combustible 4 respecto a una presión de referencia p_{0}, es decir,
\Deltap = p - p_{0}.
Por ejemplo, el factor de ganancia G puede ser emitido por medio de una matriz 17 que emite un valor G para cada valor de entrada \Deltap.
En particular, si la presión de inyección instantánea p es inferior a la presión de referencia p_{0}, el factor de ganancia G es menor que 1, cuando la diferencia \Deltap es cercana a 0, el factor de ganancia G es cercano a 1 y si la presión de inyección p es superior al valor de referencia p_{0}, el factor de ganancia es \geq 1.
Según otra forma de realización, el factor corrector de ganancia G también puede estar vinculado a la velocidad instantánea del motor. En esta forma de realización, la matriz 17 puede comprender un mapa bidimensional (2G) con dos parámetros de entrada que son representativos de la velocidad del motor y de la presión de inyección del combustible o, respectivamente, de la desviación de la presión de inyección.
La presente invención se puede implementar de forma ventajosa a través de un programa de ordenador, preferiblemente dispuesto y ejecutado por la unidad de control electrónico de diesel EDC, que comprende medios de codificación del programa para la implementación de una o más etapas del procedimiento, cuando este programa se está ejecutando en un ordenador o un sistema de microprocesador. Por lo tanto, se entiende que el alcance de protección se extiende a tal programa para ordenador y además a un medio legible por ordenador que tiene un mensaje grabado en el mismo, comprendiendo dicho medio legible por ordenador medios de codificación del programa para la implementación de una o más etapas del procedimiento, cuando este programa es ejecutado en un ordenador o un sistema de microprocesador.

Claims (10)

1. Un procedimiento para controlar el humo negro en un motor diesel, caracterizado por comprender las siguientes etapas:
- determinar un primer parámetro (\omega) que es representativo de la velocidad instantánea del motor;
- determinar un segundo parámetro (O_{2}) correlacionado con la cantidad instantánea de oxígeno presente en las cámaras de combustión del motor;
- determinar un tercer parámetro (p; \Deltap) correlacionado con una presión de inyección instantánea del combustible, y
- proporcionar una señal (F; Fc) que es representativa del suministro de combustible admisible real o de la relación de aire-combustible admisible real para eliminar la emisión irregular de humo según los parámetros primero, segundo y tercero.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha etapa de determinar dicho tercer parámetro comprende la etapa de determinar la presión en el conducto (p) de un sistema "common rail".
3. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha etapa de determinar dicho tercer parámetro comprende la etapa de determinar un parámetro que es representativo de la diferencia (\Deltap) de la presión de inyección instantánea del combustible (p) respecto a un valor dado (p_{0}).
4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha etapa de proporcionar una señal (F; Fc) que es representativa del suministro de combustible admisible real comprende la etapa de proporcionar dichos parámetros primero, segundo y tercero a una matriz tridimensional (10) que emite, para cada combinación de las tres señales de entrada, dicha señal (F; Fc) que es representativa del suministro de combustible admisible real o de la relación de aire-combustible admisible real.
5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la etapa que proporciona una señal (F; Fc) que es representativa del suministro de combustible admisible real comprende la etapa de proporcionar dichos parámetros primero y segundo a una matriz bidimensional (12) que emite, para cada combinación de las dos señales de entrada, una señal (Fr) aproximada que es representativa del suministro de combustible admisible real o de la relación de aire-combustible admisible real; comprendiendo asimismo dicho procedimiento la etapa de corregir dicha señal (Fr) aproximada.
6. Un procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha etapa de corrección comprende la etapa de multiplicar dichas señales (Fr) aproximadas por un factor de ganancia (G) que es dependiente al menos de dicho tercer parámetro (p; \Deltap).
7. Un procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho factor de ganancia (G) está determinado según dicho tercer (p; \Deltap) y la velocidad instantánea del motor (\omega).
8. Un dispositivo para controlar el humo negro en un motor diesel, caracterizado por comprender medios para la implementación del procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Programa de ordenador que comprende medios de código de programa de ordenador adaptados para llevar a cabo todas las etapas de las reivindicaciones 1 a 7 cuando dicho programa es ejecutado en un ordenador o un sistema de microprocesador.
10. Un medio legible por ordenador que tiene un programa grabado en el mismo, comprendiendo dicho medio legible por ordenador medios de código de programa de ordenador adaptados para llevar a cabo todas las etapas de las reivindicaciones 1 a 7, cuando dicho programa es ejecutado en un ordenador o un sistema de microprocesador.
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