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}.
\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.
Applications Claiming Priority (2)
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