ES2290763T3 - Dispositivo de purificacion de gases de escape y metodo de purificacion de los gases de escape de los motores de combustion interna. - Google Patents

Dispositivo de purificacion de gases de escape y metodo de purificacion de los gases de escape de los motores de combustion interna. Download PDF

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Abstract

Un dispositivo de purificación de gases de escape para un motor de combustión interna (1) que tiene un catalizador (11) que almacena NOx dispuesto en un tubo de escape del motor, de manera que el catalizador 11 que almacena NOx consta de un catalizador de metal precioso y de un absorbente (47) de NOx y, cuando el cociente de aire-combustible del gas de escape circulante es pobre, el dióxido de nitrógeno NO2 que se almacena en frío contenido en el gas de escape en el absorbente de NO x cuando no está activado y el dióxido de nitrógeno NO 2 almacenado en frío que se almacena en caliente en el absorbente (47) de NO x cuando el catalizador que almacena NO x está activado, dicho dispositivo de purificación (47) del gas de escape haciendo que el dióxido de nitrógeno NO2 contenido en el gas de escape se almacene en frío en el absorbente (47) de NO x en el estado en el que el catalizador (11) que almacena NO x no está activado, se caracteriza porque al realizar un control que restablece el catalizador que almacena NO x que incluye al menos la elevación de la temperatura de dicho catalizador (11) que almacena NOx a una temperatura predeterminada para activarlo cuando se cumplen unas condiciones que restablecen el catalizador (11) que almacena NOx predeterminadas con el fin de restaurar la capacidad de almacenamiento en frío de dicho absorbente (47) de NOx para almacenar el NO x cuando el catalizador (11) que almacena NO x, no ha alcanzado su temperatura de activación en el estado en el que dicho catalizador que almacena NO x no está activado.

Description

Dispositivo de purificación de gases de escape y método de purificación de los gases de escape de los motores de combustión interna.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de purificación de los gases de escape y al método de purificación de dichos gases para un motor de combustión interna.
Principios básicos
Como un catalizador para purificar el NO_{x} contenido en los gases de escape cuando el combustible se quema en una proporción pobre de aire-combustible, se conoce un catalizador que comprende un soporte hecho de alúmina en cuya superficie se forma una capa de un absorbente NO_{x} compuesto de un metal alcalino o alcalinotérreo y en cuya superficie se encuentra un catalizador de un metal precioso como el platino (por ejemplo, ver la Publicación de la Patente no examinada japonesa (kokai) nr.6-, 108826). En este catalizador, cuando el catalizador se activa y el porcentaje aire-combustible del gas de escape es pobre, el NO_{x} contenido en el gas de escape se almacena en el absorbente NO_{x}, mientras que cuando el porcentaje aire-combustible del gas de escape es rico, el NO_{x} que se había almacenado en el absorbente NO_{x} es liberado y reducido.
Sin embargo se cree que esta absorción de NO_{x} y la acción de liberarse no se producen cuando el catalizador no es activado. Por lo tanto, en el motor de combustión interna descrito en la publicación anterior, cuando el catalizador no se activa el catalizador se calienta mediante un calentador eléctrico.
El documento EP-A-1 010 870 revela un dispositivo de purificación de gases de escape para un motor de combustión interna que tiene un catalizador almacenado NO_{x} en el tubo de escape. El catalizador NO_{x} consta de un catalizador a base de un metal precioso y un absorbente NO_{x}. Cuando el porcentaje aire-combustible del gas de escape que afluye es pobre, el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape es almacenado frío en el absorbente NO_{x} mientras el absorbente NO_{x} no sea activado, y es almacenado caliente cuando el absorbente NO_{x} alcanza su temperatura de activación.
Descubrimiento de la invención
Los inventores examinaron los catalizadores diseñados para realizar esta acción de absorción y liberación de NO_{x} y como resultado de ello descubrieron que mientras no se almacena el monóxido de nitrógeno NO contenido en el gas de escape en el absorbente NO_{x} cuando el catalizador no es activado, el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en los gases de escape se almacena en el absorbente NO_{x} (almacenado frío) incluso cuando el catalizador no es activado por un mecanismo diferente del que actúa al almacenarse el monóxido de nitrógeno NO cuando el catalizador es activado.
El objeto de la presente invención será lograr un dispositivo de purificación de los gases de escape y un método de purificación de los gases de escape para purificar los gases de escape utilizando este hecho descubierto por los inventores.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se ha previsto un dispositivo de purificación de los gases de escape para un motor de combustión interna que tenga un catalizador que almacene NO_{x} dispuesto en un tubo de escape del motor, de manera que el catalizador que almacene NO_{x} comprenda un catalizador de metal precioso y un absorbente de NO_{x} y, cuando un cociente aire-combustible del gas de escape afluente sea pobre, el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape en el absorbente de NO_{x} se almacene frío cuando no se active y cuando se active el dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado frío se almacene caliente en el absorbente NO_{x}, de manera que el dispositivo de purificación de gases para un motor de combustión interna haga que el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en los gases de escape se almacene frío en el absorbente NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} no es activado y haga que un catalizador que almacena NO_{x} recupere el control lo que incluye elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} a una temperatura predeterminada para activarlo cuando se cumple una condición predeterminada de restauración del catalizador que almacena NO_{x} con el fin de recuperar la capacidad de almacenar en frío el absorbente de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} no es activado.
De acuerdo con este aspecto de la invención es posible retirar el NO_{2} en los gases de escape incluso en el estado donde el catalizador que almacena el NO_{x} no está activado. Además, en este catalizador que almacena el NO_{x}, si se eleva la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} para ser activado, el dióxido de nitrógeno almacenado frío cuando no estaba activado es liberado en forma de monóxido de nitrógeno NO, es oxidado a dióxido de nitrógeno NO_{2} por el catalizador del metal precioso activado, y finalmente es almacenado caliente en el absorbente de NO_{x} en forma de iones de ácido nítrico NO_{3}^{-}. Por lo tanto, aumentando la temperatura del catalizador que almacena el NO_{x} para activarlo, es posible recuperar la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} no es activado. Según todo esto, de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, ajustando de forma apropiada el estado de recuperación del catalizador que almacena NO_{x}, es posible mantener la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} no es activado. Observen que se requiere una diferenciación particular en esta especificación, el almacenamiento en la forma de iones de ácido nítrico NO_{3}^{-} se conocerá como "almacenamiento en caliente" y el almacenamiento en la forma de ácido nitroso NO_{2}^{-} se conocerá como "almacenamiento en frío".
Preferiblemente, el estado o la condición que restablece el catalizador que almacena NO_{x} se fija para que se cumpla previamente a la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} que no está activado esté saturado. Según esta configuración, asegurándose de que el control que restablece el catalizador que almacena NO_{x} se ejecuta antes de que la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente de NO_{x} se vea saturada, es posible impedir que el dióxido de nitrógeno NO_{2} falle al ser almacenado y sea liberado a la atmósfera.
Preferiblemente, el estado que restablece el catalizador que almacena NO_{x} se ajusta de manera que el dióxido de nitrógeno almacenado en frío no sea liberado del absorbente de NO_{x} en más de una cantidad predeterminada al elevar la temperatura y al activar el catalizador que almacena NO_{x} en el control que restablece el catalizador que almacena NO_{x}.
Tal como se ha explicado antes, si se eleva la temperatura y se activa el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x}, el catalizador que almacena NO_{x} finalmente caliente almacena el dióxido de nitrógeno almacenado en frío cuando no estaba activado en el absorbente de NO_{x} en forma de iones de ácido nítrico NO_{3}^{-}. Sin embargo, si la cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenada en frío cuando no estaba activado es superior a la cantidad de NO_{x} almacenable en caliente en el absorbente NO_{x} al elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} a una temperatura predeterminada para activarlo y es también mayor que la cantidad de NO_{x} almacenable en el absorbente de NO_{x} al elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} a una temperatura predeterminada para activarlo, parte del dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío es apta o propensa a terminar siendo liberada sin intención alguna en forma de NO_{x} cuando se realiza el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x}.
De acuerdo con esta configuración, se considera este punto al ajustar el estado restaurador del catalizador que almacena NO_{x}, así que al elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} para activarlo en el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x}, es posible mantener una gran cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío sin que termine siendo liberada de forma no intencionada.
Observen que aquí, "el dióxido de nitrógeno almacenado en frío NO_{2} que no es liberado del absorbente de NO_{x} en más de una cantidad predeterminada" incluye no solo el caso del dióxido de nitrógeno almacenado en frío NO_{2} que no es liberado en más de una cantidad predeterminada como óxido de nitrógeno NO_{x} o que no es liberada a una velocidad mayor de una velocidad predeterminada, sino que también el caso donde la cantidad real de liberación de dióxido de nitrógeno NO_{2} por el tiempo calculado a partir de la velocidad de liberación de óxidos de nitrógeno NO_{x} en el momento en que se libera el dióxido de nitrógeno almacenado en frío del absorbente de NO_{x} y la velocidad de almacenamiento de los óxidos de nitrógeno NO_{x} en el absorbente de NO_{x} no es superior a una cantidad predeterminada.
Preferiblemente, el dispositivo tiene un medio para estimar la cantidad almacenada de NO_{2} para calcular una cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenada en frío en el absorbente de NO_{x} y un medio para estimar la cantidad almacenable de NO_{x} para calcular una cantidad de óxidos de nitrógeno NO_{x} capaz de ser almacenada en el absorbente de NO_{x} cuando el catalizador que almacena el NO_{x} está a la temperatura predeterminada, y se considera que se cumple la condición restauradora del catalizador que almacena NO_{x} cuando la cantidad almacenada de NO_{2} estimada el medio que calcula la cantidad almacenada de NO_{2} es mayor o igual que una cantidad predeterminada fijada en no mayor que la cantidad almacenable de NO_{x} en base a la cantidad almacenable de NO_{x} estimada por el medio que calcula la cantidad almacenable de NO_{x}.
Tal como se ha explicado con anterioridad, cuando por ejemplo la cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenada en frío en el absorbente de NO_{x} es mayor que la cantidad de óxidos de nitrógeno NO_{x} capaz de ser almacenada en frío en el absorbente de NO_{x} cuando la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} es la temperatura predeterminada, parte del dióxido de nitrógeno almacenado en frío NO_{2} puede no ser almacenado en el absorbente de NO_{x} y terminar siendo liberado como NO_{x} al elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} para activarlo en el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x}.
Contrariamente a esto, en esta configuración, puesto que la condición o el estado que restablece el catalizador que almacena NO_{x} se considera que se cumple y el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x} se lleva a cabo cuando la cantidad almacenada de NO_{2} estimada por el medio de cálculo de la cantidad almacenada de NO_{2} pasa a ser mayor o igual a una cantidad predeterminada fijada en no superior a la cantidad almacenable de NO_{x} en base a la cantidad almacenable de NO_{x} estimada por el medio que calcula la cantidad almacenable de NO_{x}, es posible mantener el dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío evitando que sea liberado al elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} para activarlo en el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x}.
Preferiblemente, el catalizador que almacena NO_{x} es un catalizador que almacena NO_{x} que tiene la función de almacenar en caliente los óxidos de nitrógeno contenidos en el gas de escape en el absorbente de NO_{x} cuando el catalizador que almacena NO_{x} es activado y la proporción airecombustible del gas de escape que fluye en el catalizador que almacena NO_{x} es pobre, el dispositivo tiene un medio que estima la velocidad de liberación del NO_{x} para calcular una velocidad de liberación de los óxidos de nitrógeno NO_{x} del absorbente de NO_{x} cuando se hace que la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} sea la temperatura predeterminada y un medio que estima la velocidad de almacenamiento de NO_{x} para calcular una velocidad de almacenamiento de los óxidos de nitrógeno respecto al absorbente de NO_{x} cuando se hace que la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} sea la temperatura predeterminada, y el estado restaurador del catalizador que almacena NO_{x} se considera que se cumple cuando la velocidad de liberación del NO_{x} estimada por el medio que calcula la velocidad de liberación del NO_{x} es mayor o igual a una velocidad predeterminada fijada en no superior a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} en base a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} estimada por el medio que calcula la velocidad de almacenamiento del NO_{x}.
Si la velocidad de liberación de los óxidos de nitrógeno NO_{x} cuando el dióxido de nitrógeno almacenado en frío es liberado del absorbente de NO_{x} al hacer que la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} sea la temperatura predeterminada, es menor que la velocidad de almacenamiento de los óxidos de nitrógeno frente al absorbente de NO_{x} haciendo que la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} sea la temperatura predeterminada, se puede concebir que no se libere NO_{2} almacenado en frío al elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} a la temperatura predeterminada para activarlo en el control del catalizador que almacena NO_{x}.
Esta configuración se planteaba teniendo en cuenta todo esto. Cuando la velocidad de liberación del NO_{x} estimada por el medio que calcula la velocidad de liberación del NO_{x} pasa a ser mayor o igual a una velocidad predeterminada establecida en no superior a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} en base a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} calculada por el medio de cálculo de dicha velocidad, se considera que se cumple el estado o la condición restauradora del catalizador de almacenamiento del NO_{x} y se lleva a cabo el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x}. Debido a esto es posible impedir sustancialmente que el dióxido de nitrógeno almacenado en frío sea liberado del absorbente de NO_{x} al elevar la temperatura del catalizador que almacena el NO_{x} para activarlo en el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x} y como resultado de ello se evita que el dióxido de nitrógeno almacenado termine siendo liberado a la atmósfera como NO_{x}.
Preferiblemente, el catalizador que almacena NO_{x} es un catalizador que almacena NO_{x} que tiene la función de almacenar en caliente los óxidos de nitrógeno contenidos en el gas de escape en el absorbente de NO_{x} cuando el catalizador que almacena NO_{x} es activado y la proporción airecombustible del gas de escape que fluye en el catalizador que almacena NO_{x} es pobre, el dispositivo tiene un medio que estima la velocidad de liberación del NO_{x} para calcular una velocidad de liberación de los óxidos de nitrógeno NO_{x} del absorbente de NO_{x} cuando se hace que la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} sea la temperatura predeterminada y un medio que estima la velocidad de almacenamiento de NO_{x} para calcular una velocidad de escape de los óxidos de nitrógeno NO_{x} del motor de combustión interna, y un medio que estima la velocidad de almacenamiento del NO_{x} para calcular una velocidad de almacenamiento de los óxidos de nitrógeno respecto al absorbente de NO_{x} cuando se hace que la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} sea la temperatura predeterminada, y el estado restaurador del catalizador que almacena NO_{x} se considera que se cumple cuando una suma de la velocidad de liberación del NO_{x} estimada por el medio que calcula la velocidad de liberación del NO_{x} y la velocidad de escape del NO_{x} estimada por el medio que la calcula es mayor o igual a una velocidad predeterminada fijada en no superior a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} en base a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} estimada por el medio que calcula la velocidad de almacenamiento del NO_{x}.
Por ejemplo, si la velocidad de liberación de los óxidos de nitrógeno NO_{x} cuando el dióxido de nitrógeno almacenado en frío es liberado del absorbente de NO_{x} al hacer que la temperatura del catalizador que almacena el NO_{x} sea la temperatura predeterminada, es la misma que la velocidad de almacenamiento de los óxidos de nitrógeno NO_{x} con respecto al absorbente de NO_{x} al hacer que la temperatura del catalizador que almacena el NO_{x} sea la temperatura predeterminada, se puede pensar que no se liberará dióxido de nitrógeno almacenado en frío al elevar la temperatura del catalizador que almacena el NO_{x} a la temperatura predeterminada para activarlo en el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x}. Sin embargo, en este caso, los óxidos de nitrógeno NO_{x} procedentes del motor de combustión interna terminarán siendo liberados a la atmósfera como durante el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x}.
Contrariamente a esto, y de acuerdo con esta configuración, cuando la suma de la velocidad de liberación de NO_{x} estimada por el medio de cálculo de la velocidad de liberación del NO_{x} y la velocidad del NO_{x} del tubo de escape calculada por el medio de cálculo de la velocidad de los gases del NO_{x} es mayor o igual a una velocidad predeterminada fijada en no superior a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} en base a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} calculada por el medio de cálculo de la velocidad de almacenamiento del NO_{x}, se considera que la condición o el estado restaurador del catalizador de almacenamiento de NO_{x} se cumple y que se realiza el control restaurador del catalizador de almacenamiento de NO_{x}, por lo que es posible evitar que los óxidos de nitrógeno procedentes del tubo de escape del motor de combustión interna sean liberados a la atmósfera en el momento del control restaurador del catalizador de almacenamiento de NO_{x}.
Preferiblemente, el catalizador de almacenamiento de NO_{x} tiene la función de liberar, reducir y purificar los óxidos de nitrógeno NO_{x} que habían sido almacenados en caliente en el absorbente de NO_{x} cuando el catalizador que almacena NO_{x} es activado y cuando se hace que el cociente aire-combustible del gas de escape fluya menos en el catalizador que almacena NO_{x} y tiene la función de establecer la presencia de un agente reductor en condiciones, y el control restaurador del catalizador que almacena NO_{x} incluye hacer que el cociente de aire-combustible del gas de escape fluya menos en el catalizador de almacenamiento de NO_{x} y establecer la presencia de un agente reductor en condiciones. Según esta configuración, realizando el control restaurador del catalizador de almacenamiento de NO_{x} es posible liberar, reducir y purificar los óxidos de nitrógeno almacenados en caliente en el absorbente de NO_{x}.
Preferiblemente, el dispositivo tiene además un medio que incrementa el cociente de NO_{2} para incrementar un cociente de dióxido de nitrógeno con respecto al monóxido de nitrógeno NO producido en el momento de la combustión bajo un cociente pobre de aire-combustible cuando el catalizador de almacenamiento de NO_{x} no es activado en comparación con cuando el catalizador es activado en el mismo estado de funcionamiento del motor.
El catalizador que almacena NO_{x} puede almacenar en frío el dióxido de nitrógeno en el absorbente de NO_{x} incluso cuando no está activado cuando el cociente de airecombustible del gas que fluye por el tubo de escape es bajo. Por lo tanto, según esta configuración es posible mejorar el cociente de purificación del NO_{x} cuando el catalizador de almacenamiento de NO_{x} no está activado.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, existe un método de purificación de los gases para un motor de combustión interna que incluye, colocar un catalizador de almacenamiento de NO_{x} en un tubo de escape del motor, de manera que el catalizador que almacene NO_{x} conste de un catalizador de metal precioso y de un absorbente de NO_{x} y, cuando el cociente de aire-combustible del gas de escape que fluye sea pobre, el dióxido de nitrógeno contenido en el tubo de escape en el absorbente de NO_{x} se almacena en frío cuando no está activado y el dióxido de nitrógeno contenido en el tubo de escape en el absorbente de NO_{x} se almacena en caliente cuando está activado, lo que hace que el dióxido de nitrógeno contenido en el gas de escape sea almacenado en frío en el absorbente de NO_{x} en unas condiciones en las que el catalizador de almacenamiento de NO_{x} no es activado y al aumentar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} a una temperatura predeterminada para activarlo, es decir para restaurar la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente de NO_{x} en las condiciones en las que el catalizador que almacena NO_{x} no es activado previamente a que se sature la capacidad del almacenamiento en frío del absorbente de NO_{x} en las condiciones en las que el catalizador que almacena NO_{x} no está activado.
De acuerdo con el segundo aspecto de la invención, es posible retirar el NO_{2} del gas de escape incluso cuando el catalizador que almacena el NO_{x} no está activado. Además, en el catalizador que almacena el NO_{x}, cuando se eleva la temperatura para ser activado, el dióxido de nitrógeno almacenado en frío cuando no está activado es finalmente almacenado en caliente en el absorbente de NO_{x} en forma de iones de ácido nítrico NO_{3}^{-}, de manera que la capacidad de almacenar en frío del absorbente de NO_{x} en las condiciones en las que el catalizador que almacena el NO_{x} no está activado se puede recuperar. De acuerdo con todo esto, y según este aspecto de la invención, la capacidad de almacenar en frío el absorbente de NO_{x} en las condiciones en las que el catalizador que almacena el NO_{x} no está activado se puede mantener.
Breve descripción de los dibujos
Estos y otros objetivos y características de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción de las configuraciones preferidas con referencias detalladas a los dibujos adjuntos, donde:
Figura 1 muestra el caso de aplicación de la presente invención respecto a un motor de combustión interna tipo ignición de compresión;
Figuras 2a y 2b son visiones que muestran esquemáticamente las secciones transversales de la parte superficial del soporte de un catalizador de almacenamiento de NO_{x};
Figura 3 es una visión para explicar un fenómeno de filtración
Figura 4 es una visión de la relación entre una cantidad Ab almacenable de NO_{x} y una temperatura TC de un catalizador que almacena NO_{x};
Figura 5 es un diagrama de flujo de una rutina de control de un método que se lleva a la práctica en la configuración que aparece en la figura 1;
Figura 6 es una visión de varios modelos de inyección de combustible;
Figura 7 es un diagrama de flujo de una rutina de control de otro método puesto en práctica por la configuración que aparece en la figura 1;
Figura 8a es una visión de la relación entre una velocidad de liberación del NO_{x} y una cantidad almacenada de NO_{x}, mientras la Fig. 8b es una visión de la relación entre una velocidad de almacenamiento de NO_{x} y una cantidad almacenada de NO_{x};
Figura 9 es un diagrama de flujo de una rutina de control de otro método puesto en práctica por la configuración que aparece en la figura 1; y
Figura 10 es una visión explicatorio que ilustra la relación entre una velocidad de liberación del NO_{x} Va del absorbente de NO_{x}, una velocidad Ve de los gases de escape del motor, una velocidad de almacenamiento de NO_{x} Vb respecto al absorbente de NO_{x}, una velocidad de los criterios de juicio Vx, etc. usando como la abscisa la cantidad almacenada de NO_{2} Qa del absorbente de NO_{x}.
Mejores modos de llevar a cabo la invención
Las configuraciones preferidas de la presente invención se describirán con todo detalle a continuación mientras se hace referencia a las figuras adjuntas.
La Fig. 1 muestra el caso de aplicación de la presente invención a un motor de combustión interna tipo ignición por compresión. Observen que la presente invención se puede aplicar también a un motor de combustión interna tipo ignición por chispa.
Respecto a la figura 1, 1 indica un cuerpo de motor, 2 indica una cámara de combustión de cada cilindro, 3 indica un inyector de combustible controlado electrónicamente para inyectar combustible en cada cámara de combustión 2, 4 indica un colector de admisión, y 5 indica un colector de escape. El colector de escape está conectado a través de un conducto de admisión 6 a un orificio de salida o descarga de un compresor 7a de un alimentador turbo de gases de escape. La entrada del compresor 7a está conectada a un purificador de aire 8. Dentro del tubo de admisión 6 se dispone una válvula reguladora 9 accionada por un motor de accionamiento gradual o escalonado. Además, alrededor del conducto de admisión 6 se dispone un dispositivo de refrigeración (refrigerador) 10 para enfriar el flujo de aire de entrada a través del interior del conducto de admisión 6. En la configuración que se muestra en la figura 1, el agua refrigerante del motor es conducida al refrigerador 10. El agua refrigerante del motor enfría el aire de admisión. Por otro lado, el colector de escape 5 se conecta a un orificio de entrada de una turbina de escape 7b del alimentador turbo de los gases de escape 7, mientras que el orifico de salida de la turbina de escape 7b está conectada a una caja 12 que aloja un catalizador de almacenamiento del NO_{x} 11. El orificio de salida superior del colector de gases de escape 5 dispone de una válvula de suministro de agente reductor 13 para el suministro de un agente reductor que comprende, por ejemplo, un hidrocarburo en el gas de escape que fluye a través del interior del colector de escape 5.
El colector de escape 5 y el colector de admisión 4 están unidos por un conducto de recirculación del gas de escape (al que se hace referencia a continuación como un "EGR") 14. El conducto o tubo EGR 14 dispone de una válvula de control del EGR controlada electrónicamente 15. Además, alrededor del conducto 14 del EGR se dispone de un dispositivo de refrigeración (refrigerador EGR) 16 para enfriar el gas del EGR que fluye por el interior del tubo del EGR 14. En la configuración que se muestra en la figura 1, el agua refrigerante del motor es conducida al refrigerador del EGR 16. El agua refrigerante del motor enfría el gas del EGR. Por otro lado, cada inyector de combustible 3 está unido a través de un tubo de alimentación de combustible 17 a un recipiente de combustible, es decir, lo que se conoce como "vía común" 18. Esta vía común 18 es alimentada con combustible procedente de una bomba 19 de combustible de descarga variable controlada electrónicamente. El combustible que llega a la vía común 18 es alimentado a través de un tubo o conducto de alimentación de combustible 17 al inyector de combustible 3.
Una unidad de control electrónico consta de un ordenador digital que dispone de una memoria únicamente de lectura (ROM) 32, una memoria de acceso aleatorio (RAM) 33, un microprocesador (CPU) 34, un puerto de entrada 35, y un puerto de salida 36 todos ellos conectados unos con otros por un enlace común bidireccional 31. El catalizador que almacena NO_{x} 11 dispone de un sensor de temperatura 20 para detectar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11. La señal de salida del sensor de temperatura 20 entra al puerto de entrada 35 a través de un convertidor AD 37 correspondiente. Además, un pedal acelerador 40 está conectado a un sensor de carga 41 que genera un voltaje de salida proporcional a la cantidad de depresión L del pedal acelerador 40. El voltaje de salida del sensor de carga 41 entra al puerto de entrada 35 a través de un convertidor AD 37 correspondiente. Además, el puerto de entrada 25 tiene un sensor de ángulo de calado 42 que genera un pulso de salida cada vez que el eje del cigüeñal gira, por ejemplo, 15 grados conectado a él. Por otro lado, el puerto de salida 36 está conectado a través del correspondiente circuito impulsor 38 a los inyectores de combustible 3, al motor escalonado 9 de la válvula reguladora, a la válvula 13 de suministro del agente reductor, a la válvula 15 de control del EGR, y a la bomba de combustible 19.
El catalizador que almacena NO_{x} 11 que aparece en la figura 1 consta de un catalizador monolítico. Una base del catalizador que almacena NO_{x} 11 lleva, por ejemplo, un soporte de catalizador que consta de alúmina. Las figuras 2a y 2b muestran esquemáticamente la sección transversal de la pieza superficial de este soporte catalizador 45. Tal como muestran las figuras 2a y 2b, el soporte del catalizador 45 lleva un catalizador 46 de metal precioso dispersado en su superficie. Además, el soporte del catalizador 45 está formado por una capa de absorbente de NO_{x} 47 en su superficie.
En esta configuración de la presente invención, el platino se utiliza como el catalizador de metal precioso 46. Como ingrediente que forma parte del absorbente de NO_{x} 47, se puede utilizar, por ejemplo, al menos un elemento seleccionado del grupo formado por el potasio K; sodio Na, cesio Cs o bien otro metal alcalino, bario Ba, calcio Ca, u otro metal alcalinotérreo, lantano La, itrio U, o bien otra tierra rara.
Si el cociente de aire y combustible (hidrocarburos) suministrado al conducto o tubo de admisión del motor, a las cámaras de combustión 2, y a la contracorriente del conducto de gases de escape del catalizador de almacenaje NO_{x} 11, se le conoce como "el cociente aire-combustible del gas de escape", cuando se activa el catalizador 46 del metal precioso, es decir, cuando se activa el catalizador 11 que almacena NO_{x}, el absorbente 47 de NO_{x} realiza un proceso de absorción del NO_{x} y una acción de liberación de lo almacenado en caliente cuando el cociente de airecombustible del gas de escape es pobre y libera el NO_{x} almacenado en caliente cuando la concentración de oxígeno en el gas de escape desciende. Observen que cuando no se suministra combustible (hidrocarburos) o aire al tubo de gases de escape del catalizador que almacena NO_{x} 11, el cociente aire-combustible del gas de escape coincide con el cociente aire-combustible de la mezcla aire-combustible que alimenta las cámaras de combustión 2. Por lo tanto, en este caso, el absorbente de NO_{x} 47 almacena en caliente NO_{x} cuando el cociente aire-combustible de la mezcla aire-combustible que alimenta las cámaras de combustión 2 es pobre, mientras que libera el NO_{x} almacenado en caliente cuando la concentración de oxígeno en la mezcla aire-combustible que va a las cámaras de combustión 2 desciende.
Es decir, si se explica esta toma como un ejemplo del caso que utiliza bario Ba como el ingrediente que forma el absorbente 47 de NO_{x}, cuando el cociente aire-combustible del gas de escape es pobre, es decir, cuando la concentración de oxígeno en el gas de escape es alta, si se activa el catalizador del metal precioso 46, el NO contenido en el gas de escape es oxidizado en el platino Pt 46 tal como se muestra en la figura 2a para pasar a ser NO_{2}, luego es absorbido en el absorbente de NO_{x} 47 y se dispersa en el absorbente 47 de NO_{x} en forma de iones de ácido nítrico NO_{3}^{-} mientras se enlaza al óxido de bario BaO. De esta forma, el NO_{x} se almacena en caliente en el absorbente 47 de NO_{x}. Es decir, el almacenar en la forma de iones de ácido nítrico NO_{3}^{-} se conoce como "almacenar en caliente". Mientras la concentración de oxígeno en el gas de escape sea alta, se produce NO_{2} en la superficie del platino Pt 46. Mientras la capacidad de almacenamiento en caliente del absorbente 47 de NO_{x} no se vea saturada, el NO_{2} se almacena en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} y se producen los iones de ácido nítrico NO_{3}^{-}.
Contrariamente a esto, enriqueciendo el cociente aire-combustible en las cámaras de combustión 2 o bien el cociente estequiométrico aire-combustible o bien aportando un agente reductor procedente de la válvula de suministro de agentes reductores 13 de manera que se enriquezca el cociente aire-combustible del gas de escape o bien el cociente estequiométrico aire-combustible, la concentración de oxígeno en el gas de escape disminuye, de manera que la reacción procede en la dirección invertida (NO_{3}^{-}-> NO_{2}) y por lo tanto los iones de ácido nítrico NO_{3}^{-} en el absorbente 47 de NO_{x} son liberados del absorbente 47 de NO_{x} en forma de NO_{2}, NO_{x} etc.. En este caso, puesto que el agente reductor (HC no quemado, CO, etc.) está presente en el gas de escape, el NO_{x} liberado es reducido por el agente reductor (HC incombusto, CO, etc...) contenido en el gas de escape.
Ahora, los óxidos de nitrógeno NO_{x} en el gas de escape no son almacenados en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} en forma de monóxido de nitrógeno NO_{x}. Tienen que convertirse a la forma de dióxido de nitrógeno NO_{2} o de lo contrario no serán almacenados en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} Es decir, el monóxido de nitrógeno NO contenido en el gas de escape tiene que transformarse en dióxido de nitrógeno NO_{2}, es decir, tiene que ser oxidizado o bien no será almacenado en caliente en el absorbente 47 de NO_{x}. El platino Pt 46 inherentemente tiene actividad a baja temperatura. Sin embargo, la basicidad del absorbente 47 del NO_{x} es notablemente fuerte. Por lo tanto, la actividad del platino Pt 46 a una temperatura baja, es decir, la acidez tiende a ser débil. Como resultado de ello, si la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 desciende, la acción de oxidación del monóxido de nitrógeno NO a dióxido de nitrógeno pasa a ser más débil. Por lo tanto, para oxidizar el monóxido de nitrógeno NO, es necesario que el catalizador del metal precioso 46 sea elevado en temperatura y sea activado, es decir, que el catalizador 11 que almacena NO_{x} sea activado. Por lo tanto, hasta el momento, para purificar NO_{x} se ha considerado necesario que el catalizador 46 del metal precioso sea activado, es decir que el catalizador que almacena NO_{x} 11 sea activado.
Los inventores se esforzaron por investigar sobre este catalizador 11 que almacena NO_{x} y como resultado de ello aprendieron que el monóxido de nitrógeno NO contenido en el gas de escape no será almacenado en el absorbente 47 de NO_{x} hasta que el Pt 46 platino sea activado, es decir, a menos que el catalizador que almacena NO_{x} sea activado, pero el dióxido de nitrógeno NO_{2} se almacenará en frío en el absorbente 47 de NO_{x} en la forma de ácido nitroso NO_{2}^{-} tal como se ve en la figura 2b incluso si el catalizador que almacena NO_{x} 11 no es activado. Observen que en esta especificación, el almacenamiento en la forma de ácido nitroso NO_{2} se conocerá como "almacenamiento en frío" para diferenciarlo del anterior "almacenamiento en caliente". Además, cuando no es necesario diferenciar en particular el almacenamiento en frío y el almacenamiento en caliente, se hace referencia simplemente al "almacenamiento".
Adicionalmente, puesto que el almacenamiento en frío del NO_{2} es posible incluso si el catalizador 11 no está activado, la "activación del catalizador 11 que almacena NO_{x}" en esta especificación equivale a un estado en el que el monóxido de nitrógeno NO puede ser oxidado a dióxido de nitrógeno NO_{2} y almacenado en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} cuando el cociente de aire-combustible del gas de escape que fluye es pobre y además se puede liberar un estado en el que el NO_{x} almacenado en el absorbente 47 de NO_{x} puede ser liberado y reducido si se reduce el cociente airecombustible del gas de escape que fluye (es decir, se enriquece el cociente estequiométrico aire-combustible) y se establece la presencia de un agente reductor.
De esta forma, el dióxido de nitrógeno NO_{2} es almacenado en frío incluso si el catalizador que almacena NO_{x} 11 no es activado, de manera que en esta configuración de la presente invención, el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape es almacenado en frío en el absorbente de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} 11 no es activado cuando el cociente aire-combustible del gas de escape que afluye es pobre y, por ejemplo, cuando el combustible se somete a una combustión bajo un cociente de aire-combustible pobre. Es decir, en el motor interno tipo ignición por compresión como el que se ve en la figura 1, el cociente aire-combustible del gas de escape es pobre en el momento del funcionamiento normal. Adicionalmente, en esta configuración de la presente invención, si no se realiza un control para elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 tal como se explica más adelante (control del aumento de temperatura), el catalizador que almacena NO_{x} 11 no es activado. Por lo tanto, en el momento del funcionamiento normal, el absorbente 47 de NO_{x} del catalizador que almacena NO_{x} 11 almacena en frío el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape.
Sin embargo, si el funcionamiento en el que el cociente aire-combustible del gas de escape es pobre continúa llevándose a cabo en el estado en el que el catalizador 11 que almacena NO_{x} no es activado, la capacidad de almacenamiento en frío (capacidad de almacenamiento de NO_{2} ) del absorbente 47 de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} 11 no es activado finalizará saturándose y por lo tanto se terminará con que el NO_{2} ya no será capaz de ser almacenado en frío por el absorbente 47 de NO_{x} . Por lo tanto, en esta configuración de la presente invención, el catalizador 11 que almacena NO_{x} se incrementa en temperatura para activarlo y realmacenar la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente 47 de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} 11 no es activado previamente a que la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente 47 de NO_{x} se sature.
Es decir, en el método anterior, cuando el catalizador que almacena NO_{x} no se activa, tal como se observa en la figura 2b, el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape es almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} Posteriormente, si la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 aumenta en este estado, el dióxido de nitrógeno NO_{2} que se había almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} será liberado en la forma de monóxido de nitrógeno NO_{x} será oxidado a dióxido de nitrógeno NO_{2} por el catalizador 46 del metal precioso activado, y será almacenado en caliente en el absorbente 47 de NO_{x}. Por lo tanto, cuando se activa el catalizador que almacena NO_{x} 11, el dióxido de nitrógeno almacenado en frío NO_{2} se almacena en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} en la forma de iones de ácido nítrico NO_{3}^{-}. Posteriormente, cuando el dióxido de nitrógeno NO_{x} almacenado en frío cuando no estaba activado de esta forma es almacenado en caliente en el absorbente de NO_{x} en la forma de iones de ácido nítrico NO_{3}^{-}, se recupera la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente 47 de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} 11 no está activado, es decir se restablece.
Utilizando esta acción, en esta configuración de la presente invención, por ejemplo, cuando se tiene que almacenar el dióxido de nitrógeno NO_{2} en frío en el absorbente 47 del NO_{x} en el estado no activado, mediante el aumento reiterado de la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 para activarlo y luego devolverlo al estado inactivo, es decir, elevando periódicamente la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 y activándolo, es posible restaurar y mantener la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente 47 de NO_{x}. Es decir, en este caso, al elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 para activarlo se forma un control para recuperar el catalizador que almacena NO_{x} (control restaurador del catalizador que almacena NO_{x}). Observen que la temperatura específica TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 en este caso es, por ejemplo, de 100 a 150°C en el caso del almacenamiento en frío del dióxido de nitrógeno en el estado no activado y de 300 a 400°C en el caso de elevar la temperatura del catalizador para activarlo. Tal como se explica más adelante, el catalizador de almacenamiento 11 del NO_{x} es activado gradualmente a medida que esta temperatura sube y junto con ello el cociente del almacenamiento en caliente hasta que la acción de almacenamiento aumenta en su totalidad. Por lo tanto, en el caso anteriormente mencionado, al elevar la temperatura del catalizador 11 que almacena NO_{x} para activarlo y producir un almacenamiento en caliente del dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío, es preferible incrementar suficientemente la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 para activarlo. Para esto es preferible elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 para activarlo de manera que al menos por ejemplo el cociente del almacenamiento en caliente sea mayor o igual al cociente del almacenamiento en frío.
Sin embargo, tal como se ha explicado antes, el dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} cuando el catalizador 11 que almacena NO_{x} no está activado puede ser finalmente almacenado en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} en la forma de iones de ácido nítrico NO_{3}+ elevando la temperatura del catalizador 11 que almacena NO_{x} para activarlo. Posteriormente, tal como se ha explicado antes, el NO_{x} almacenado en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} es liberado y reducido haciendo que el cociente de aire-combustible del gas de escape fluya menos en el catalizador que almacena NO_{x} 11 (es decir, enriqueciéndolo o el cociente estequiométrico de aire-combustible)y estableciendo la presencia de un agente reductor en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} 11 es activado.
Debido a lo mencionado, en esta configuración de la presente invención, cuando el catalizador que almacena NO_{x} no es activado, el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape es almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x}. Luego, después de ser utilizado durante un cierto periodo de tiempo, la temperatura del catalizador que almacena el NO_{x} 11 se eleva para activarlo de manera que haga que el dióxido de nitrógeno almacenado en frío sea absorbido en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} antes de que se sature la capacidad de almacenamiento en frío del absorbente 47 de NO_{x}. Seguidamente, se hace más pequeño el cociente airecombustible del gas de escape que fluye y aparece un agente reductor en condiciones de liberar y reducir el dióxido de nitrógeno almacenado en caliente. Según este método, es posible purificar el dióxido de nitrógeno NO_{2} en el gas de escape y suprimir la liberación de los óxidos de nitrógeno NO_{x} a la atmósfera.
Por otro lado, en el caso de trabajar realmente el método anterior, al elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 para activarlo, se produce a veces el fenómeno del dióxido de nitrógeno almacenado en frío que termina siendo liberado del absorbente 47 del NO_{x} de forma no intencionada (a continuación denominado el "fenómeno de afloración"). Además, este fenómeno de afloración se produce únicamente cuando la cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenada en frío cuando el catalizador 11 que almacena NO_{x} no está activado, es grande. Observen que en este caso, el dióxido de nitrógeno almacenado en frío NO_{2} es liberado en forma de NO ó NO_{2} etc. (NO_{x}).
La figura 3 es una visión de este fenómeno y muestra el cambio en la concentración de NO_{x} en el catalizador que almacena NO_{x} que fluye en el gas de escape en el caso de elevar la temperatura del catalizador 11 que almacena NO_{x}. La abscisa muestra la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 mientras que la ordenada muestra la concentración de NO_{x} en el gas de escape que fluye hacia fuera del catalizador 11 que almacena NO_{x}. En la figura, la línea sólida muestra el caso de una gran cantidad de dióxido de nitrógeno almacenada en frío cuando el catalizador que almacena NO_{x} no está activado, mientras que la línea a trazos muestra el caso de una pequeña cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenada en frío cuando el catalizador que almacena NO_{x} 11 no está activado. Adicionalmente, la concentración Ic de NO_{x} indica la concentración de NO_{x} en el gas de escape que fluye hacia el catalizador que almacena NO_{x} 11.
Tal como puede verse en la figura 3, cuando la cantidad de dióxido de nitrógeno almacenada en frío es grande, a veces la concentración de NO_{x} en el gas de escape que fluye hacia fuera desde el catalizador que almacena NO_{x} llega a ser mayor que la concentración de NO_{x} en el gas de escape que fluye durante el proceso del aumento de temperatura. Es decir, cuando la cantidad de dióxido de nitrógeno almacenado en frío es grande, el dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío es liberado en el proceso del aumento de temperatura.
Adicionalmente, este fenómeno de afloración se cree que ocurre desde que la cantidad almacenable de NO_{x} del absorbente de NO_{x} 47 es mayor antes del aumento de temperatura, es decir, cuando el catalizador que almacena NO_{x} 11 no está activado, que después del aumento en la temperatura, es decir, cuando el catalizador que almacena NO_{x} 11 es activado. Lo que significa que la relación entre la cantidad Ab almacenable de NO_{x} (incluyendo la cantidad almacenable en frío (cantidad almacenable de NO_{2}) del absorbente 47 de NO_{x} cuando el catalizador que almacena NO_{x} 11 no está activado) y la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 antes y después de la activación del catalizador que almacena NO_{x} 11 se cree que es la que se muestra en la figura 4. En la figura, la línea gruesa muestra la cantidad almacenable Ab de NO_{x}, mientras que la línea a trazos muestra la cantidad almacenable en caliente en esta. Es decir, la cantidad almacenable Ab de absorbente de NO_{x} 47 va disminuyendo a medida que aumenta la temperatura TC, mientras que la cantidad almacenable en caliente va aumentando a medida que asciende la temperatura TC, llegando a un máximo en el momento de una cierta temperatura Ta, y luego baja a medida que aumenta la temperatura TC.
Adicionalmente, el cociente de la cantidad almacenable en caliente en la cantidad Ab almacenable de NO_{x} aumenta con un incremento en la temperatura TC. A la anterior temperatura Ta o más, la cantidad almacenable de NO_{x} Ab y la cantidad almacenable en caliente pasan a ser sustancialmente iguales. Es decir, en el lado frío, se realiza principalmente el almacenamiento en frío. Cuando la temperatura TC aumenta y el catalizador que almacena NO_{x} 11 se vuelve activo, el cociente del almacenamiento en caliente aumenta gradualmente. En el lado caliente, se realiza principalmente el almacenamiento en caliente. Es decir, en esta configuración de la presente invención, específicamente, se realiza un almacenamiento en frío incluso cuando el catalizador que almacena NO_{x} 11 es activado. Por lo tanto, por ejemplo, la expresión de "almacenamiento en frío cuando el catalizador que almacena NO_{x} 11 no está activado" o bien de "almacenamiento en caliente cuando el catalizador que almacena NO_{x} 11 está activado" pretende meramente simplificar la expresión y no pretende excluir el caso de almacenamiento en frío cuando el catalizador que almacena NO_{x} está activado.
Ahora, tal como se puede ver en la figura 4, la cantidad almacenable de NO_{x} del absorbente de NO_{x} 47 disminuye con un aumento de la temperatura TC. En dicho caso, por ejemplo, cuando el catalizador que almacena NO_{x} 11 no está activado (es decir, antes del aumento de temperatura), si la cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenada en frío es mayor que la cantidad de NO_{x} almacenable a la temperatura posteriormente al aumento de temperatura, parte del dióxido de nitrógeno almacenado en frío ya no podrá ser almacenado y quedará almacenado. El fenómeno de afloración antes mencionado se cree que ocurre debido a esto.
A continuación, se explicará el método de supresión de la aparición del fenómeno de afloración anteriormente explicado y que usa el catalizador que almacena NO_{x} 11 para purificar el NO_{2} en el gas de escape y suprimir la liberación de NO_{2} a la atmósfera.
La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra la rutina de control de un método capaz de ser llevado a cabo por la configuración mostrada en la figura 1. Esta rutina de control es ejecutada por ECU 30 interrumpiendo cada cierto tiempo el funcionamiento normal del motor. Tal como se ha comentado antes, en un motor de combustión interna tipo ignición por compresión como el que se muestra en la figura 1, el cociente aire-combustible del gas de escape es pobre en el momento del funcionamiento normal. Además, el catalizador que almacena NO_{x} 11 está en un estado no activado. Por lo tanto, el absorbente de NO_{x} 47 del catalizador que almacena 11 NO_{x} almacena en frío el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape.
Cuando esta rutina de control que se muestra en la figura 5 se inicia, inicialmente en la etapa 101, la cantidad almacenada de NO_{2} Qa se calcula justo en ese momento. La cantidad Qa se calcula en base a por ejemplo el tipo de catalizador que almacena NO_{x} 11 y la historia del estado de funcionamiento a partir de cuando finalizaron la liberación previa de NO_{x} y el control reductor (explicado a continuación). En este caso, por ejemplo, la velocidad del motor y la cantidad de inyección de combustible se utilizan como indicadores que expresan el estado de funcionamiento. La velocidad de almacenamiento del NO_{2} (cantidad de NO_{2} almacenada por unidad de tiempo) respecto al absorbente 47 de NO_{x} en cada estado de funcionamiento expresado por éstas se averigua por adelantado en experimentos etc. y se almacena como un mapa. El mapa se utiliza para encontrar la cantidad almacenada de NO_{x} Qa en base a la historia del estado de funcionamiento. Observar que si al considerar el efecto de la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 a la velocidad de almacenamiento del NO_{2}, es posible hallar la cantidad Qa almacenada de NO_{2} con mayor precisión.
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Cuando la cantidad almacenada de NO_{x} Qa se averigua en la etapa 101, la rutina avanza hasta la etapa 103. En la etapa 103, se estima la cantidad almacenable de NO_{x} Qb del absorbente 47 de NO_{x} cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 es la temperatura predeterminada. Aquí, esta temperatura Td es una temperatura predeterminada ya que la temperatura para realizar la liberación y el control de reducción que posteriormente se explicará y que es mayor o igual a la temperatura donde el catalizador 11 que almacena NO_{x} al menos empieza a ser activado (temperatura de activación). Es más preferible que la temperatura Td la temperatura a la cual la reducción y liberación del NO_{x} pasan a ser activos al máximo.
La cantidad almacenable de NO_{x} Qb se estima, por ejemplo, que se basa en el tipo de catalizador 11 que almacena NO_{x} y la temperatura Td. Es decir, por ejemplo, la relación entre la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 y la cantidad almacenable de NO_{x} Qb se ha averiguado por adelantado en los experimentos y guardado en un mapa. Este mapa se utiliza para averiguar la cantidad almacenable de NO_{x} Qb correspondiente a la temperatura anterior Td.
Cuando se considera que la cantidad almacenable de NO_{x} Qb en la etapa 103, en la siguiente etapa 105, la cantidad Qx se calcula en base a la cantidad Qb almacenable de NO_{x}. Esta cantidad Qx, reconocida judicialmente se utiliza en la siguiente etapa 107 y por ejemplo se averigua mediante la ecuación Qx = Qb-\alpha (donde \alpha \geq 0). Aquí la constante \alpha es un margen de seguridad para suprimir la aparición del anterior fenómeno de afloración y se puede fijar de forma apropiada.
Cuando la cantidad Qx se calcula en la etapa 105, en la siguiente etapa 107, se juzga si la cantidad almacenada de NO_{2} Qa es la cantidad Qx o más. Cuando se considera aquí que la cantidad almacenada de NO_{2} Qa es inferior que la cantidad Qx, esta rutina de control finaliza y continúa el funcionamiento normal del motor. Por otro lado, cuando se considera que la cantidad almacenada de NO_{2} Qa equivale a Qx o es superior, la rutina avanza hasta la etapa 109 donde se realiza un control de incremento de temperatura.
El control de incremento de temperatura realizado en la etapa 109 es un control para elevar la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 a la temperatura Td anteriormente mencionada. En la actual configuración, este control de elevación de la temperatura se realiza controlado el modelo de inyección de combustible tal como se explica seguidamente. Es decir, la Fig. 6 es una visión esquemática que muestra cuatro ejemplos de modelos de inyección de combustible capaces de ser utilizados en el motor de combustión interna que se muestra en la figura 1. Generalmente, se inyecta la cantidad principal de combustible cerca del punto muerto superior de compresión tal como se muestra en (I) en la figura 6. En oposición a esto, si el control de elevación de la temperatura se inicia en la etapa 109, por ejemplo, se utiliza el modelo de inyección de combustible que se muestra en (II) de la figura 6. Es decir, la regulación de la inyección de la cantidad principal de combustible se retrasa hasta después del punto muerto superior de compresión. Si la regulación de la inyección de la cantidad principal de combustible se retrasa hasta después el punto muerto superior de la compresión de este modo, el periodo después de la combustión pasa a ser mayor y por lo tanto aumenta la temperatura del gas de escape. Si la temperatura del gas de escape aumenta, la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 aumenta.
Adicionalmente, para elevar la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 también es posible inyectar una cantidad qv auxiliar de combustible cerca del punto muerto superior de succión además de la cantidad principal qm de combustible tal como se observa en (III) de la figura 6. Si adicionalmente se inyecta combustible auxiliar qv de esta forma, el combustible que se va a quemar aumenta exactamente la cantidad auxiliar de combustible qv, de manera que la temperatura del gas de escape sube y por lo tanto la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 aumenta.
Por otro lado, si se inyecta combustible auxiliar qv cerca del punto muerto superior de succión de este modo, debido al calor de la compresión durante la carrera de compresión, se producen aldehídos, cetonas, peróxidos, monóxido de carbono y otros productos intermedios a partir del combustible auxiliar qv. Estos productos intermedios aceleran la reacción del combustible principal qm. Por lo tanto, en este caso, tal como se muestra en (III) de la figura 6, incluso si la regulación de la inyección del combustible principal qm se retrasa enormemente, se puede obtener una buena combustión sin causar fallos de encendido. Es decir, es posible retrasar enormemente la regulación de la inyección del combustible principal qm, de manera que la temperatura del gas de escapa pase a ser considerablemente elevada y de acuerdo con ello la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 pueda ser rápidamente
elevada.
Además, para elevar la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11, es posible inyectar combustible auxiliar qv durante la carrera de compresión o bien la carrera de escape adicionalmente al combustible principal qm tal como se muestra en (IV)en la figura 6. Es decir, en este caso, la mayor parte del combustible auxiliar qp se escapa hacia el interior del conducto de escape en forma de HC incombusto sin haber sido quemado. Este HC incombusto es oxidado por el oxígeno sobrante en el catalizador que almacena NO_{x} 11. El calor de la reacción de oxidación producido en este momento hace que la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} aumente.
Observen que en esta configuración de la presente invención, el modelo de inyección de combustible es controlado en el control de aumento de la temperatura de manera que se mantiene el cociente aire-combustible del gas de escape en el estado pobre. Esto es debido a que si el cociente aire-combustible del gas de escape se enriquece o bien pasa a ser el cociente estequiométrico aire-combustible en el proceso de elevación de la temperatura, el NO_{x} almacenado en frío termina siendo liberado. En el proceso de elevación de la temperatura, la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 no aumenta suficientemente, de manera que la reducción y purificación no son posibles cuando el NO_{x} almacenado en frío es liberado.
Tal como se ha explicado antes, cuando el catalizador que almacena NO_{x} 11 se eleva en temperatura y es activado por el control de aumento de la temperatura, el dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} antes de que se eleve la temperatura en el catalizador que almacena NO_{x} 11, es decir, cuando todavía no se ha activado, es finalmente almacenado en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} en forma de iones de ácido nítrico NO_{3}^{-}.
En esta configuración, debido al criterio a seguir en la etapa 107, se considera que la cantidad (Qa) de NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} cuando se ejecuta el control de elevación de la temperatura no es superior que la cantidad (Qb) del NO_{x} almacenable en el catalizador 11 que almacena NO_{x} elevándose la temperatura Td para su activación. Por lo tanto, de acuerdo con esta configuración, es posible suprimir la liberación de NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} no está activado y elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} para activario. Es decir, es posible eliminar la aparición del fenómeno de afloración. Observen que teóricamente haciendo esto se evita la liberación del NO_{2} que había sido almacenado en frío en el momento de elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 para activarlo, pero de hecho es difícil impedir por completo la liberación del NO_{2} como NO_{x}. Por lo tanto, en la actualidad, aplicando este criterio en la etapa 107, la cantidad de NO_{2} liberado cuando se libera como NO_{x} o la cantidad de liberación por unidad de tiempo se impide que sea superior a una cantidad predeterminada.
Cuando se inicia el control de elevación de la temperatura en la etapa 109, la rutina avanza hasta la etapa 111, donde se juzga si el aumento de la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 ha terminado. Es decir, por ejemplo, cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 pasa a ser la temperatura Td o superior, se considera que el aumento de temperatura ha terminado. En esta configuración, la temperatura detectada por el sensor de temperatura 20 se utiliza para este juicio. Cuando se juzga en la etapa 111 que el aumento de temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 no ha terminado, la rutina vuelve a la etapa 109 donde continúa el control de elevación de la temperatura. Por otro lado, cuando se considera que el aumento de temperatura del catalizador que almacena NO_{x} ha terminado, la rutina avanza hasta la etapa 113, donde el control de aumento de la temperatura termina y la rutina avanza hasta la etapa 115.
En la etapa 115 se lleva a cabo un control de la reducción y liberación del NO_{x} para provocar la liberación del NO_{x} procedente del absorbente 47 de NO_{x} y reducirlo. Es decir, mientras se mantiene el estado en el que se activa el catalizador que almacena NO_{x}, es decir, mientras se mantiene el estado en el que se activa el catalizador que almacena NO_{x} 11, es decir, mientras se mantiene la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 a la temperatura Td o superior, el cociente aire-combustible del gas de escape que fluye en el catalizador que almacena NO_{x} 11 se hace más pequeño y se establece la presencia de un agente reductor. Más específicamente, en esta configuración, se enriquece el cociente aire-combustible en la cámara de combustión 2 o bien el cociente estequiométrico airecombustible o el agente reductor es alimentado desde la válvula de suministro 13 de agente reductor para mantener la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 a la temperatura Td o superior y de forma intermitente o continuada enriquecer el cociente aire-combustible del gas de escape o el cociente aire-combustible estequiométrico. Haciendo esto, el NO_{x} es liberado del absorbente 47 de NO_{x} y el NO_{x} liberado es reducido y purificado por el agente reductor (HC incombusto, CO, etc.) presente en el gas de escape.
Cuando la liberación de NO_{x} anteriormente mencionada y el control de reducción se inician en la etapa 115, la rutina avanza hasta la etapa 117, donde se juzga si la liberación del NO_{x} del absorbente 47 de NO_{x} se ha completado. Este juicio se realiza hallando por adelantado la velocidad de liberación del NO_{x} (cantidad de liberación del NO_{x} por unidad de tiempo) a partir del absorbente 47 de NO_{x} cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 es la temperatura Td según los experimentos y juzgando si la cantidad de NO_{x} liberada en la liberación frecuente de NO_{x} y el control de reducción estimado a partir de la velocidad de liberación del NO_{x} y la duración de la liberación de NO_{x} y el control de reducción ha resultado ser mayor que la cantidad almacenada de NO_{2} estimada en la etapa 101. Es decir, se juzga que la liberación del NO_{x} se haya completado cuando se considera que la cantidad de NO_{x} liberada calculada previamente ha pasado a ser mayor que la cantidad almacenada de NO_{2} en la etapa 101.
En la etapa 117, cuando se considera que la liberación del NO_{x} del absorbente 47 de NO_{x} todavía no se ha completado, la rutina vuelve a la etapa 115 donde continúa el control de liberación y reducción del NO_{x}. Por otro lado, cuando se juzga que se ha completado la liberación del NO_{x} procedente del absorbente 47 de NO_{x}, la rutina avanza hasta la etapa 119 donde finaliza el control de liberación y reducción de NO_{x} y termina la rutina de
control.
Tal como se ha explicado antes, mediante este método se inicia el control de aumento de la temperatura cuando la cantidad Qa almacenada de NO_{2} estimada ha llegado a ser mayor o igual a la cantidad Qx fijada en no más de la cantidad almacenable de NO_{x} Qb, en base a la cantidad almacenable de NO_{x} Qb del absorbente 47 de NO_{x} en el momento en que la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 es la temperatura Td. Por lo tanto, es posible reducir la liberación del NO_{x} que aparece cuando el NO_{2} almacenado en frío no puede ser almacenado por completo cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 se eleva a la temperatura Td y se activa el catalizador. Es decir, de acuerdo con este método, es posible suprimir la liberación del NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} en el estado en el que el catalizador de NO_{x} 11 no está activado y elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} para la activación. Es decir, es posible suprimir la aparición del anterior fenómeno de afloración. Adicionalmente, con este método, se lleva a cabo un control de la liberación y reducción, de manera que es posible obtener NO_{x} liberado del absorbente 47 de NO_{x} y reducir y purificarlo.
De esta forma, según este método, es posible suprimir la aparición del fenómeno de afloración o fuga y el uso del catalizador que almacena NO_{x} 11 para purificar el NO_{2} en el gas de escape y eliminar la liberación del NO_{x} a la atmósfera.
A continuación, otro método que funciona según la configuración que se muestra en la figura 1, es decir, otro método de eliminación de la aparición del fenómeno de fuga explicado a continuación y que utiliza el catalizador que almacena NO_{x} 11 para purificar el NO_{2} en el gas de escape y suprimir la liberación de NO_{x} a la atmósfera se explicará haciendo referencia a la figura 7. Observen que este método incluye partes comunes al método explicado con referencia a la figura 5. En principio se omitirán las explicaciones de estas partes.
Si la velocidad de liberación del NO_{x} (cantidad de NO_{x} liberado por unidad de tiempo) cuando el NO_{2} almacenado en frío es liberado del absorbente 47 de NO_{x} al hacer que la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 sea la temperatura Td para el control de liberación y reducción del NO_{x} es inferior o igual a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} (cantidad de NO_{x} almacenado por unidad de tiempo) respecto al absorbente 47 de NO_{x} al hacer que la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 sea la temperatura Td, la liberación del NO_{2} almacenado en frío no se producirá sustancialmente al elevar la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} a la temperatura Td para activar el catalizador. El método explicado a continuación se basa en este criterio.
Observen que en el estado en el que la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 llega a ser la temperatura Td y el catalizador que almacena NO_{x} 11 se activa, el NO_{x} del gas de escape se almacena principalmente en caliente en el absorbente 47, pero en este caso tampoco se puede decir que no existe almacenamiento en frío. Es decir, en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} 11 se activa, el NO_{x} del gas de escape se almacena en el absorbente 47 de NO_{x} (que incluye los significados de almacenamiento en frío y almacenamiento en caliente).
La figura 7 es un diagrama de flujo que muestra la rutina de control de este método. Esta rutina de control es interrumpida cada cierto tiempo por el ECU 30 en el momento del funcionamiento normal del motor. Cuando esta rutina de control se pone en marcha, en la etapa 201, se calcula la cantidad almacenada Qa de NO_{2} en ese momento. El control en la etapa 201 es similar al control en la etapa 101 de la figura 5.
Cuando se calcula la cantidad almacenada Qa de NO_{2} en la etapa 201, la rutina avanza hasta la etapa 203. En la etapa 203, se calcula la velocidad de liberación Va del NO_{x} del absorbente 47 de NO_{x} en el caso en el que la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 es la temperatura predeterminada Td. Aquí, la temperatura Td es la temperatura predeterminada ya que la temperatura para realizar el control de reducción y la liberación de NO_{x} llevado a cabo más tarde es mayor o igual a la temperatura a la que la activación del catalizador que almacena NO_{x} 11 ya se ha iniciado (temperatura de activación), del mismo modo que el caso explicado con respecto a la figura 5.
La velocidad de liberación Va del NO_{x} se calcula en base a, por ejemplo, la temperatura Td y la cantidad Qa almacenada de NO_{2}. Es decir, la relación entre la cantidad de NO_{x} que incluye el NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} (cantidad almacenada de NO_{x}) y la cantidad de NO_{x} liberada del absorbente 47 de NO_{x} por unidad de tiempo (velocidad de liberación del NO_{x}) pasa a ser una relación donde la velocidad de liberación del NO_{x} aumenta cuanto mayor es la cantidad de NO_{x} almacenada tal como se muestra en la figura 8a cuando la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 es constante. Por lo tanto, si se averigua por adelantado la relación tal como se muestra en la figura 8a para la cual cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 es la anterior temperatura Td, utilizando la cantidad almacenada de NO_{x} Qa estimada en la etapa 201 como la cantidad almacenada de NO_{x}, es posible hallar la velocidad de liberación de NO_{x} correspondiente, es decir, la velocidad de liberación Va que se
busca.
Cuando la velocidad de liberación Va del NO_{x} se calcula en la etapa 203, la rutina avanza hasta la etapa 205. En la etapa 205, se calcula la velocidad de almacenamiento Vb del NO_{x} respecto al absorbente 47 de NO_{x} cuando la temperatura TC del catalizador que almacena 11 es la temperatura Td. La velocidad de almacenamiento del NO_{x} Vb se averigua, por ejemplo, en base a la temperatura Td y a la cantidad Qa almacenada del mismo modo que el caso de estimación de la velocidad de liberación Va del NO_{x}. Es decir, la relación entre la cantidad de NO_{x} que incluye el NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} (cantidad almacenada de NO_{x}) y la cantidad de NO_{x} que incluye el NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} por unidad de tiempo (velocidad de almacenamiento del NO_{x}) llega a ser la relación donde la velocidad de almacenamiento del NO_{x} disminuye cuanto mayor es la cantidad de NO_{x} almacenada tal como se muestra en la figura 8b cuando la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 es constante. Por lo tanto, si se averigua por adelantado la relación tal como se muestra en la figura 8b para la cual cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 es la anterior temperatura Td, utilizando la cantidad almacenada de NO_{x} Qa estimada en la etapa 201 como la cantidad almacenada de NO_{x}, es posible hallar la velocidad de almacenamiento de NO_{x} correspondiente, es decir, la velocidad de almacenamiento Vb que se
busca.
Cuando la velocidad de almacenamiento Vb del NO_{x} se calcula en la etapa 205, en la etapa siguiente 207, la velocidad Vx reconocida judicialmente se calcula en base a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} Vb. Esta velocidad reconocida judicialmente Vx se utiliza en la etapa posterior 209 y se averigua en la ecuación Vx = Vb-\beta (donde \beta \geq 0). Aquí, la constante \beta es un margen de seguridad para suprimir la aparición del fenómeno de afloración anteriormente mencionado y se puede ajustar de forma apropiada.
Cuando la velocidad Vx se calcula en la etapa 207, la rutina avanza hasta la etapa 209. En la etapa 209, se considera que la velocidad de liberación Va del NO_{x} es la velocidad Vx o superior. Cuando aquí se considera que la velocidad de liberación Va del NO_{x} es inferior a la velocidad Vx reconocida judicialmente, la rutina de control finaliza y el motor continúa su funcionamiento normal. Por otro lado, cuando se considera que la velocidad de liberación del NO_{x} Va es la velocidad reconocida oficialmente Vx o superior, la rutina avanza hasta la etapa 211, donde se lleva a cabo el control que eleva la temperatura y el control de liberación y reducción del NO_{x}. Observen que el control en la etapa 211 es similar a los controles desde la etapa 109 hasta la etapa 109 de la figura 5, por lo que se omite una explicación.
Tal como se ha explicado antes, mediante este método, el control de elevación de la temperatura (y el control de reducción y liberación del NO_{x} posterior) se lleva a cabo cuando la velocidad de liberación del NO_{x} Va cuando la temperatura TC del catalizador 11 que almacena NO_{x} es la temperatura Td pasa a ser mayor o igual a la velocidad Vx reconocida judicialmente que se ajusta en un valor no superior a la velocidad Vb de almacenamiento del NO_{x} en base a la velocidad de almacenamiento del NO_{x} Vb cuando la temperatura TC del catalizador 11 que almacena NO_{x} es la temperatura Td. Por lo tanto, es posible suprimir la liberación del NO_{x} a la atmósfera - lo que se cree que ocurre como resultado del aumento de la velocidad de liberación del NO_{x} por encima de la velocidad de almacenamiento del NO_{x} cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 se eleva a la temperatura Td y se activa el catalizador. Es decir, de acuerdo con este método, es posible eliminar sustancialmente la liberación del absorbente 47 de NO_{x} del NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} no está activado y elevar la temperatura del catalizador 11 que almacena NO_{x} para activarlo. Es decir, es posible reducir la aparición del anterior fenómeno de afloración. Adicionalmente, es este método también, se lleva a cabo el control de reducción y liberación del NO_{x}, por lo que es posible obtener el NO_{x} liberado del absorbente 47 de NO_{x} y reducir y purificarlo.
Tal como se ha explicado antes, asimismo mediante este método, del mismo modo al método explicado con referencia a la figura 5, es posible reducir la aparición del fenómeno de afloración anteriormente explicado y utilizar el catalizador que almacena NO_{x} 11 para purificar el NO_{2} en el gas de escape eliminando con ello la emisión de NO_{x} a la atmósfera.
Seguidamente, todavía otro método capaz de ser manejado por la configuración que se muestra en la figura 1, es decir, otro método capaz de eliminar o reducir la aparición del fenómeno de afloración anteriormente explicado, y de utilizar el catalizador que almacena NO_{x} para purificar el NO_{2} del gas de escape con el fin de reducir la emisión del NO_{x} a la atmósfera, se explicará haciendo referencia a la figura 9. Observen que este método incluye partes comunes a los métodos explicados anteriormente con referencia a la figura 5 y a la figura 7. Las explicaciones de estas partes en principio se omitirán.
Tal como se ha explicado antes, si la velocidad de liberación del NO_{x} (cantidad de NO_{x} liberado por unidad de tiempo) cuando el NO_{2} almacenado en frío es liberado del absorbente 47 de NO_{x} al hacer que la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 sea la temperatura Td para la liberación de NO_{x} y el control de reducción sea inferior o igual a la velocidad de almacenamiento de NO_{x} (cantidad de NO_{x} almacenado por unidad de tiempo) respecto al absorbente 47 de NO_{x} haciendo que la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 sea la temperatura Td, se piensa que no se produce básicamente ninguna liberación de NO_{2} almacenado en frío al elevar la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 a la temperatura Td para activar el catalizador. Sin embargo, incluso en este caso, el NO_{x} agotado del motor de combustión interna puede terminar siendo liberado a la atmósfera. El método que se explica a continuación intenta suprimir además la liberación de NO_{x} a la atmósfera considerando también el NO_{x} agotado del motor de combustión interna durante dicho control de elevación de la temperatura, etc.
La figura 9 es un diagrama de flujo que muestra la rutina de control de este método. Esta rutina de control es llevada a cabo interrumpiendo cada cierto tiempo mediante el ECU 30 en el momento del funcionamiento normal del motor. Cuando esta rutina de control se inicia, al principio en la etapa 301, se calcula la cantidad Qa almacenada de NO_{2} en ese momento. El control en la etapa 301 es similar al control en la etapa 101 de la figura 5 y de la etapa 201 de la figura 7.
Cuando se calcula la cantidad almacenada Qa de NO_{2} en la etapa 301, la rutina avanza hasta la etapa 303. En la etapa 303, se calcula la velocidad de liberación Va del NO_{x} procedente del absorbente 47 de NO_{x} cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} es la temperatura predeterminada Td. El control en la etapa 303 es similar al control en la etapa 203 de la figura 7.
A continuación, en la etapa 305, se calcula la velocidad de producción del NO_{x} por combustión en el motor de combustión interna, es decir, la velocidad de escape del NO_{x} (cantidad de escape de NO_{x} por unidad de tiempo) Ve procedente del motor de combustión interna. La velocidad de escape del NO_{x} del motor de combustión interna se estima en base a, por ejemplo, el estado de funcionamiento del motor de combustión interna. Por ejemplo, en este caso, la velocidad del motor y la cantidad inyectada de combustible se utilizan como indicadores que expresan el estado de funcionamiento. La velocidad de escape del NO_{x} Ve en cada estado de funcionamiento expresada por estos se halla por adelantado mediante experimentos etc. y se almacena como un, mapa. El mapa se utiliza para hallar la velocidad de escape NO_{x} Ve basada en el estado de funcionamiento en cualquier momento en particular.
Cuando se calcula la velocidad de escape Ve en la etapa 305, la rutina avanza hasta la etapa 307. En la etapa 307, se calcula la velocidad de almacenamiento de NO_{x} Vb respecto al absorbente 47 de NO_{x} cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 es la temperatura Td. Además, cuando la velocidad de almacenamiento Vb se calcula en la etapa 307, en la etapa siguiente 309, la velocidad Vx empleada en la etapa 311 se calcula en base a la velocidad de almacenamiento de NO_{x} Vb (por ejemplo, Vx = Vb-\beta (donde \beta \geq 0). Los controles en estas etapas 307 y 309 son similares a los controles en las etapas 205 y 207 de la figura 7, respectivamente.
Cuando la velocidad Vx reconocida judicialmente se calcula en la etapa 309, la rutina avanza hasta la etapa 311. En la etapa 311, se tiene en cuenta si la suma (Va+Ve) de la velocidad de liberación del NO_{x} Va y la velocidad de escape del NO_{x} Ve es la velocidad Vx reconocida judicialmente o superior. Cuando aquí se considera que la suma de la velocidad de liberación Va del NO_{x} y la velocidad de escape del NO_{x} Ve es inferior a la velocidad Vx reconocida judicialmente, esta rutina de control finaliza y el motor continúa su funcionamiento normal. Por otro lado, cuando se considera que la suma de la velocidad de liberación Va y la velocidad de escape del NO_{x} Ve es la velocidad Vx reconocida judicialmente o más, la rutina avanza hasta la etapa 313, donde se llevan a cabo el control de elevación de la temperatura y el control de liberación y reducción del NO_{x}. Observen que el control en la etapa 313 es similar al control en la etapa 211 de la figura 7, es decir, similar a los controles desde la etapa 109 hasta la etapa 119 de la figura 5, por lo que se omite aquí una explicación.
Tal como se ha explicado antes mediante este método el control de elevación de la temperatura (y el posterior control de liberación y reducción del NO_{x}) se lleva a cabo cuando la suma de la velocidad de liberación del NO_{x} Va cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 es la temperatura Td y la velocidad de escape del NO_{x} Ve del motor de combustión interna pasa a ser mayor o igual a la velocidad Vx reconocida judicialmente fijada en un valor no superior a Vb velocidad de almacenamiento del NO_{x} en base a la velocidad de almacenamiento de NO_{x} Vb cuando la temperatura TC del catalizador 11 que almacena NO_{x} es la temperatura Td. Por lo tanto, es posible reducir la liberación del NO_{x} a la atmósfera - que se cree que ocurre como resultado de que la velocidad de liberación del NO_{x} llega a ser mayor que la velocidad de almacenamiento del NO_{x} cuando la temperatura TC del catalizador que almacena NO_{x} 11 se incrementa hasta la temperatura Td y se activa el catalizador, y también es posible reducir la liberación a la atmósfera del NO_{x} procedente del motor de combustión interna. Es decir, según este método, es posible disminuir sustancialmente la liberación del absorbente 47 de NO_{x} del NO_{2} almacenado en frío en el absorbente 47 en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} 11 no está activado, reducir la liberación del NO_{x} que se escapa del motor de combustión interna a la atmósfera, y elevar la temperatura del catalizador que almacena NO_{x} 11 para activarlo. Es decir, es posible reducir la aparición del fenómeno de afloración mencionado y es posible reducir la liberación del NO_{x} procedente del motor de combustión interna a la atmósfera durante el control de elevación de la temperatura etc. Adicionalmente, en este método también, se lleva a cabo el control de reducción y liberación del NO_{x}, por lo que es posible obtener NO_{x} liberado del absorbente 47 de NO_{x} y reducir y purificarlo.
Tal como se ha comentado antes, también mediante este método, del mismo modo a como se ha explicado con referencia a las figuras 5 y 9, es posible reducir la aparición del fenómeno de afloración que ya se ha explicado antes y usar el catalizador que almacena NO_{x} 11 para purificar el NO_{2} en el gas de escape para conseguir anular la emisión del NO_{x} a la atmósfera.
La figura 10 es una visión detallada que muestra la relación entre la velocidad de liberación del NO_{x} Va, la velocidad de escape Ve, la velocidad de almacenamiento del NO_{x} Vb, la velocidad Vx reconocida judicialmente, etc. indicando la cantidad almacenada de NO_{2} Qa en la abscisa. Cuando se basa en la figura 10, en el método explicado con referencia a la figura 7, se lleva a cabo el control de elevación de la temperatura (y seguidamente el control de liberación y reducción de NO_{x}) cuando la cantidad almacenada de NO_{2} Qa pasa a ser Qal o más, mientras que en el método explicado con referencia a la figura 9, el control de elevación de la temperatura (y posterior control de liberación y reducción del NO_{x}) se lleva a cabo cuando la cantidad almacenada de NO_{2} Qa pasa a ser Qa2 o superior.
Sin embargo, tal como se ha explicado, el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape se almacena en frío en el absorbente 47 de NO_{x} incluso cuando el catalizador 11 que almacena NO_{x} no está activado, pero el monóxido de nitrógeno NO contenido en el gas de escape no es almacenado en caliente en el absorbente 47 de NO_{x} a menos que el catalizador que almacena NO_{x} 11 se active y se oxide a dióxido de nitrógeno NO_{2}. Por lo tanto, cuando el catalizador 11 que almacena NO_{x} no está activado, es preferible reducir la cantidad de monóxido de nitrógeno NO en el gas de escape y aumentar la cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} en el gas de escape. Por lo tanto, en una configuración de la presente invención, el cociente del dióxido de nitrógeno NO_{2} frente al monóxido de nitrógeno NO producido en el momento de la combustión bajo un cociente pobre de aire-combustible cuando el catalizador 11 que almacena NO_{x} no está activado se puede incrementar si se compara a lo que ocurre cuando el catalizador 11 que almacena NO_{x} está activado en el mismo estado de funcionamiento del motor, es decir, la misma velocidad y torsión.
Resulta evidente que el cociente de NO_{2} (cantidad de NO_{2}/cantidad de NO) aumenta al quemar el combustible lentamente. Si por ejemplo se emplea al menos un periodo dilatorio de la inyección de combustible, el aumento de la cantidad de gas EGR, de la inyección preliminar o combustión premezclada, la combustión resulta ser más suave. Por lo tanto, al aumentar la cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} en el gas de escape tal como se ha explicado antes en las configuraciones de la presente invención, se adopta al menos una de las técnicas anteriores para lograr una combustión más suave cuando el catalizador 11 que almacena NO_{x} no está activado con el fin de conseguir una combustión más suave en comparación con lo que ocurre cuando el catalizador que almacena NO_{x} está activado en el mismo estado de funcionamiento que el motor.
Observen que en la explicación anterior, el control de aumento de la temperatura se realizaba controlando los modelos de inyección de combustible, pero la invención no se limita a esto. Por ejemplo, también es posible utilizar un calentador eléctrico o usar otro medio para elevar la temperatura del catalizador 11 que almacena NO_{x}.
Mientras se ha descrito la invención con referencia a las configuraciones específicas elegidas para fines de ilustración, debería ser evidente que numerosas modificaciones se podrían realizar por los expertos en el tema partiendo del concepto básico y del objetivo de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

1. Un dispositivo de purificación de gases de escape para un motor de combustión interna (1) que tiene un catalizador (11) que almacena NO_{x} dispuesto en un tubo de escape del motor, de manera que el catalizador 11 que almacena NO_{x} consta de un catalizador de metal precioso y de un absorbente (47) de NO_{x} y, cuando el cociente de aire-combustible del gas de escape circulante es pobre, el dióxido de nitrógeno NO_{2} que se almacena en frío contenido en el gas de escape en el absorbente de NO_{x} cuando no está activado y el dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío que se almacena en caliente en el absorbente (47) de NO_{x} cuando el catalizador que almacena NO_{x} está activado,
dicho dispositivo de purificación (47) del gas de escape haciendo que el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape se almacene en frío en el absorbente (47) de NO_{x} en el estado en el que el catalizador (11) que almacena NO_{x} no está activado, se caracteriza porque al realizar un control que restablece el catalizador que almacena NO_{x} que incluye al menos la elevación de la temperatura de dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} a una temperatura predeterminada para activarlo cuando se cumplen unas condiciones que restablecen el catalizador (11) que almacena NO_{x} predeterminadas con el fin de restaurar la capacidad de almacenamiento en frío de dicho absorbente (47) de NO_{x} para almacenar el NO_{x} cuando el catalizador (11) que almacena NO_{x}, no ha alcanzado su temperatura de activación en el estado en el que dicho catalizador que almacena NO_{x} no está activado.
2. Un dispositivo de purificación de gases de escape tal como se ha definido en la reivindicación 1, en el que se cumplen dichas condiciones para restaurar el catalizador que almacena NO_{x} antes de que la capacidad de almacenamiento en frío de dicho absorbente de NO_{x} en el estado en el que el catalizador que almacena NO_{x} (11) no está activado se sature.
3. Un dispositivo de purificación de gases de escape tal como se ha definido en la reivindicación 1, en el que se establecen dichas condiciones de restauración del catalizador (11) que almacena NO_{x} de forma que el dióxido de nitrógeno almacenado en frío no es liberado del absorbente de NO_{x} en más de una cantidad predeterminada al elevar la temperatura de y activar dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} en dicho control restaurador del catalizador (11) que almacena NO_{x}.
4. Un dispositivo de purificación de gases de escape tal como se ha definido en la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo tiene un medio que calcula la cantidad almacenada de NO_{2} para estimar una cantidad de dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío en dicho absorbente de NO_{x} y un medio que calcula la cantidad almacenable de NO_{x} para estimar una cantidad de óxidos de nitrógeno NO capaz de ser almacenada en dicho absorbente de NO_{x} cuando dicho catalizador que almacena NO_{x} (11) se encuentra a dicha temperatura predeterminada y se considera que se cumple la condición que restablece el catalizador (11) que almacena NO_{x} cuando la cantidad almacenada de NO_{2} estimada por dicho medio de cálculo de la cantidad almacenada de NO_{2} pasa a ser mayor o igual a una cantidad predeterminada fijada en no superior a dicha cantidad almacenable de NO_{x} en base a la cantidad almacenable de NO_{x} estimada por dicho medio de cálculo de la cantidad estimable de NO_{x}.
5. Un dispositivo de purificación de gases de escape tal como se ha definido en la reivindicación 1, en el que dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} es un catalizador que almacena NO_{x} que tiene la función de almacenar en caliente los óxidos de nitrógeno NO_{x} contenidos en el gas de escape en el absorbente de NO_{x} cuando dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} está activado y el cociente aire-combustible del gas de escape que fluye hacia el catalizador (11) que almacena NO_{x} es pobre,
dicho dispositivo tiene un medio que calcula la velocidad de liberación de NO_{x} para estimar una velocidad de liberación de los óxidos de nitrógeno NO_{x} procedentes de dicho absorbente de NO_{x} al hacer que dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} alcance la temperatura predeterminada y un medio que calcula la velocidad de almacenamiento del NO_{x} para estimar una velocidad de almacenamiento de los óxidos de nitrógeno NO_{x} respecto a dicho absorbente de NO_{x} cuando dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} se encuentra a dicha temperatura predeterminada, y
se considera que se cumplen dichas condiciones de restauración del catalizador (11) que almacena NO_{x} cuando la velocidad de liberación del NO_{x} estimada por dicho medio de cálculo de la velocidad de liberación del NO_{x} pasa a ser mayor o igual a una velocidad predeterminada establecida en un valor no superior a dicha velocidad de almacenamiento del NO_{x} en base a la velocidad de almacenamiento de NO_{x} calculada por dicho medio de cálculo de la velocidad de almacenamiento del NO_{x}.
6. Un dispositivo de purificación de gases de escape tal como se ha definido en la reivindicación 1, en el que dicho catalizador que almacena NO_{x} es un catalizador (11) que almacena NO_{x} que tiene la función de almacenar en caliente los óxidos de nitrógeno NO_{x} contenidos en el gas de escape en el absorbente de NO_{x} cuando dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} está activado y el cociente aire-combustible del gas de escape que fluye hacia el catalizador (11) que almacena NO_{x} es pobre,
dicho dispositivo tiene un medio que calcula la velocidad de liberación de NO_{x} para estimar una velocidad de liberación de los óxidos de nitrógeno NO_{x} procedentes de dicho absorbente de NO_{x} al hacer que dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} alcance la temperatura predeterminada y un medio que calcula la velocidad de escape del NO_{x} para estimar una velocidad de escape de los óxidos de nitrógeno NO_{x} del motor de combustión interna (1), y un medio que calcula la velocidad de almacenamiento del NO_{x} para estimar una velocidad de almacenamiento de los óxidos de nitrógeno respecto a dicho absorbente de NO_{x} cuando dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} se encuentra a dicha temperatura predeterminada, y se considera que se cumplen dichas condiciones de restauración del catalizador (11) que almacena NO_{x} cuando una suma de la velocidad de liberación del NO_{x} estimada por dicho medio de cálculo de la velocidad de liberación del NO_{x} y la velocidad de escape del NO_{x} calculada por un medio que estima la velocidad de escape del NO_{x} pasa a ser mayor o igual a una velocidad predeterminada establecida en un valor no superior a dicha velocidad de almacenamiento del NO_{x} en base a la velocidad de almacenamiento de NO_{x} calculada por dicho medio de cálculo de la velocidad de almacenamiento del NO_{x}.
7. Un dispositivo de purificación de gases de escape tal como se ha definido en la reivindicación 1, en el que dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} tiene la función de liberar, reducir y purificar los óxidos de nitrógeno NO_{x} que habían sido almacenados en caliente en el absorbente de NO_{x} cuando dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} está activado y cuando se hace que el cociente de aire-combustible del gas de escape que fluye dentro del catalizador que almacena NO_{x} sea inferior y se establece la presencia de un agente reductor y
dicho control de restauración del catalizador (11) que almacena NO_{x} incluye el hacer que el cociente de aire combustible del gas de escape que fluye dentro del catalizador (11) que almacena NO_{x} sea menor y se establezca claramente la presencia de un agente reductor.
8. Un dispositivo de purificación de gases de escape tal como se ha definido en la reivindicación 1, que tiene además un medio que aumenta el cociente de NO_{2} para incrementar un cociente de dióxido de nitrógeno NO_{2} con respecto al monóxido de nitrógeno NO producido en el momento de la combustión bajo un cociente pobre de aire-combustible cuando dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} está activado en el mismo estado de funcionamiento del motor.
9. Un método de purificación de gases de escape para un motor de combustión interna que incluye, colocar un catalizador (11) que almacena NO_{x} en un tubo de escape del motor, estando el catalizador (11) que almacena NO_{x} compuesto de un catalizador de metal precioso y un absorbente (47) de NO_{x} y, cuando un cociente de aire-combustible del gas de escape circulante es pobre, el almacenamiento en frío del dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape en el absorbente (47) de NO_{x} cuando no está activado y el almacenamiento en caliente del dióxido de nitrógeno NO_{2} almacenado en frío en el absorbente (47) de NO_{x} cuando el catalizador (11) que almacena NO_{x} no está activado, haciendo que el dióxido de nitrógeno NO_{2} contenido en el gas de escape sea almacenado en frío en el absorbente (47) de NO_{x} en el estado en el que dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} no está activado
caracterizado porque al elevar la temperatura de dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} a una temperatura predeterminada para activarlo y restaurar así la capacidad de almacenar en frío de dicho absorbente (47) de NO_{x} en el estado en el que dicho catalizador que almacena NO_{x} no está activado previamente a que dicha capacidad de almacenamiento en frío de dicho absorbente (47) de NO_{x} en el estado en el que dicho catalizador (11) que almacena NO_{x} no está activado se sature.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007044937B4 (de) * 2007-09-20 2010-03-25 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2009139071A1 (ja) * 2008-05-12 2009-11-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2010065555A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Mitsubishi Motors Corp 排ガス浄化触媒及びエンジンの制御装置
CN102762281B (zh) * 2011-02-18 2015-04-08 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
JP6015629B2 (ja) * 2013-11-01 2016-10-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102014214620A1 (de) * 2014-07-25 2016-01-28 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Gasanalyse mit thermisch aktivierbarem Konversionselement
CN104314651B (zh) * 2014-08-15 2017-11-10 潍柴动力股份有限公司 一种三元催化剂老化修正方法和修正装置
JP6248978B2 (ja) 2015-05-11 2017-12-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6500636B2 (ja) * 2015-06-25 2019-04-17 三菱自動車工業株式会社 エンジンの排気浄化装置
DE102016222012B4 (de) * 2015-12-18 2022-09-29 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Steuern eines NOx-Speicher-Katalysators
JP6508229B2 (ja) 2017-02-10 2019-05-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置の異常診断装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2845052B2 (ja) * 1992-09-28 1999-01-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3287082B2 (ja) 1993-11-15 2002-05-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE19847874A1 (de) * 1998-10-16 2000-04-20 Volkswagen Ag Verfahren zur Stickoxidreduzierung im Abgas einer mager betriebenen Brennkraftmaschine
EP1010870B1 (en) * 1998-12-15 2002-09-25 DaimlerChrysler AG Exhaust gas purifying system with nitrogen oxide adsorber and operation method therefor
JP3744373B2 (ja) 2001-03-22 2006-02-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
WO2003031780A1 (en) * 2001-10-11 2003-04-17 Southwest Research Institute Systems and method for controlling diesel engine emissions
US6938412B2 (en) * 2003-08-07 2005-09-06 General Motors Corporation Removing nitrogen oxides during a lean-burn engine cold start

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