ES2373264T3 - Estrategia de puesta en práctica de un proceso de calentamiento rápido de un catalizador. - Google Patents

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Abstract

Una estrategia de puesta en práctica de un proceso de calentamiento rápido de un catalizador (8) de oxidación integrado en la línea de escape de un motor cuyo funcionamiento es mandado por un calculador de control (4) que incluye un gestor de los modos de combustión (19) y un coordinador (23) de gestión del paso de un modo de combustión a otro, siendo determinada la duración de activación del modo de calentamiento rápido en función de un modelo de deterioro del catalizador (8) caracterizada por que el motor es un motor diesel y por que el instante de la puesta en práctica de los medios de calentamiento rápido es función del tiempo transcurrido desde la puesta en marcha del motor y por que dicha determinación es efectuada por medio de una unidad de vigilancia y de control (18) del proceso de calentamiento rápido conectada a la entrada del gestor de los modos de combustión (19).

Description

Estrategia de puesta en practica de un proceso de calentamiento rapido de un catalizador
El invento se refiere a los sistemas de descontaminaci6n de los motores Diesel y, mas particularmente, a un dispositivo y a una estrategia de puesta en practica de un proceso de compensaci6n del envejecimiento de los catalizadores de oxidaci6n utilizados para esta descontaminaci6n.
Los catalizadores que queman los hidrocarburos y el mon6xido de carbono contenidos en los gases de escape estan compuestos de un material ceramico impregnado de materiales a base de metales preciosos tales como el platino o el paladio. Se comprende que estos productos son costosos y que es por lo tanto necesario limitar al maximo los metales preciosos que utilizan.
La capacidad de tratamiento de los contaminantes por un catalizador de oxidaci6n depende estrechamente de su temperatura de funcionamiento y, en particular, de la temperatura de los gases de escape.
Uno de los mayores inconvenientes de esta tecnologfa de descontaminaci6n es el envejecimiento del catalizador provocado, por una parte por las temperaturas elevadas a las que es sometido para funcionar y, por otra parte, por los dafos causados por algunos elementos contenidos en el carburante y el aceite del motor, tales como el azufre, el f6sforo, el calcio...
Este envejecimiento se caracteriza por una disminuci6n mas o menos importante de la eficacia del catalizador a medida que la distancia recorrida por el vehfculo aumenta.
La fig. 1 muestra una curva del porcentaje de mon6xido de carbono convertido por un catalizador en funci6n de su temperatura de funcionamiento, para un catalizador nuevo (C1) y para un catalizador envejecido (C2)
Se comprueba que el impacto del envejecimiento se traduce sobre la curva C2 por un desplazamiento o desfase hacia temperaturas mas elevadas. Ello tendra como consecuencia emisiones de mon6xido de carbono y de hidrocarburos mas importantes durante las fases de puesta en marcha del motor y de ascenso de temperatura del catalizador.
Una de las soluciones aplicadas actualmente para compensar esta degradaci6n es aumentar la cantidad de metales preciosos en proporciones suficientes para asegurar hasta el termino de la duraci6n de vida normal del catalizador, una eficacia de tratamiento de los contaminantes superior al umbral reglamentario.
Se comprende que, si esta soluci6n es eficaz, es muy penalizadora en terminos de coste ya que necesita aumentar mas alla de lo necesario la cantidad de metales preciosos del catalizador nuevo para asegurar su funcionamiento correcto en su estado mas degradado.
Se ha propuesto igualmente por tanto compensar esta perdida de eficacia por un aumento mas rapido de la temperatura de los gases de escape en ciertas fases de funcionamiento del motor. Este aumento es obtenido por degradaci6n del rendimiento del motor (funcionamiento de las valvulas, retardo de la inyecci6n principal...) lo que aumenta el consumo de carburante durante estas fases.
Este procedimiento es ya utilizado asociado a motores de gasolina. Se ha divulgado un ejemplo en la solicitud DE
10.210.550. Para los motores Diesel hasta ahora no se ha juzgado rentable en raz6n del aumento del consumo de carburante y de la degradaci6n simultanea de otras prestaciones tales como las emisiones de 6xidos de nitr6geno y de partfculas, el ruido y la estabilidad de combusti6n del motor.
Para que tal procedimiento resulte tecnicamente aplicable, era necesario optimizar no solamente la estrategia de calentamiento de los gases de escape sino tambien la de la puesta en practica de dicho calentamiento.
El prop6sito del invento es por tanto proponer un dispositivo y una estrategia de puesta en practica de un modo de calentamiento rapido, en la puesta en marcha del vehfculo, de los catalizadores de oxidaci6n utilizados para la descontaminaci6n en particular de los motores Diesel, con vistas a compensar su envejecimiento sin aumentar las emisiones de contaminantes ni degradar las prestaciones de dicho vehfculo.
A este efecto, el invento tiene por objeto una estrategia de puesta en practica de un proceso de calentamiento rapido de un catalizador de oxidaci6n integrado en la lfnea de escape de un motor, en particular de un motor Diesel, cuyo funcionamiento es mandado por un calculador de control que incluye un gestor de los modos de combusti6n y un coordinador de gesti6n del paso de un modo de combusti6n a otro, caracterizado por que se determina la duraci6n de activaci6n del modo de calentamiento rapido en funci6n de un modelo de deterioro del catalizador y el instante de su puesta en practica en funci6n de las condiciones de funcionamiento del motor, siendo efectuada dicha determinaci6n por medio de una unidad de vigilancia y de control del proceso de calentamiento rapido conectada a la entrada del gestor de los modos de combusti6n.
Segun otras caracterfsticas ventajosas del dispositivo:
• La unidad de vigilancia y de control esta constituida por un m6dulo de elaboraci6n del estado de envejecimiento del catalizador, por un m6dulo de mando del modo de calentamiento rapido y por un m6dulo de decisi6n para transmitir la instrucci6n de activaci6n o de desactivaci6n de dicho modo al gestor de los modos de combusti6n.
•
En un modo de realizaci6n preferido, el m6dulo de elaboraci6n del estado de envejecimiento del catalizador recibe la informaciones proporcionadas por una sonda de temperatura situada aguas abajo del catalizador y contabiliza el tiempo pasado por encima de una temperatura determinada, por una parte en un modo de funcionamiento motor que genera exotermia en los bornes o terminales del catalizador, y por otra parte, en un modo que genera dicha temperatura unicamente en la fuente.
•
El m6dulo de mando recibe informaciones relativas al tiempo transcurrido desde la puesta en marcha del motor, la temperatura del aire, del agua, la presi6n atmosferica, la duraci6n de funcionamiento al ralentf del motor y la diluci6n media de aceite por el carburante despues de la ultima activaci6n del modo de calentamiento rapido.
•
El m6dulo de decisi6n recibe ademas solicitudes de activaci6n o de desactivaci6n del modo de calentamiento rapido emitidas por el m6dulo de mando de las informaciones correspondientes a los defectos en los sistemas y el funcionamiento del motor para, segun la naturaleza de estos defectos, transmitir al gestor de los modos de combusti6n una solicitud de inhibici6n de dicho modo.
•
El m6dulo de decisi6n incluye un circuito que permite activar manualmente el modo de calentamiento rapido.
•
Cuando una instrucci6n de paso a modo de calentamiento rapido es dada al coordinador por el gestor de los modos de combusti6n, esta modifica en primer lugar las consignas sobre el aire, luego sobre la presi6n de inyecci6n y finalmente sobre la inyecci6n.
Preferentemente, el modo de calentamiento rapido es activado cuando se reunen todas las condiciones siguientes:
La temperatura del aire, la temperatura del agua, la presi6n atmosferica, el tiempo que ha transcurrido desde la puesta en marcha del motor estan comprendidos entre dos valores de umbral predeterminados, correspondiendo el valor de umbral inferior al comienzo del perfodo mas favorable del ciclo del motor y el valor de umbral superior a la obtenci6n de la temperatura de eficacia del catalizador,
El motor esta al ralentf a partir de una duraci6n mfnima predeterminada,
El modelo de deterioro del catalizador utilizado hace aparecer un nivel de deterioro mfnimo determinado,
La diluci6n media del aceite desde la ultima activaci6n de la estrategia es inferior a un umbral preestablecido.
La desactivaci6n esta por el contrario prevista una vez que una de las condiciones siguientes es satisfecha:
El tiempo que ha transcurrido desde la activaci6n del modo de calentamiento rapido es superior a la duraci6n correspondiente al deterioro estimado del catalizador.
La temperatura ambiente no esta comprendida entre los dos umbrales determinados que delimitan el perfodo favorable para la puesta en practica de la estrategia de calentamiento rapido.
El par motor es superior a un umbral determinado durante un tiempo mfnimo determinado, de modo que se alcanzan las condiciones normales de ascenso de temperatura del catalizador.
Segun otras caracterfsticas ventajosas de la estrategia:
•
La ventana de temperatura del aire, la ventana de temperatura del agua, la ventana de presi6n atmosferica estan determinadas en funci6n de la diluci6n decarburante en el aceite.
•
El tiempo despues de la puesta en marcha del motor y antes de la activaci6n del modo de calentamiento rapido y la duraci6n de activaci6n de este modo son determinados en funci6n del compromiso de emisiones contaminantes/diluci6n de aceite deseado para una aplicaci6n y una carga de catalizador dadas, y con un catalizador de envejecimiento dado.
•
El modo de calentamiento rapido es activado preferiblemente cuando el motor funciona a un regimen elevado y carga fuerte.
•
El modo de calentamiento rapido es activado unicamente sobre las aceleraciones del ciclo del motor.
•
El modo de calentamiento rapido es activado una vez y solo una durante el tiempo de funcionamiento del motor comprendido entre dos puestas en marcha.
Otras caracterfsticas y ventajas del invento apareceran claramente con la lectura de la descripci6n siguiente, dada a tftulo indicativo con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La fig. 1 es un diagrama que ilustra el efecto del envejecimiento sobre la eficacia de un catalizador.
La fig. 2 es un esquema funcional del invento.
La fig. 3 muestra la arquitectura funcional de un motor Diesel que integra el invento.
La fig. 4 es una curva de la duraci6n de activaci6n del modo de calentamiento rapido en funci6n de la distancia recorrida por el vehfculo.
La fig. 5 es un diagrama de un modelo de deterioro del catalizador.
La fig. 6 muestra la gesti6n del paso al modo de calentamiento rapido del catalizador.
En la fig. 3 se ha representado, de forma esquematica un motor Diesel 1 de cuatro cilindros. El circuito de admisi6n de este motor comprende un conducto 2, una mariposa 3 cuya apertura es mandada por un dispositivo motorizado conectado al calculador de control motor 4, un compresor 5 accionado por una turbina 6 instalada en el conducto de escape 7.
La lfnea de escape incluye, aguas arriba de la turbina 6, un catalizador 8 seguido de un filtro de partfculas 9.
Un circuito de recirculaci6n de los gases de escape 10, a continuaci6n llamado EGR, esta dispuesto, de la forma habitual, entre el conducto de escape 7, aguas arriba de la turbina 6, y el conducto de admisi6n 2, aguas abajo de la mariposa 3.
Una valvula 11 mandada por un accionador conectado al calculador de control motor 4 esta dispuesta en el conducto 12 del circuito EGR 10.
Se encuentra aun un circuito 13 de derivaci6n del aire entrante dispuesto entre el conducto de admisi6n 2, aguas arriba del compresor 5 y aguas abajo de la mariposa 3. La valvula 14 dispuesta en este circuito es mandada por el calculador de control motor 4 alque esta conectada.
El calculador de control motor 4 recibe sobre sus entradas 15 informaciones de captadores convencionales del motor o informaciones reconstituidas: Temperatura del agua, temperatura del aire ambiente, presi6n atmosferica y kilometraje del vehfculo. Como consecuencia, manda a los diferentes dispositivos ya citados asf como a los inyectores 16 y al dispositivo 17 de pilotaje del turbocompresor.
No es util activar la estrategia de calentamiento rapido del catalizador en cada puesta en marcha del vehfculo. En efecto, en ciertas condiciones, cuando los gases estan ya suficientemente calientes (nueva puesta en marcha, clima caliente...), aceleraci6n rapida despues de la puesta en marcha o cuando el catalizador es nuevo o de poca edad, la temperatura 6ptima es alcanzada de modo suficientemente rapido. Habida cuenta del efecto penalizador de esta estrategia sobre las prestaciones del motor, es por tanto necesario tener en cuenta la necesidad real de la activaci6n.
Para hacerlo, como se ha representado esquematicamente en la fig. 2, un dispositivo de vigilancia y de control 18, denominado "supervisor" en la descripci6n siguiente, de la estrategia de calentamiento rapido es afadido a la entrada del gestor de los modos de combusti6n 19 integrado en el calculador de control motor 4 que gestiona las prioridades entre los diferentes modos de combusti6n, por ejemplo, la solicitud de regeneraci6n del filtro de partfculas 20, el modo nominal 21, u otros modos especfficos 22.
A la salida del gestor, se encuentra un coordinador 23 que gestiona el paso de un modo de combusti6n al otro cuando tal cambio es solicitado.
En la estrategia de calentamiento rapido, el coordinador 23 actua sobre las consignas de gesti6n del aire 24 y de inyecci6n
25.
La misi6n del supervisor 18 es activar y desactivar el modo de calentamiento rapido del catalizador de manera que conserve la eficacia de este cualquiera que sea su nivel de deterioro y ello limitando los riesgos e impactos unidos a este modo de combusti6n especffica, tal como la diluci6n de carburante en el aceite.
El supervisor esta compuesto de un m6dulo 26 que permite conocer el estado de envejecimiento del catalizador, de un
m6dulo 27 de mando del modo de calentamiento rapido del catalizador y finalmente de un m6dulo de decisi6n 28 que permite, en particular inhibir la funci6n o activarla manualmente.
La activaci6n del modo de calentamiento rapido es ajustada en el tiempo y duraci6n en funci6n de las informaciones proporcionadas al supervisor 18.
La primera de estas informaciones, explotada por el m6dulo 26 se refiere al nivel de deterioro del catalizador; este determina la duraci6n de activaci6n del modo de calentamiento rapido. Se pueden considerar varios metodos para ajustar esta duraci6n. El mas simple consiste en fijar esta en funci6n de la distancia recorrida por el vehfculo, como muestra la fig. 4.
Para obtener una informaci6n mas precisa, se puede, por ejemplo, adaptar esta duraci6n en funci6n de los niveles de temperaturas vistos por el catalizador. En otros terminos, se trata de un modelo de deterioro que contabiliza el tiempo pasado por encima de una temperatura determinada, bien en un modo de funcionamiento motor que genera exotermia en los bornes del catalizador como el modo de regeneraci6n del filtro de partfculas, o bien en un modo que genera la temperatura unicamente de la fuente.
Asf, la duraci6n de calentamiento rapido necesario, determinada en funci6n de las temperaturas realmente medidas por la sonda aguas abajo del catalizador, es adaptada al perfil de funcionamiento realmente visto por el catalizador.
Se ha representado en la fig. 5 un ejemplo de diagrama obtenido. Con este modelo, es posible, no solamente determinar la duraci6n de la calentamiento sino igualmente el interes de su puesta en acci6n. Nosiendo esta util mas que entre un deterioro mfnimo y un deterioro extremo, correspondiente a la regi6n A de la fig. 5.
Otra tarea del supervisor consiste en determinar el instante mas favorable para la activaci6n de la estrategia de calentamiento rapido.
Para hacer esto, se mide el tiempo transcurrido desde la puesta en marcha del motor asf como la temperatura del aire, del agua, la presi6n atmosferica y la duraci6n de funcionamiento al ralentf del motor.
Se mide igualmente la diluci6n media de carburante en el aceite desde la ultima activaci6n de la estrategia de calentamiento rapido.
Estas informaciones son recibidas en el m6dulo de mando 27 que emite una solicitud de activaci6n del modo de calentamiento rapido cuando:
La temperatura del aire, la temperatura del agua, la presi6n atmosferica, el tiempo que ha transcurrido desde la puesta en marcha del motor estan comprendidos entre dos valores de umbral predeterminados. Correspondiendo el valor de umbral inferior al comienzo del perfodo mas favorable del ciclo y el valor de umbral superior a la obtenci6n de la temperatura de eficacia del catalizador.
El motor esta al ralentf desde una duraci6n mfnima predeterminada,
El modelo de deterioro del catalizador utilizado hace aparecer un nivel de deterioro mfnimo determinado,
La diluci6n media del aceite despues de la ultima activaci6n de la estrategia es inferior a un umbral preestablecido.
Sera emitida por el m6dulo 27 una solicitud de desactivaci6n del modo de calentamiento rapido si se cumple una de las condiciones siguientes:
El tiempo que ha transcurrido desde la activaci6n del modo de calentamiento rapido es superior a un valor proporcionado por el m6dulo 26 de vigilancia del deterioro del catalizador,
La temperatura ambiente no este comprendida entre los dos umbrales determinados que delimitan el perfodo favorable para la puesta en practica de la estrategia de calentamiento rapido,
El par motor es superior a un umbral determinado durante un tiempo mfnimo determinado, de forma que se alcanzan las condiciones normales de ascenso de temperatura del catalizador.
Por otra parte, una vez que se ha desactivado el modo de calentamiento rapido, no podra ya ser activado hasta la pr6xima puesta en marcha.
El m6dulo de decisi6n 28 recibe las solicitudes de activaci6n o dedesactivaci6n del modo de calentamiento rapido emitidas por el m6dulo de mando 27, las transmite al gestor 19 de los modos de combusti6n. Recibe igualmente informaciones correspondientes a defectos en los sistemas y el funcionamiento del motor y de la lfnea de escape y puede, segun la naturaleza de estos defectos, inhibir la funci6n de calentamiento rapido. Incluye igualmente un circuito que permite activar
manualmente este modo.
El modo de calentamiento rapido es un modo de combusti6n del motor a parte completa. Esta por tanto gestionado, en la estructura global del control motor, de la misma manera que los otros modos. El gestor 19 gestiona en particular la prioridad entre estos diferentes modos. Los criterios de gesti6n de estas prioridades son regulables, permitiendo asf dar la prioridad a la funci6n deseada.
Cuando el gestor 19 da la prioridad a la estrategia de calentamiento rapido, el coordinador 23 gestiona el paso entre el modo en curso de aplicaci6n (nominal) y el modo de calentamiento rapido (Mcr)como se ha representado en la fig. 6.
Este ultimo modo pone en practica medios unidos al control del propio motor, es decir a las modalidades de inyecci6n del carburante en los cilindros y medios de gesti6n del circuito del aire en la admisi6n y en el escape. Un ejemplo de este modo de combusti6n particular esta expuesto en la solicitud de patente de la solicitante depositada el mismo dfa que la presente solicitud y titulada "Estrategia de calentamiento rapido para compensar el envejecimiento de un catalizador de oxidaci6n de un motor Diesel".
El coordinador aplica por tanto consignas especfficas de esta estrategia: modifica en primer lugar las consignas sobre el aire, luego sobre la presi6n de inyecci6n (Pinj) y finalmente sobre la inyecci6n (avances y caudales). Estas consignas son ejecutadas, por ejemplo, por control en bucle cerrado.
Los valores de umbral que permiten al m6dulo de mando 27 activar y desactivar el modo de calentamiento rapido son determinados por ensayos en el banco motor y/o sobre el vehfculo.
En lo que se refiere a la ventana de temperatura de aire, a la ventana de temperatura de agua, a la ventana de presi6n atmosferica conviene definir regiones de utilizaci6n que permiten limitar tanto como sea posible la diluci6n del aceite. Estas ventanas son por tanto determinadas despues de formaci6n de un modelo de la diluci6n.
El tiempo despues de la puesta en marcha del motor y antes de la activaci6n del modo de calentamiento rapido y la duraci6n de activaci6n de este modo se determinan en funci6n del compromiso deseado entre el nivel de las emisiones contaminantes y la diluci6n del aceite, para una aplicaci6n y una carga de catalizador dada, y esto con un catalizador de envejecimiento dado. La metodologfa consiste en probar diferentes ventanas de activaci6n del modo de calentamiento rapido sobre el ciclo y retener el mejor compromiso.
Por lo que se refiere a la diluci6n del aceite engendrada por este modo, se comprueba que globalmente esta es la mas elevada allf donde el aumento de la temperatura es mas fuerte, sin embargo, conviene relativizar esta comprobaci6n en funci6n de una parte del aumento de la temperatura en el escape obtenida y por otra parte del aumento de las emisiones en la fuente engendradas.
Las medidas efectuadas por la solicitante han permitido comprobar que el mejor compromiso frente a la temperatura y a las emisiones es obtenido a un regimen elevado y carga fuerte. Es preciso por tanto privilegiar la utilizaci6n del modo de calentamiento rapido en esta zona del campo motor.
En conclusi6n, los resultados de los ensayos han permitido mostrar todos en primer lugar el interes de tal estrategia frente a emisiones de contaminantes.
Se constata un aumento neto de la temperatura aguas arriba del catalizador, que ademas se mantiene relativamente un largo tiempo despues de la parada del modo, gracias a la inercia termica. Los contaminantes aguas abajo son mas importantes al comienzo pero son reducidos muy rapidamente a continuaci6n gracias al cebado o iniciaci6n mas rapido del catalizador.
Estos ensayos han permitido tambien mostrar desde el punto de vista del compromiso emisiones/consumo el interes de no activar el modo de calentamiento rapido desde el comienzo del ciclo y activarlo unicamente sobre las aceleraciones del ciclo.
En efecto, al comienzo del ciclo, la temperatura del agua es baja y las emisiones en la fuente elevadas en comparaci6n con la ganancia en temperatura de escape que es pequefa. Con el ascenso de temperatura del motor, las emisiones de la fuente caen muy rapidamente para volver casi a un nivel identico al modo normal.
Por consiguiente, la utilizaci6n del modo de calentamiento rapido del catalizador en la puesta en marcha del motor permite, efectivamente, compensar la perdida de eficacia, debida al envejecimiento, de este catalizador, sin aumentar su carga de metales preciosos.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una estrategia de puesta en practica de un proceso de calentamiento rapido de un catalizador (8) de oxidaci6n integrado en la lfnea de escape de un motor cuyo funcionamiento esmandado por un calculador de control (4) que incluye un gestor de los modos de combusti6n (19) y un coordinador (23) de gesti6n del paso de un modo de combusti6n a otro, siendo determinada la duraci6n de activaci6n del modo de calentamiento rapido en funci6n de un modelo de deterioro del catalizador
    (8) caracterizada por que el motor es un motor diesel y por que el instante de la puesta en practica de los medios de calentamiento rapido es funci6n del tiempo transcurrido desde la puesta en marcha del motor y por que dicha determinaci6n es efectuada por medio de una unidad de vigilancia y de control (18) del proceso de calentamiento rapido conectada a la entrada del gestor de los modos de combusti6n (19).
  2. 2.
    Una estrategia segun la reivindicaci6n 1, caracterizada por que la unidad de vigilancia y de control (18) esta constituida por un m6dulo (26) de elaboraci6n del estado de envejecimiento del catalizador, por un m6dulo (27) de mando del modo de calentamiento rapido y por un m6dulo de decisi6n (28) para transmitir la instrucci6n de activaci6n o de desactivaci6n de dicho modo al gestor de los modos de combusti6n (19).
  3. 3.
    Una estrategia segun la reivindicaci6n 2, caracterizada por que el m6dulo (26) recibe las informaciones proporcionadas por una sonda de temperatura situada aguas abajo del catalizador (8) y contabiliza el tiempo pasado por encima de una temperatura determinada, por una parte en un modo de funcionamiento motor que genera exotermia en los bornes del catalizador, y por otra parte, en un modo que genera dicha temperatura unicamente en la fuente.
  4. 4.
    Una estrategia segun la reivindicaci6n 2 6 3, caracterizada por que el m6dulo de mando (27) recibe informaciones que se refieren al tiempo transcurrido desde la puesta en marcha del motor, la temperatura del aire, del agua, la presi6n atmosferica, la duraci6n de funcionamiento al ralentf del motor y la diluci6n media de carburante en el aceite desde la ultima activaci6n de la estrategia de calentamiento rapido.
  5. 5.
    Una estrategia segun la reivindicaci6n 4, caracterizada por que el m6dulo de decisi6n (28) recibe ademas de las solicitudes de activaci6n o de desactivaci6n del modo de calentamiento rapido emitidas por el m6dulo de mando (27) informaciones correspondientes a defectos en los sistemas y el funcionamiento del motor para, segun la naturaleza de estos defectos, transmitir al gestor (19) una solicitud de inhibici6n de dicho modo.
  6. 6.
    Una estrategia segun la reivindicaci6n 5, caracterizada por que el m6dulo de decisi6n (28) incluye un circuito que permite activar manualmente el modo de calentamiento rapido.
  7. 7.
    Una estrategia segun la reivindicaci6n 6, caracterizada por que, cuando una instrucci6n de paso en modo de calentamiento rapido es dada al coordinador (23) por el gestor (19), este modifica en primer lugar las consignas sobre el aire, luego sobre la presi6n de inyecci6n (Pinj) y finalmente sobre la inyecci6n.
  8. 8.
    Una estrategia segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que el modo de calentamiento
    rapido es activado cuando son satisfechas las condiciones siguientes: la temperatura del aire, la temperatura del agua, la presi6n atmosferica, el tiempo que ha transcurrido desde la puesta en marcha del motor estan comprendidos entre dos valores de umbral predeterminados, correspondiendo el valor de umbral inferior al comienzo del perfodo mas favorable del ciclo del motor y el valor de umbral superior a la obtenci6n de la temperatura de eficacia del catalizador. el motor esta al ralentf desde una duraci6n mfnima predeterminada, el modelo de deterioro del catalizador utilizado hace aparecer un nivel de deterioro mfnimo determinado, la diluci6n media de aceite desde la ultima activaci6n del modo de calentamiento rapido es inferior a un umbral preestablecido.
  9. 9.
    Una estrategia segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el modo de calentamiento
    rapido es desactivado cuando al menos una de las condiciones siguientes es satisfecha: el tiempo que ha transcurrido desde la activaci6n del modo de calentamiento rapido es superior a la duraci6n correspondiente al deterioro estimado del catalizador. la temperatura ambiente no esta comprendida entre los dos umbrales determinados que delimitan el perfodo favorable para la puesta en practica del modo de calentamiento rapido. el par motor es superior a un umbral determinado durante un tiempo mfnimo determinado, de forma que las condiciones normales de ascenso de temperatura del catalizador son alcanzadas.
  10. 10.
    Una estrategia segun la reivindicaci6n 8 o la reivindicaci6n 9, caracterizada por que el modo de calentamiento rapido es activado como mucho una vez durante el tiempo de funcionamiento del motor comprendido entre dos nuevas puestas en marcha.
  11. 11.
    Una estrategia segun una de las reivindicaciones 8 6 10, caracterizada por que la ventana de temperatura de aire, la
    ventana de temperatura de agua y la ventana de presi6n atmosferica son determinadas en funci6n de la diluci6n de carburante en el aceite.
  12. 12.
    Una estrategia segun una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada por que el tiempo despues de la puesta en marcha del motor y antes de la activaci6n del modo de calentamiento rapido y la duraci6n de activaci6n de este modo son
    5 determinados en funci6n del compromiso de emisiones contaminantes/diluci6n de aceite deseado para una aplicaci6n y una carga de catalizador dada, y con un catalizador de envejecimiento dado.
  13. 13. Una estrategia segun una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizada por que el modo de calentamiento rapido es activado cuando el motor funciona a un regimen elevado y carga fuerte.
  14. 14. Una estrategia segun una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizada por que el modo de calentamiento rapido es 10 activado unicamente sobre las aceleraciones del ciclo del motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5261230A (en) * 1991-08-02 1993-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for controlling heating of catalyst for purifying exhaust gas
JP3493698B2 (ja) * 1993-01-26 2004-02-03 株式会社デンソー 内燃機関の点火時期制御装置
JP3770417B2 (ja) * 1996-02-21 2006-04-26 株式会社デンソー 触媒劣化検出装置
DE10162115A1 (de) * 2001-11-16 2003-06-26 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Katalysatoraufheizung
DE10210550A1 (de) * 2002-03-09 2003-09-18 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine

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