APARATO DE CONTROL DE LA RELACIÓN AIRE COMBUSTIBLE PARA UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1),

comprendiendo: medios de estimación para estimar, en la base de una relación aire combustible de escape del gas de escape fluyente dentro de la unidad catalizador purificador del escape (19) dispuesta en el pasaje de escape (7) del motor (1), por lo menos un valor de la estimación referente a un componente del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificador de escape (19) cuya emisión se incrementa cuando la relación aire-combustible está en el lado rico, y por lo menos un valor de estimación referente a un componente del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificador de la emisión (19) cuya emisión se incrementa cuando la relación del aire-combustible está en el lado pobre; y medios de ajuste de meta para determinar un estado de meta para cada valor de estimación; y medios de control de la relación aire-combustible para controlar la relación del aire-combustible del motor (1) de tal manera que los valores de estimación estimados por medios de estimación alcance estados de meta fijados por los medios de fijación de meta

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07110371.

Solicitante: TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1, TOYOTA-CHO, TOYOTA-SHI, AICHI-KEN, 471-857 JAPON.

Inventor/es: UCHIDA, TAKAHIRO, NAGAI, TOSHINARI, KATAYAMA,AKIHIRO, KATO,NAOTO, KURODA,YUKIO, KUZE,YASUHIRO, SAWADA,HIROSHI, BABA,NAOKI, KOJIMA,SHINJI.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 18 de Junio de 2002.

Fecha Concesión Europea: 24 de Marzo de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D53/94Y
  • F01N3/28B4B

Clasificación PCT:

  • B01D53/94 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › por procedimientos catalíticos.
  • F01N3/18 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01N SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA (disposiciones de conjuntos de propulsión relativas al escape de gases B60K 13/00; silenciadores de admisión de aire especialmente adaptados para motores de combustión interna, o con dispositivos para estos motores F02M 35/00; protección contra ruidos en general o amortiguamiento de los mismos G10K 11/16). › F01N 3/00 Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios para purificar, volver inofensivos o cualquier otro tratamiento de los gases de escape (control eléctrico F01N 9/00; dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape F01N 11/00). › caracterizados por los métodos de operar; Control.
  • F01N3/20 F01N 3/00 […] › especialmente adaptados para conversión catalítica (F01N 3/22 tiene prioridad).
  • F01N3/24 F01N 3/00 […] › caracterizados por los aspectos constructivos de los aparatos de conversión (filtración combinada con reactores catalíticos F01N 3/035).
  • F02D41/02 F […] › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02D CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios para el control automático de la velocidad en vehículos, que actúan sobre una sola subunidad del vehículo B60K 31/00; control conjunto de subunidades del vehículo de diferente tipo o diferente función, sistemas de control de la propulsión de vehículos de carretera para propósitos distintos que el control de una sola subunidad B60W; válvulas de funcionamiento cíclico para los motores de combustión F01L; control de la lubrificación de los motores de combustión F01M; refrigeración de los motores de combustión interna F01P; alimentación de los motores de combustión con mezclas combustibles o constituyentes de las mismas, p. ej. carburadores, bombas de inyección, F02M; arranque de los motores de combustión F02N; control del encendido F02P; control de las plantas motrices de turbinas de gas, de las plantas motrices por propulsión a reacción o de las plantas motrices de productos de la combustión, ver las clases relativas a estas plantas). › F02D 41/00 Control eléctrico de la alimentación de mezcla combustible o de sus constituyentes (F02D 43/00 tiene prioridad). › Disposiciones de los circuitos para producir señales de control.
  • F02D41/04 F02D 41/00 […] › introduciendo correcciones para condiciones particulares de funcionamiento (F02D 41/14 tiene prioridad).
  • F02D41/14 F02D 41/00 […] › introduciendo las correcciones en bucle cerrado.
  • F02D43/00 F02D […] › Control eléctrico simultáneo de varias funciones, p. ej. encendido, mezcla aire-combustible, recirculación, sobrealimentación, tratamiento de los gases de escape (control eléctrico de los aparatos de tratamiento del gas de escape en sí F01N 9/00).
  • F02D45/00 F02D […] › Control eléctrico no previsto en los grupos F02D 41/00 - F02D 43/00 (control eléctrico de aparatos de tratamiento de gas de escape F01N 9/00; control eléctrico de una de las funciones: encendido, lubrificación, refrigeración, arranque, calentamiento del aire de admisión, ver las subclases correspondientes a estas funciones).
  • F02D9/02 F02D […] › F02D 9/00 Control de los motores por estrangulamiento de los conductos de toma de aire o de la mezcla aire-combustible o por estrangulamiento de los conductos de escape. › por estrangulamiento de los conductos de toma (válvulas de estrangulamiento o sus disposiciones sobre estos conductos F02D 9/08).
  • F02P5/15 F02 […] › F02P ENCENDIDO DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DIFERENTE AL ENCENDIDO POR COMPRESION; ENSAYO DE LA REGULACION DEL ENCENDIDO EN MOTORES DE ENCENDIDO POR COMPRESION (especialmente adaptados a motores de pistón rotativo u oscilante F02B 53/12; encendido de aparatos de combustión en general, bujías incandescentes F23Q; medida de variables físicas en general G01; control en general G05; tratamiento de datos en general G06; componentes eléctricos en general, ver la sección H; bujías de chispa H01T). › F02P 5/00 Avance o retraso de la chispa eléctrica de encendido; Su control. › Tratamiento digital de los datos.

Países PCT: Alemania, España, Francia, Reino Unido, Italia, Suecia.

APARATO DE CONTROL DE LA RELACIÓN AIRE COMBUSTIBLE PARA UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Fragmento de la descripción:

Aparato de control de la relación aire combustible para un motor de combustión interna.

Campo industrial

La presente invención relata un aparato de control de la relación del aire-combustible para un motor de combustión interna.

Técnica anterior

Convencionalmente, para purificar el gas de escape de un motor de combustión interna, una unidad catalizadora purificadora de la emisión (unidad catalizadora de tres vías) está dispuesta en un paso de escape, y el control de retroalimentación se realiza en base de una relación del aire-combustible detectada por medio de un sensor de la relación del aire-combustible provisto en el paso de escape de tal manera que la relación del aire-combustible de una mezcla del aire-combustible suministrada a un motor alcanza a una relación estoicométrica aire-combustible (valor teórico). Así, óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), y los hidrocarburos (HC) son reducidos concurrentemente. La prestación exacta del control de retroalimentación antes dicho es eficaz para mejorar el nivel de purificación del gas de escape de un motor de combustión interna.

Por otra parte, en un esfuerzo para ademas mejorar la prestación purificadora de escape de una unidad catalizadora purificadora de emisión, los estudios se han conducido en un método para eficazmente utilizando un función de almacenaje de oxígeno (acción) de una unidad catalizadora purificadora de la emisión. En este método, cuando una sustancia a-ser-eliminada contenida en el gas de escape se oxida o se reduce, el oxígeno almacenado en una unidad catalizadora purificadora de la emisión o la función de almacenaje de oxígeno de una unidad catalizadora purificadora de la emisión es utilizado.

Un aparato de control divulgado en la solicitud de Patente Japonesa publicada (kokai). H5-195842 es un aparato diseñado para utilizar tal función de almacenaje de oxígeno. Específicamente, el aparato es diseñado para así estimar la cantidad de oxígeno almacenado en la totalidad de una unidad catalizadora purificadora de emisión (cantidad del almacenamiento del oxígeno, nivel real de la carga de oxígeno) en base de un producto de la relación de flujo de aire de admisión, un contenido de oxígeno del aire, y una desviación desde el lambda valor 1 (relación estoicométrica de aire-combustible), y para control de la relación de aire-combustible de tal manera que la cantidad del almacenamiento del oxígeno alcance un valor objetivo fijo.

Sin embargo, el control descrito antes se adapta para mantener la cantidad del almacenamiento del oxígeno en un nivel en la proximidad del valor objetivo, y así, tiene un problema de ser incapaz de realizar el control de la relación del aire-combustible para reducir la emisión de uno o más componentes específicos del gas de escape a un nivel deseado o más pequeño, o control de la relación del aire-combustible para mantenimiento, a un nivel próximo al nivel deseado, la cantidad del almacenamiento del oxígeno almacenada en una parte de la corriente ascendente de una unidad del catalizador, más bien que la cantidad de almacenamiento de oxígeno almacenada en la unidad completa del catalizador.

Debido a lo anterior, el autor de la presente invención ha desarrollado un método para estimar la emisión de un componente específico del gas de escape (o un valor representativo que representa a un estado del gas de escape) que fluye fuera de una unidad catalizadora purificadora de emisión (y ésa es purificado por una unidad catalizadora purificadora de la emisión); y ha encontrado que la prestación purificadora de expulsión de la unidad catalizadora purificadora de emisión puede ser mejorado con la prestación del control de la relación del aire-combustible de manera que el valor de la estimación alcance a un estado meta.

US-A-5924281 y EP-A-1091110 ambas divulgan un aparato de control de la relación aire-combustible.

Exposición de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de control de la relación de aire-combustible para un motor de combustión interna, dicho aparato puede mejorar la eficiencia de purificación del gas de escape de una unidad del catalizadora purificadora de emisión por estimación de la emisión de un componente específico del gas de escape (o un valor representativo que representa a un estado del gas de escape) que fluye fuera de una unidad catalizadora purificadora de la emisión, y realiza el control de la relación del aire-combustible en base del valor estimado.

Un motor cuya relación aire-combustible es controlada por un aparato de control de la relación del aire-combustible de la presente invención incluye una unidad catalizadora purificadora de la expulsión y un aparato de control de la relación aire-combustible de acuerdo a la reivindicación 1.

En virtud de la configuración descrita antes, la relación aire-combustible es controlada de tal manera que el valor de la estimación que es una emisión de un componente específico contenido en el gas de escape fluyente fuera unidad catalizadora purificadora de expulsión o por lo menos un valor representativo que indica el estado del gas de escape fluyente hacia fuera alcanza el estado meta. Por lo tanto, la prestación de purificación del escape se puede mejorar.

Además, en una forma de representación de la presente invención, el valor de la estimación estimado por el medio de la estimación es un valor de estimación después de que un periodo de tiempo predeterminado que indique un valor predicho que la emisión o el valor representativo asuma después transcurrido un periodo de tiempo predeterminado (es decir, en un periodo de tiempo que es más tarde que la actualidad por el periodo de tiempo predeterminado). En virtud de esta configuración, un control más rápido de la relación aire-combustible llega a ser posible, por el que la prestación de purificación del escape puede ser mejorado.

En otra forma de representación de la presente invención, el aparato de control de la relación aire-combustible además comprende el medio del control de temporización del encendido para la temporización del encendido del control del motor, y el medio de control de la relación del aire-combustible tiene una función arbitrariamente del control la abertura de la válvula estranguladora para ajustar una cantidad del aire de admisión del motor. En esta representación, cuando la relación aire-combustible es controlada por el uso del medio de control de la relación aire-combustible de tal manera que el valor de la estimación después del periodo de tiempo predeterminado estimado por el medio de la estimación alcance al estado predeterminado meta, el control para la abertura de la válvula estranguladora es retardada por el medio de control de la relación aire-combustible, y la temporización del encendido es avanzada por el medio del control de temporización del encendido.

Esta configuración posibilita la mejora de la prestación purificadora de expulsión por el control de la relación aire-combustible, mientras que suprime la caída en el par motor.

Además, en el aparato de control de la relación aire-combustible, el estado meta determinado por medios de determinación puede ser un estado en el cual el valor de estimación caiga en un rango predeterminado.

Además, los medios de determinación de la meta pueden ser determinado, como un estado meta, un estado meta en el cual los valores de estimación llegan a ser igual uno a otro.

Además, los medios de estimación pueden reflejar un valor predecible de una abertura del estrangulador en la estimación de valores de estimación.

Además, los medios de estimación pueden reflejar un modelo de comportamiento del combustible en la estimación de los valores estimados.

En otra representación de la presente invención, los medios de estimación estiman un valor de estimación para una región especifica de una pluralidad de regiones definidas por división de la unidad catalizadora purificadora de expulsión en la dirección fluyente del gas de expulsión; los medios de determinación de la meta determinan un estado meta de acuerdo a los valores de estimación para la región especifica; y los medios de control de la relación aire-combustible controlan la relación aire-combustible en tal modo que el valor de estimación para una región especifica alcance el estado meta determinado para la región especifica.

En...

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1), comprendiendo:

medios de estimación para estimar, en la base de una relación aire combustible de escape del gas de escape fluyente dentro de la unidad catalizador purificador del escape (19) dispuesta en el pasaje de escape (7) del motor (1), por lo menos un valor de la estimación referente a un componente del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificador de escape (19) cuya emisión se incrementa cuando la relación aire-combustible está en el lado rico, y por lo menos un valor de estimación referente a un componente del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificador de la emisión (19) cuya emisión se incrementa cuando la relación del aire-combustible está en el lado pobre; y medios de ajuste de meta para determinar un estado de meta para cada valor de estimación; y medios de control de la relación aire-combustible para controlar la relación del aire-combustible del motor (1) de tal manera que los valores de estimación estimados por medios de estimación alcance estados de meta fijados por los medios de fijación de meta.

2. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 1, en donde el estado de meta fijado por el medio de fijación de meta es un estado en el cual los valores de estimación caen dentro de un intervalo predeterminado.

3. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 1, en donde los medios de fijación de meta fijan, como el estado de meta, un estado en los cuales los valores de estimación son iguales el uno al otro.

4. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según cualquier de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los medios de estimación estiman valores de estimación para una región específica de una pluralidad de regiones definidas dividiendo la unidad del catalizador purificador de escape (19) en la dirección de flujo del gas de escape; los medios de fijación de meta fijan un estado de meta con respecto al valor de estimación para la región específica; y los medios de control de la relación aire-combustible controlan la relación aire-combustible de manera que el valor de la estimación para la región específica alcance al conjunto el estado de meta fijado para la región específica.

5. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 4, en donde los medios de estimación fijan la región específica en el lado de la corriente ascendente de la región de la corriente descendente más alejada entre la pluralidad de regiones.

6. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 4, en donde los medios de estimación cambian la región específica de acuerdo con una condición operativa del motor (1).

7. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 4, en donde los medios de estimación seleccionan dos regiones como la región específica y los valores de la estimación estimados para estas regiones específicas; los medios de fijación de meta fijan un estado de meta con respecto a cada uno de los valores de la estimación para las regiones específicas; y

los medios de control de la relación del aire-combustible controlan la relación aire-combustible de tal manera que los valores de estimación para las regiones específicas lleguen a los estados de meta correspondientes.

8. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 7, en donde los medios de control de la relación aire-combustible individualmente fijan, para cada región específica, un nivel de influencia en el control de la relación del aire-combustible.

9. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 8, en donde los medios de control de la relación aire-combustible cambian el nivel de influencia de cada región específica de acuerdo con una condición operativa del motor (1).


 

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