Aparato y procedimiento para controlar la recirculación de gases de escape en un motor.

Un aparato para controlar la recirculación de gas de escape de un paso de escape de un motor a un paso de entrada del motor

, incluyendo el aparato:

un paso de recirculación que conecta el paso de escape con el paso de entrada;

una válvula de RGE dispuesta en el paso de recirculación, en el que la válvula de RGE varía su grado de apertura para ajustar la cantidad de gas de escape recirculado desde el paso de escape al paso de entrada; y

un controlador para controlar la válvula de RGE, en el que el controlador obtiene un grado de apertura objetivo de la válvula de RGE de acuerdo con un estado de funcionamiento del motor y controla la válvula de RGE de modo que el grado de apertura de la válvula de RGE se hace igual al grado de apertura objetivo obtenido, estando el aparato caracterizado porque:

al abrir la válvula de RGE desde un estado completamente cerrado, el controlador realiza el control principal de la RGE para restringir el grado de apertura de la válvula de RGE a un grado de apertura restringida que es menor que el grado de apertura objetivo durante un tiempo de retardo predeterminado antes de accionar la válvula de RGE al grado de apertura objetivo, en el que

el controlador mantiene el grado de apertura restringida en un valor constante que es mayor que cero durante al menos una primera parte del tiempo de retardo.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E03014727.

Solicitante: KABUSHIKI KAISHA TOYOTA JIDOSHOKKI.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 2-1, TOYODA-CHO KARIYA-SHI, AICHI-KEN JAPON.

Inventor/es: YAMAGUCHI, MASAAKI, UMEHARA, TSUTOMU, KINUHATA, HIROKI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios... > Control eléctrico de la alimentación de mezcla... > F02D41/10 (para la aceleración)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES... > Motores caracterizados por   compresión de... > F02B3/06 (con encendido por compresión (F02B 13/02 tiene prioridad; con la carga aire-combustible inflamada mediante encendido por compresión de un combustible adicional F02B 7/00))

PDF original: ES-2549400_T3.pdf

 

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Aparato y procedimiento para controlar la recirculación de gases de escape en un motor.

Fragmento de la descripción:

Aparato y procedimiento para controlar la recirculación de gases de escape en un motor

Antecedentes de la invención 5

La presente invención se refiere a un aparato y a un procedimiento para controlar la recirculación de gases de escape (RGE) en un motor, y más particularmente, al control de una válvula de RGE que ajusta la cantidad de RGE.

Las publicaciones de patente japonesas abiertas al público Nos. 55-148950, 10-238412 y 2000-337172 describen 10 motores de vehículos que incorporan aparatos de recirculación de gases de escape (RGE) . Un aparato de RGE incluye un paso de recirculación, que conecta un paso de escape del motor a un paso de entrada del motor, y una válvula de RGE, que está dispuesta en el paso de recirculación. Cuando se abre la válvula de RGE, la diferencia entre las presiones del lado aguas arriba y del lado aguas abajo de la válvula de RGE envía el gas de escape del paso de escape al paso de entrada a través del paso de recirculación. El gas de escape en el conducto de entrada 15 reduce la temperatura de combustión en las cámaras de combustión del motor y suprime la producción de óxidos de nitrógeno (NOx) .

El documento US 4719893 divulga un sistema de control de RGE que evita el exceso de gas RGE en la cámara de combustión mediante el establecimiento de la apertura de la válvula de RGE a una velocidad controlada en el caso 20 de que la válvula de mariposa se cierre de repente.

La publicación abierta al público de patente japonesa nº 8-270454 describe un motor de vehículo que incorpora un turbocompresor de geometría variable y un aparato de RGE. El turbocompresor de geometría variable incluye una turbina, que está provista de álabes variables, y está dispuesta en el paso de escape. El grado de apertura de los 25 álabes variables se varía para producir una presión sobrealimentada, incluso a bajas revoluciones. Así, el motor produce alta potencia desde los rangos de baja velocidad.

La cantidad de RGE se determina a partir del grado de apertura de la válvula de RGE y la diferencia entre las presiones en el lado aguas arriba y aguas abajo de la válvula de RGE. Una unidad de control electrónico (ECU) 30 instalada en un vehículo obtiene la cantidad de inyección de combustible basándose en el estado de funcionamiento del motor y obtiene un grado de apertura objetivo de la válvula de RGE correspondiente a la cantidad de inyección de combustible a partir de una fórmula predeterminada utilizada para el control de retroalimentación. La retroalimentación de la ECU controla la válvula de RGE, de modo que el grado de apertura de la válvula de RGE se hace igual al grado de apertura objetivo. La fórmula se establece bajo el supuesto de que la diferencia entre las 35 presiones en el lado aguas arriba y aguas abajo del lado de la válvula de RGE es normal. Es decir, el grado de apertura objetivo de la válvula de RGE, que se obtiene a través de la fórmula, alcanza la cantidad óptima de RGE cuando la diferencia de presión está en un estado normal.

Además, la ECU determina si se debe realizar RGE de acuerdo con el estado de funcionamiento del motor. Cuando 40 se determina realizar RGE, la ECU acciona la válvula de RGE de un estado completamente cerrado con el grado de apertura objetivo.

Por ejemplo, en un motor diésel que incorpora un turbocompresor de geometría variable, si el pedal de aceleración presionado se libera cuando el motor está en un estado de alta carga de alta velocidad y luego inmediatamente se 45 presiona de nuevo para acelerar la velocidad del motor, la diferencia entre la presión de escape y la presión de entrada se vuelve temporalmente mayor que el valor normal. Si se abre la válvula de RGE en este estado, una mayor cantidad de gas de escape se recircula al paso de entrada en comparación con cuando la diferencia entre la presión de escape y la presión de entrada está en un estado normal. Esto libera vapores del paso de escape.

Más específicamente, cuando el pedal de aceleración presionado se libera en un estado en el que la velocidad del motor es alta, se detiene la inyección de combustible. Además, la válvula de RGE y la válvula de mariposa se cierran. En este estado, los álabes variables del turbocompresor de geometría variable son controlados para aumentar el grado de apertura. Sin embargo, el movimiento de los álabes variables, que son accionados a través del control de retroalimentación, se retrasa desde el cambio en la cantidad de inyección de combustible, que se controla 55 de acuerdo con la cantidad de presión del pedal de aceleración, el accionamiento de la válvula de mariposa, y el accionamiento de la válvula de RGE, que es controlada de acuerdo con la cantidad de inyección de combustible. Por lo tanto, en un corto período cuando se pisa el pedal de aceleración, la válvula de RGE está cerrada, pero los álabes variables prácticamente no se mueven en la dirección de apertura.

La presión de escape en el paso de escape se incrementa en un estado en el que se cierra la válvula de RGE y los álabes variables no se mueven en la dirección de apertura. La presión de entrada en el conducto de entrada disminuye inmediatamente después de que el pedal de aceleración presionado se libera, puesto que la válvula del acelerador se mueve en su dirección de cierre cuando la inercia sigue operando el motor en un estado de alta velocidad. Esto produce una diferencia excesiva entre la presión de escape en el lado aguas arriba de la válvula de RGE cerrada y la presión de entrada en el lado de aguas abajo de la válvula de RGE cerrada.

Cuando se suelta el pedal de aceleración presionada y luego se presiona de nuevo dentro de un corto período de tiempo, los álabes variables se mantienen en un grado de apertura relativamente pequeño hasta que la presión de 5 entrada del paso de entrada, o la presión sobrealimentada, alcanza su valor objetivo. A medida que la velocidad de rotación de la turbina aumenta y la presión de entrada alcanza su valor objetivo, los álabes variables se mueven en la dirección de apertura. Debido a la inercia, se requiere un cierto período de tiempo para que la velocidad de rotación de la turbina aumente. Por lo tanto, los álabes variables no se mueven inmediatamente en la dirección de apertura, incluso si el pedal de aceleración se presiona de nuevo. Por consiguiente, si se abre la válvula de RGE de 10 un estado completamente cerrado cuando el pedal de aceleración se presiona de nuevo, la diferencia excesiva entre la presión de escape y la presión de entrada provoca una excesiva recirculación del gas de escape al paso de entrada. Esto descarga humos desde el paso de escape.

Este tipo de eventos son prominentes en los motores diésel que incorporan turbocompresores de geometría 15 variable. Sin embargo, incluso en un motor diésel que incorpora un turbocompresor de geometría fija o un motor diésel que no incorpora un turbocompresor, cuando el pedal de aceleración se manipula de una manera que de repente cambia el estado de funcionamiento del motor, la diferencia excesiva entre la presión de escape y la presión de entrada puede producir humos.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato y un procedimiento para controlar la RGE en un motor que permita un control óptimo de la cantidad de RGE.

Para lograr el objeto anterior, la presente invención proporciona un aparato para controlar la recirculación del gas de escape de un paso de escape de un motor a un paso de entrada del motor. El aparato incluye un conducto de recirculación que conecta el paso de escape con el paso de entrada. Una válvula de RGE está dispuesta en el conducto de recirculación. La válvula de RGE varía su grado de apertura para ajustar la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato para controlar la recirculación de gas de escape de un paso de escape de un motor a un paso de entrada del motor, incluyendo el aparato:

un paso de recirculación que conecta el paso de escape con el paso de entrada;

una válvula de RGE dispuesta en el paso de recirculación, en el que la válvula de RGE varía su grado de apertura para ajustar la cantidad de gas de escape recirculado desde el paso de escape al paso de entrada; y

un controlador para controlar la válvula de RGE, en el que el controlador obtiene un grado de apertura objetivo de la válvula de RGE de acuerdo con un estado de funcionamiento del motor y controla la válvula de RGE de 10 modo que el grado de apertura de la válvula de RGE se hace igual al grado de apertura objetivo obtenido, estando el aparato caracterizado porque:

al abrir la válvula de RGE desde un estado completamente cerrado, el controlador realiza el control principal de la RGE para restringir el grado de apertura de la válvula de RGE a un grado de apertura restringida que es 15 menor que el grado de apertura objetivo durante un tiempo de retardo predeterminado antes de accionar la válvula de RGE al grado de apertura objetivo, en el que el controlador mantiene el grado de apertura restringida en un valor constante que es mayor que cero durante al menos una primera parte del tiempo de retardo.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el motor incluye un turbocompresor de geometría variable accionado por gas de escape que fluye a través del paso de escape para sobrealimentar el aire en el conducto de entrada.

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la válvula de RGE está accionada por 25 presión negativa, y el grado de apertura restringida se establece en un valor incluido en un intervalo de grado de apertura en el que no se produce vibración de la válvula de RGE.

4. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el controlador varía gradualmente el grado de apertura restringida durante al menos parte del tiempo de retardo. 30

5. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el control principal de la RGE incluye el procesamiento para aumentar gradualmente el grado de apertura restringido.

6. El aparato de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el controlador aumenta gradualmente el grado 35 de apertura restringida al valor objetivo durante un última parte del control principal de la RGE.

7. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el controlador establece el grado de apertura restringida de acuerdo con un parámetro que indica el estado de funcionamiento del motor. 40

8. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el tiempo de retardo es el tiempo requerido para la eliminación de una diferencia excesiva entre una presión de escape del paso de escape y una presión de entrada del paso de entrada.

9. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el tiempo de retardo es un valor constante.

10. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el tiempo de retardo es un valor variable. 50

11. El aparato de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el controlador establece el tiempo de retardo de acuerdo con un parámetro que indica el estado de funcionamiento del motor.

12. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el controlador 55 controla por retroalimentación la válvula de RGE de modo que el grado de apertura de la válvula de RGE se hace igual al grado de apertura objetivo, y el controlador prohíbe el control de retroalimentación cuando se está realizando el control principal de la RGE.

13. Un procedimiento para controlar la recirculación del gas de escape desde un paso de escape de un motor a un 60 paso de entrada del motor, incluyendo el procedimiento:

variar un grado de apertura de la válvula de RGE para ajustar la cantidad de gas de escape recirculado desde el paso de escape al paso de entrada a través de un conducto de recirculación;

obtener un grado de apertura objetivo de la válvula de RGE de acuerdo con un estado de funcionamiento del motor; y

controlar la válvula de RGE de modo que el grado de apertura de la válvula de RGE se hace igual al grado de apertura objetivo obtenido, estando el procedimiento caracterizado por:

al abrir la válvula de RGE desde un estado completamente cerrado, se restringe el grado de apertura de la válvula de RGE a un grado de apertura restringida que es menor que el grado de apertura objetivo durante un tiempo de retardo predeterminado antes de accionar la válvula de RGE con el grado de apertura objetivo, en el que el grado de apertura restringida se mantiene en un valor constante que es mayor que cero durante al menos 10 una primera parte del tiempo de retardo.