Limitación de la función de transmisión durante el modo de regeneración para un filtro de partículas diésel.

Un método para la regeneración de un filtro de partículas diésel (54) en el sistema de escape de un vehículo accionado por un motor de combustión interna

(15) equipado con una transmisión mecánica automática (20), comprendiendo dicho método:

la determinación de que la carga de partículas en el filtro de partículas diésel (54) excede una cantidad de umbral mínima predeterminada que es suficientemente alta para garantizar la regeneración de filtro de partículas diésel (210);

determinación de que existen unas condiciones del vehículo actuales que permiten el establecimiento de las condiciones apropiadas en el sistema de escape para efectuar la regeneración del filtro de partículas diésel cargado de partículas mediante la configuración de modo apropiado de la transmisión mecánica automática (20, 215); caracterizado por que dicho método comprende adicionalmente asegurar que las condiciones de conducción futuras inmediatas permiten el funcionamiento del motor de combustión interna (15) bajo una carga suficiente y a velocidades suficientemente bajas para mantener una temperatura de regeneración y un flujo de escape suficientes en el sistema de escape bajo el control de la transmisión mecánica automática (20) para efectuar la regeneración del filtro (54, 220) impidiendo la implementación de una característica de punto muerto de la transmisión mecánica automática (20) durante la ejecución de la regeneración; y

ejecución con éxito de la regeneración del filtro mediante la selección de modo apropiado del cambio en la transmisión mecánica automática (20) para hacer que el motor de combustión interna (15) funcione en una forma que establezca una temperatura de regeneración y un flujo de escape suficientes en el sistema de escape y que se mantenga durante un período de tiempo preestablecido (225).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2007/000806.

Solicitante: VOLVO LASTVAGNAR AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: 405 08 GÖTEBORG SUECIA.

Inventor/es: SAHLEN,IVAR, TOBIASSON,MATS HENRIK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS... > F01N9/00 (Control eléctrico de los aparatos de tratamiento de los gases de escape (dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape F01N 11/00; control eléctrico simultáneo de varias funciones de los motores de combustión F02D 43/00))
  • 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... > F02D41/02 (Disposiciones de los circuitos para producir señales de control)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS... > Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios... > F01N3/023 (utilizando medios para regenerar los filtros, p. ej. quemando las partículas capturadas)

PDF original: ES-2500148_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Limitación de la función de transmisión durante el modo de regeneración para un filtro de partículas diésel Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a la adaptación de una estrategia de control para una transmisión mecánica automática para mantener unas condiciones de operación apropiadas de sistemas de tratamiento posterior.

Antecedentes de la invención

Los vehículos comerciales pesados tales como camiones y autobuses son conocidos por emplear transmisiones mecánicas automáticas que se basan en rutinas programadas. Adicionalmente, se han implementado recientemente diversos tipos de dispositivos de control de la emisión en vehículos pesados para reducir las emisiones a la atmósfera desde el motor de los vehículos incluyendo filtros de partículas diésel, convertidores catalíticos, y dispositivos de reducción del NOx. Un ejemplo de filtro de partículas diésel es el tipo DPF (Filtro de Partículas Diésel), un filtro en el que se pueden atrapar las partículas seleccionadas, pero también se dispone para tener la capacidad de quemar las partículas para limpiar el filtro. Mientras un vehículo es operado con un DPF, las partículas se acumulan en el filtro a lo largo del tiempo y pueden atascar el filtro y por ello impedir un funcionamiento apropiado y permitir un incremento de las emisiones. Adicionalmente, el taponamiento del filtro da como resultado un incremento en la contrapresión del escape en el sistema de escape de modo que el motor puede generar una cantidad innecesaria de energía para la conducción normal, incrementando así el consumo de combustible. Con una transmisión mecánica automática, se seleccionan y se cambian las relaciones usando rutinas especialmente diseñadas.

De acuerdo con el documento de la técnica anterior más próxima, WO 24/881, se describe el ajuste de la selección de la relación de transmisión para controlar la temperatura del filtro de tipo DPF dentro de un intervalo de temperaturas predeterminado. Al controlar la temperatura del filtro, se pueden quemar las partículas que se han acumulado en el filtro. Esto permite la extensión de la vida útil del filtro así como una reducción continuada de las emisiones por el sistema.

La presente invención se ocupa de habilitar el control de las temperaturas de funcionamiento dentro de un filtro de partículas diésel así como de otros sistemas de tratamiento posterior mediante el control de la transmisión y el motor para asegurar que estos sistemas están en las condiciones de funcionamiento apropiadas.

Sumario de la invención

En al menos una realización, la invención actualmente descrita toma la forma de un método para la regeneración de un filtro del tipo DPF en el sistema de escape de un vehículo accionado por un motor de combustión interna (ICE) que esté equipado con una transmisión mecánica automática (AMT). El método comprende las características de la reivindicación 1.

En una realización relacionada, pero diferente, la invención toma la forma de un sistema para la regeneración de un filtro del tipo DPF en el sistema de escape de un vehículo accionado por un motor de combustión interna (ICE) que esté equipado con una transmisión mecánica automática (AMT). El sistema comprende las características de la reivindicación 7.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran de modo variado aspectos de las invenciones actualmente descritas. Se debería apreciar que las realizaciones ilustradas son solamente de ejemplo, y no sirven como limitaciones a la protección. Los dibujos constituyen, sin embargo, parte de la descripción de la especificación, y por lo tanto contribuyen a, y proporcionan soporte a, las invenciones patentadas. En las figuras:

la Figura 1 es una representación esquemática de un vehículo equipado con un motor de combustión interna, transmisión mecánica automática y dispositivo de control de emisiones;

la Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra una rutina de control para la determinación de cuándo debe tener lugar la regeneración de un DPF;

la Figura 3 es un aparato usado de acuerdo con una realización de la invención.

Descripción detallada de la invención

La invención actualmente descrita se refiere a la modificación de la selección del cambio de la AMT de modo que adapte la selección del cambio elegida por la AMT para efectuar un control apropiado en un sistema de tratamiento posterior.

En al menos una realización y como se ilustra en general en la Figura 1, la invención toma la forma de un vehículo pesado 1 accionado por un motor de combustión interna 15. El motor de combustión interna 15 está unido a la transmisión 2 a través de un embrague 18. Preferiblemente, este embrague 18 es un embrague 18 de fricción que puede estar automatizado para controlar el acoplamiento o desacoplamiento de la transmisión 2. La transmisión 2 se conecta a las ruedas de tracción 9 del vehículo 1 mediante un eje de tracción 8, un engranaje diferencial 85, y ejes posteriores 87.

En una realización, el sistema de tratamiento posterior es un dispositivo de control de emisiones 5 que se conecta al motor 15 a través de una tubería de escape 4. Se pueden montar otros dispositivos sobre la tubería de escape 4 entre el motor 15 y el dispositivo de control de emisiones 5. Típicamente, el dispositivo de control de emisiones 5 tiene un dispositivo que es un catalizador de oxidación o un dispositivo quemador 52 y un filtro 54. El escape limpio junto con cualquier impureza restante sale del vehículo a través de una segunda tubería de escape 7. La carcasa del dispositivo de control de emisiones 5 puede ser de acero inoxidable. Preferiblemente, se instala un catalizador de oxidación o un dispositivo quemador 52 por delante del filtro 54. El catalizador de oxidación o un dispositivo quemador 52 en una realización es un convertidor catalítico de oxidación con canales abiertos en los que tienen lugar reacciones químicas o un dispositivo quemador. Después de que tengan lugar las reacciones químicas deseadas, se instala un DPF 54, preferentemente del tipo DPF. Los gases de escape y las materias en partículas del escape se forzarán a pasar a través del filtro 54. El filtro 54 sirve como una trampa que impide que las partículas salgan del sistema de escape a través de la segunda tubería de escape 7.

Una unidad de control del motor 25 se adapta para el control del motor 15 y se conecta a una unidad de control de la transmisión 3, adaptada para el control de la transmisión 2, a través de un bus de datos 28. Aunque la descripción en el presente documento hace referencia a un controlador específico, las diversas órdenes de control se pueden implementar sobre una o la otra unidad de control. Adicionalmente, es posible combinar tanto la unidad de control del motor 25 como la unidad de control de la transmisión 3 en una única unidad de control. Además, es posible adicionalmente tener la unidad de control del motor 25 y la unidad de control de la transmisión 3 compuestas de varias unidades de control, tal como una unidad de control de cambio de las relaciones y una unidad de control de selección del cambio que sustituyen a la unidad de control de la transmisión 3 y que se comunican entre ellas. Se proporciona adicionalmente un pedal acelerador 32 y un selector del cambio 34 para permitir al conductor controlar la unidad de control del motor 25 así como la unidad de control de la transmisión 3. El selector del cambio 34 tiene preferentemente posiciones para cambio manual, cambio automático, relaciones bajas y marcha atrás. Se consideran también otras selecciones del cambio dentro del alcance de esta descripción y las anteriores se dan como ejemplos de posibles selecciones del cambio.

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Reivindicaciones:

1. Un método para la regeneración de un filtro de partículas diésel (54) en el sistema de escape de un vehículo accionado por un motor de combustión interna (15) equipado con una transmisión mecánica automática (2), comprendiendo dicho método:

la determinación de que la carga de partículas en el filtro de partículas diésel (54) excede una cantidad de umbral mínima predeterminada que es suficientemente alta para garantizar la regeneración de filtro de partículas diésel (21);

determinación de que existen unas condiciones del vehículo actuales que permiten el establecimiento de las condiciones apropiadas en el sistema de escape para efectuar la regeneración del filtro de partículas diésel cargado de partículas mediante la configuración de modo apropiado de la transmisión mecánica automática (2, 215); caracterizado por que dicho método comprende adicionalmente asegurar que las condiciones de conducción futuras inmediatas permiten el funcionamiento del motor de combustión interna (15) bajo una carga suficiente y a velocidades suficientemente bajas para mantener una temperatura de regeneración y un flujo de escape suficientes en el sistema de escape bajo el control de la transmisión mecánica automática (2) para efectuar la regeneración del filtro (54, 22) impidiendo la implementación de una característica de punto muerto de la transmisión mecánica automática (2) durante la ejecución de la regeneración; y

ejecución con éxito de la regeneración del filtro mediante la selección de modo apropiado del cambio en la transmisión mecánica automática (2) para hacer que el motor de combustión interna (15) funcione en una forma que establezca una temperatura de regeneración y un flujo de escape suficientes en el sistema de escape y que se mantenga durante un período de tiempo preestablecido (225).

2. El método tal como se enumera en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

impedir el desacoplamiento de la transmisión mecánica automática (2) del motor de combustión interna (15) durante la ejecución de la regeneración.

3. El método tal como se enumera en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

impedir la configuración de la transmisión mecánica automática (2) durante la ejecución de la regeneración que reduzca significativamente la carga sobre el motor de combustión interna (15).

4. El método tal como se enumera en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

impedir la implementación de un control de crucero durante la ejecución de la regeneración.

5. El método tal como se enumera en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

la determinación de que la carga de partículas en el filtro de partículas diésel (54) excede una cantidad de umbral máxima predeterminada que requiere la regeneración inmediata del filtro de partículas diésel; y la ejecución inmediata de la regeneración del filtro mediante la configuración de modo apropiado de la transmisión mecánica automática (2) para hacer que el motor de combustión interna (15) funcione de una manera que establezca una temperatura de regeneración suficiente en el sistema de escape durante un período de tiempo preestablecido para llevar a cabo dicha regeneración.

6. El método tal como se enumera en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

la determinación de que la carga de partículas en el filtro de partículas diésel (54) excede una cantidad de umbral máxima predeterminada que requiere la regeneración inmediata del filtro de partículas diésel; y la ejecución inmediata de la regeneración del filtro incrementando el combustible que se suministra al menos uno de entre el motor de combustión interna (15) y el sistema de escape y que establece una temperatura de regeneración suficiente en el sistema de escape durante un período de tiempo preestablecido para llevar a cabo dicha regeneración.

7. Un sistema para la regeneración de un filtro de partículas diésel (54) en el sistema de escape de un vehículo accionado por un motor de combustión interna (15) equipado con una transmisión mecánica automática (2), comprendiendo dicho sistema:

un controlador basado en microprocesador configurado para procesar información del vehículo y producir instrucciones de control para al menos la transmisión mecánica automática (2) del vehículo, estando dicho controlador en una comunicación de control con la transmisión mecánica automática (2) del vehículo y programado como sigue: para determinar que la carga de partículas en el filtro de partículas diésel (54) excede una cantidad de umbral mínima predeterminada que es suficientemente para garantizar la regeneración de filtro de partículas diésel; para determinar que existen unas condiciones del vehículo actuales que permiten el establecimiento de las condiciones apropiadas en el sistema de escape para efectuar la regeneración del filtro

cargado de partículas mediante la configuración de modo apropiado de la transmisión mecánica automática (2); caracterizado por que dicho sistema comprende adicionalmente asegurar que las condiciones de conducción futuras inmediatas permiten el funcionamiento del motor de combustión interna (15) bajo una carga suficiente y a velocidades suficientemente bajas para mantener una temperatura de regeneración y un flujo de escape suficientes en el sistema de escape bajo el control de la transmisión mecánica automática (2) para efectuar la regeneración del filtro de partículas diésel (54) impidiendo la implementación de una característica de punto muerto de la transmisión mecánica automática (2) durante la ejecución de la regeneración; y para ejecutar con éxito la regeneración del filtro de partículas diésel mediante la selección de modo apropiado del cambio en la transmisión mecánica automática (2) para hacer que el motor de combustión interna (15) funcione en una forma que establezca una temperatura de regeneración y un flujo de escape suficientes en el sistema de escape y que se mantenga durante un período de tiempo preestablecido.

8. El sistema tal como se enumera en la reivindicación 7, en el que dicho controlador se programa adicionalmente para impedir la configuración de la transmisión mecánica automática (2) durante la ejecución de la regeneración que reduzca significativamente la velocidad de funcionamiento del motor de combustión interna (15).

9. El sistema tal como se enumera en la reivindicación 7, en el que dicho controlador se programa adicionalmente para impedir el desacoplamiento de la transmisión mecánica automática (2) del motor de combustión interna (15) durante la ejecución de la regeneración o para impedir la configuración de la transmisión mecánica automática (2) durante la ejecución de la regeneración que reduzca significativamente la carga sobre el motor de combustión interna (15).

1. El sistema tal como se enumera en la reivindicación 7, en el que dicho controlador se programa adicionalmente para impedir la implementación de un control de crucero durante la ejecución de la regeneración.

11. El sistema tal como se enumera en la reivindicación 7, en el que dicho controlador se programa adicionalmente para determinar que la carga de partículas en el filtro de partículas diésel (54) excede una cantidad de umbral máxima predeterminada que requiere la regeneración inmediata del filtro de partículas diésel y para ejecutar inmediatamente la regeneración del filtro de partículas diésel mediante la configuración de modo apropiado de la transmisión mecánica automática (2) para hacer que el motor de combustión interna (15) funcione en una manera que establezca una temperatura de regeneración y un flujo de escape suficientes en el sistema de escape durante un período de tiempo preestablecido para llevar a cabo dicha regeneración.

12. El sistema tal como se enumera en la reivindicación 7, en el que dicho controlador se programa adicionalmente para determinar que la carga de partículas en el filtro de partículas diésel (54) excede una cantidad de umbral máxima predeterminada que requiere la regeneración inmediata del filtro de partículas diésel y para ejecutar inmediatamente la regeneración del filtro de partículas diésel incrementando el combustible que se suministra al menos uno de entre el motor de combustión interna (15) y el sistema de escape y que establece una temperatura de regeneración y un flujo de escape suficientes en el sistema de escape durante un período de tiempo preestablecido para llevar a cabo dicha regeneración.