Sensor de gas de escape.

Método para el diagnóstico de abordo (OBD) de un filtro de partículas en el sistema de gas de escape de un motor de combustión interna mediante,

al menos, un sensor de partículas (1) resistivo dispuesto en el sistema de gas de escape aguas abajo en relación con el filtro de partículas,

- en base a un flujo másico de partículas (22) pronosticado, proporcionado por un modelo de motor (60), y

- en base a un modelo de filtro límite (61) en el cual se configura la fracción del flujo másico de partículas pronosticado (22) que se retiene en un filtro de partículas de valores límites, y la fracción que penetra dicho filtro y que sale de dicho filtro como un valor límite (23) del flujo másico de partículas pronosticado, y

- en base a un modelo de acumulación (62) para la configuración del comportamiento de acumulación de las partículas presentes en el gas de escape en el sensor de partículas (1), al cual se suministra un caudal de gas de escape (31), una temperatura de gas de escape (32), y una temperatura del sensor de partículas (1), así como

- en base a un modelo de conductividad (63) se detecta una variación de señal pronosticada (20) que debido a la utilización del modelo de filtro límite (61) representa la variación de señal esperada para un filtro de partículas de valores límite,

- porque en un etapa comparativa (50) se compara la variación de señal pronosticada (20) con una variación de señal medida (11) del sensor de partículas (1), y

- porque se deduce un filtro de partículas defectuoso cuando la variación de señal medida (11) es mayor que la variación de señal pronosticada (20), en donde

- la variación de señal medida (11) del sensor de partículas (1) y/o la variación de señal pronosticada (20) del sensor de partículas (1) se corrige considerando las variables de influencia (30) que influyen en las sensibilidades cruzadas del sensor de partículas (1).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07115282.

Solicitante: ROBERT BOSCH GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: POSTFACH 30 02 20 70442 STUTTGART ALEMANIA.

Inventor/es: STURM, ANDREAS, STROHMAIER, RAINER, Handler,Torsten, Kamp,Bernhard, Schaenzlin,Katharina, Schittenhelm,Henrik.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F01N11/00 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). › Dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape.
  • F01N9/00 F01N […] › 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).
  • F02D41/24 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). › caracterizado por la utilización de medios digitales.
  • G01N15/06 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 15/00 Investigación de características de partículas; Investigación de la permeabilidad, del volumen de los poros o del área superficial efectiva de los materiales porosos (identificación de microorganismos C12Q). › Investigación de la concentración de suspensiones de partículas (G01N 15/04, G01N 15/10 tienen prioridad; por pesada G01N 5/00).
  • G05B17/02 G […] › G05 CONTROL; REGULACION.G05B SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS FUNCIONALES DE TALES SISTEMAS; DISPOSITIVOS DE MONITORIZACION O ENSAYOS DE TALES SISTEMAS O ELEMENTOS (dispositivos de maniobra por presión de fluido o sistemas que funcionan por medio de fluidos en general F15B; dispositivos obturadores en sí F16K; caracterizados por particularidades mecánicas solamente G05G; elementos sensibles, ver las subclases apropiadas, p. ej. G12B, las subclases de G01, H01; elementos de corrección, ver las subclases apropiadas, p. ej. H02K). › G05B 17/00 Sistemas que implican el uso de modelos o de simuladores de dichos sistemas (G05B 13/00, G05B 15/00, G05B 19/00 tienen prioridad; computadores analógicos para procedimientos, sistemas o dispositivos específicos, p. ej. simuladores, G06G 7/48). › eléctricos.
  • G05B23/02 G05B […] › G05B 23/00 Ensayo o monitorización de sistemas de control o de sus elementos (monitorización de sistemas de control por programa G05B 19/048, G05B 19/406). › Ensayo o monitorización eléctrico.

PDF original: ES-2376758_T3.pdf

 

Sensor de gas de escape.

Fragmento de la descripción:

Sensor de gas de escape La presente invención hace referencia a un método para la determinación de una masa de partículas o de un flujo másico de partículas, o para la identificación de un defecto en el filtro de partículas en un sistema de gas de escape de un motor de combustión interna, en donde en el sistema de gas de escape del motor de combustión interna se encuentra dispuesto, al menos, un sensor de partículas resistivo cuya variación de señal medida se compara con una variación de señal del sensor de partículas pronosticada y determinada a partir de un modelo de motor.

Un método de esta clase se indica en la patente DE 10 2005 040 790 A1. En dicho método conocido se determina una masa de partículas o un flujo másico de partículas en un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna mediante un sensor de partículas resistivo. Además, se considera el flujo de gas de escape en la evaluación de la señal del sensor de partículas proporcionada por el sensor de partículas.

Otros métodos que se ocupan de la monitorización de los gases de escape de un motor de combustión interna, se muestran en las patentes EP 1746 276 A y WO 00/68557 A.

Un sensor de partículas resistivo se describe también en la patente DE 10133 384 A1. El sensor de partículas se compone de dos electrodos en forma de cámara que encastran entre sí, que se encuentran cubiertos, al menos, parcialmente por un tubo de protección que se utiliza también como un tubo de retención para mejorar la acumulación de partículas. Cuando en el sensor de partículas se acumulan partículas del gas de escape de un motor de combustión interna, esto conduce a una variación evaluable de la impedancia del sensor de partículas, a partir de la cual se puede deducir la cantidad de partículas acumuladas y, de esta manera, la cantidad de partículas transportadas en el gas de escape.

Además, dichas variables modifican tanto la acumulación de las partículas en el sensor, así como la impedancia medida del sensor.

En la declaración de patente no revelada previamente DE 10 2005 040 790 A1, se describe un método para el accionamiento de un sensor para la detección de partículas en un flujo de gas de escape. Además, se determina, al menos, una masa para el flujo de gas de escape en el sensor de partículas, y en la evaluación de la señal del sensor de partículas proporcionada por dicho sensor de partículas, se considera la masa para el flujo de gas de escape.

En el método descrito no se consideran otras variables que influyan en las sensibilidades cruzadas de los sensores. En la compensación de las sensibilidades cruzadas del sensor de partículas, se presenta el problema de que las variaciones de señal del sensor de partículas son muy reducidas. Se puede requerir de un periodo de tiempo comparativamente prolongado, para recolectar una cantidad suficiente de partículas, con el fin de generar una variación de señal evaluable para el dispositivo de control del motor. Por este motivo, en parte no se puede realizar una compensación actual de las sensibilidades cruzadas o sólo de una manera muy imprecisa. La dinámica del sensor de partículas y, de esta manera, su señal de salida, puede no resultar suficiente en situaciones de funcionamiento variables del motor de combustión interna, para poder cumplir con las condiciones de funcionamiento variables. Por consiguiente, en este caso, a una variación de señal que se puede cuantificar no se puede asociar un único valor, por ejemplo, un caudal de gas de escape, sino que se le debe atribuir una historia de parámetros de influencia variables durante el periodo de tiempo de medición.

En la declaración de patente no revelada previamente EP 1 746 276 A2, se describe un método para la monitorización de un valor límite del gas de escape de un motor de combustión interna mediante un sistema de control del motor, en donde el sistema de control del motor presenta, al menos, un sensor de gas de escape, y suministra una señal de error ante el exceso del valor límite del gas de escape. Además, las emisiones anteriormente mencionadas para el estado de marcha actual, se detectan con la ayuda de un modelo de motor, y se comparan con la señal del sensor de gas de escape o un valor de referencia derivado de dicha señal para las emisiones. El sensor de gas de escape puede ser un sensor de partículas acumulador. El método permite la monitorización del gas de escape en el caso de ciclos de marcha estandarizados en comparación, para establecer los valores límite para las condiciones de funcionamiento divergentes del motor de combustión interna.

En la declaración de patente DE 10 2005 016 132 A1, se describe un método de medición para el diagnóstico de un filtro de partículas, en el cual se comparan los valores de medición de diferentes sensores de partículas, aguas arriba y aguas abajo en relación con el filtro de partículas.

El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un método que permita una determinación precisa de la cantidad de partículas transportadas en el gas de escape de un motor de combustión interna, con la ayuda de un sensor de partículas resistivo.

El objeto se resuelve de acuerdo con la reivindicación 1, de manera que se corrige la variación de señal pronosticada del sensor de partículas, considerando las variables que influyen en las sensibilidades cruzadas del sensor de partículas. Además, en la detección de la variación de señal pronosticada del sensor de partículas, se puede realizar particularmente una compensación de las sensibilidades cruzadas, también en el caso de cambios dinámicos del punto de funcionamiento del motor de combustión interna que se producen más rápidamente que la respuesta del sensor de partículas, dado que la corrección también se puede realizar para variaciones de señal reducidas, es decir, pronosticadas durante un punto de funcionamiento recientemente recorrido del motor de combustión interna. Dado que las variaciones de señal pronosticadas se detectan a partir de un diagrama característico del modelo de motor, dichas variaciones se pueden determinar en periodos de tiempo muy reducidos y, de esta manera, en intervalos de medición que se pueden asignar a puntos de funcionamiento individuales del motor de combustión interna, con las variaciones de señal pronosticadas, muy reducidas, limitadas de esta manera.

Con un sensor de partículas real, bajo algunas condiciones de funcionamiento dichas variaciones de señal reducidas pueden resultar no evaluables, debido a la dinámica insuficiente del sensor de partículas y debido a las fluctuaciones del valor de medición. Además, una corrección de las sensibilidades cruzadas en la variación de señal medida, por ejemplo, en el momento de la comparación con la variación de señal pronosticada, resulta importante para la consideración de las sensibilidades cruzadas instantáneas. Las variaciones de señal medida y pronosticada, se pueden evaluar de acuerdo con los métodos conocidos, el método de gradiente y el método de activación. En el caso del método de gradiente, la variación de señal corresponde a la velocidad de aumento dl/dt del flujo del sensor. En el caso del método de activación, se controla si la señal del sensor excede un umbral predeterminado, y el momento del exceso del umbral se define como un momento de activación del sensor de partículas.

Los parámetros esenciales que influyen en el comportamiento de medición de los sensores de partículas actuales se pueden compensar mediante el hecho de que para la corrección de la variación de señal medida y/o de la variación de señal pronosticada del sensor de partículas, se consideran las variables que influyen en las sensibilidades cruzadas del sensor de partículas, como la temperatura del gas de escape y/o la temperatura del sensor de partículas y/o el caudal de gas de escape y/o la influencia de los componentes gaseosos del gas de escape como óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y/o vapor de agua. En lugar del caudal del gas de escape, también se puede utilizar la velocidad del gas de escape. Sin embargo, de acuerdo con el concepto del respectivo sensor utilizado, también se pueden integrar otras variables de influencia.

Para la evaluación de las señales del sensor medidas y pronosticadas, se puede prever que ante un exceso de un umbral de flujo predeterminado o un descenso de un umbral de resistencia predeterminado, se comparen la variación de señal medida y/o la variación de señal pronosticada con un umbral de activación predeterminado, y que cuando se alcance el umbral de activación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para el diagnóstico de abordo (OBD) de un filtro de partículas en el sistema de gas de escape de un motor de combustión interna mediante, al menos, un sensor de partículas (1) resistivo dispuesto en el sistema de gas de escape aguas abajo en relación con el filtro de partículas,

- en base a un flujo másico de partículas (22) pronosticado, proporcionado por un modelo de motor (60) , y

- en base a un modelo de filtro límite (61) en el cual se configura la fracción del flujo másico de partículas pronosticado (22) que se retiene en un filtro de partículas de valores límites, y la fracción que penetra dicho filtro y que sale de dicho filtro como un valor límite (23) del flujo másico de partículas pronosticado, y

- en base a un modelo de acumulación (62) para la configuración del comportamiento de acumulación de las partículas presentes en el gas de escape en el sensor de partículas (1) , al cual se suministra un caudal de gas de escape (31) , una temperatura de gas de escape (32) , y una temperatura del sensor de partículas (1) , así como

- en base a un modelo de conductividad (63) se detecta una variación de señal pronosticada (20) que debido a la utilización del modelo de filtro límite (61) representa la variación de señal esperada para un filtro de partículas de valores límite,

- porque en un etapa comparativa (50) se compara la variación de señal pronosticada (20) con una variación de señal medida (11) del sensor de partículas (1) , y

- porque se deduce un filtro de partículas defectuoso cuando la variación de señal medida (11) es mayor que la variación de señal pronosticada (20) , en donde

- la variación de señal medida (11) del sensor de partículas (1) y/o la variación de señal pronosticada (20) del sensor de partículas (1) se corrige considerando las variables de influencia (30) que influyen en las sensibilidades cruzadas del sensor de partículas (1) .

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque como variables de influencia (30) se consideran la temperatura del gas de escape (32) y/o la temperatura (33) del sensor de partículas (1) y/o el caudal de gas de escape (31) y/o la influencia de los componentes gaseosos del gas de escape como óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y/o vapor de agua.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la influencia de la temperatura actual (33) del sensor de partículas (1) en la conductividad del sensor de partículas (1) se considera en el modelo de conductividad

(63) y además se considera en una primera etapa de corrección de la temperatura (52) para la determinación de la variación de señal (20) pronosticada.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la influencia de la temperatura actual (33) del sensor de partículas (1) se considera en una segunda corrección de la temperatura (53) para la determinación de la variación de señal medida (11) .

5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el método se realiza en puntos de funcionamiento del motor de combustión interna, en los cuales se puede medir o pronosticar la masa de las partículas o el flujo másico de las partículas con una precisión elevada.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en relación con una masa de partículas acumulada en el sensor de partículas (1) y/o la temperatura de gas de escape (32) y/o la temperatura (33) del sensor de partículas (1) y/o el caudal de gas de escape (31) y/o el flujo másico de partículas (22) pronosticado y/o un flujo másico de partículas medido, se determina un factor de ponderación mediante el cual se corrigen el flujo másico de partículas (24) acumulado pronosticado o la variación de señal (26) diferencial pronosticada.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se deduce un filtro de partículas defectuoso cuando en una pluralidad de ciclos de medición que se suceden entre sí, la variación de señal medida (11) del sensor de partículas (1) es mayor que la variación de señal pronosticada (20) .

8. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se proporciona una adaptación de un diagrama característico de emisión del modelo del motor (60) para la determinación de la masa de partículas pronosticada o del flujo másico de partículas (22) pronosticado, en donde la variación de señal pronosticada (20) del sensor de partículas (1) se compara con la variación de señal medida (11) , y en donde ante una divergencia entre la variación de señal pronosticada (20) y la variación de señal medida (11) se realiza una corrección del diagrama característico de emisión del modelo del motor (60) .

 

Patentes similares o relacionadas:

Imagen de 'Aparato de control del gas de escape para un motor de combustión…'Aparato de control del gas de escape para un motor de combustión interna, del 29 de Julio de 2020, de TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA: Un aparato de purificación del gas de escape para un motor de combustión interna, comprendiendo el aparato de purificación del gas de escape: un catalizador de reducción […]

Elemento de calentador como sensor para control de temperatura en sistemas transitorios, del 27 de Mayo de 2020, de WATLOW ELECTRIC MANUFACTURING COMPANY: Procedimiento de predicción de la temperatura de un elemento de calentamiento resistivo en un sistema de calentamiento, comprendiendo el procedimiento obtener […]

Sistema para la zonificación axial de la potencia de calefacción, del 6 de Mayo de 2020, de WATLOW ELECTRIC MANUFACTURING COMPANY: Sistema de calefactor para un sistema de escape , comprendiendo el sistema de calefactor un calefactor dispuesto en un conducto de escape del sistema […]

Aparato de control de gas de escape para motor de combustión interna y método de control para aparato de control de gas de escape, del 23 de Octubre de 2019, de TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA: Un aparato de control de gas de escape para un motor de combustión interna que comprende: un catalizador de reducción de NOx dispuesto en un conducto […]

Motor de combustión interna y método para controlar un motor de combustión interna, del 18 de Septiembre de 2019, de TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA: Motor de combustión interna que comprende: un catalizador de limpieza de gases de escape que se proporciona en un conducto […]

Procedimiento para el funcionamiento de un sensor de partículas dispuesto aguas abajo después de un filtro de partículas y dispositivo para la ejecución del procedimiento, del 4 de Septiembre de 2019, de ROBERT BOSCH GMBH: Procedimiento para el funcionamiento de un sensor de partículas dispuesto aguas abajo después de un filtro de partículas en un […]

Procedimiento para hacer funcionar un sistema de tratamiento posterior de gas residual con un catalizador SCR, del 7 de Agosto de 2019, de MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH: Procedimiento para hacer funcionar un sistema con un motor de combustión interna y un sistema de tratamiento posterior de gas residual con un catalizador SCR , […]

Procedimiento para la determinación basada en el modelo de la distribución de temperatura de una unidad de postratamiento de gases de escape, del 22 de Mayo de 2019, de MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH: Procedimiento para la determinación basada en el modelo de la distribución de temperatura de una unidad de postratamiento para gases de escape, en particular […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .