SISTEMA DE CONTROL DE LAS EMISIONES DE VAPORES DE COMBUSTIBLES.

Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles para un motor de combustión interna,

que comprende:

un bote (20) que adsorbe vapor de combustible generado en un depósito de combustible (10);

medios (32) para producir gas de salida del bote para hacer que un gas de salida del bote fluya fuera del bote (20);

medios (34, 44) de condensación del vapor para condensar el gas que sale del bote para proporcionar un gas procesado que contenga una concentración de vapor de combustible más alta que la del gas que sale del bote; y

un paso (42) de gas procesado situado entre dichos medios de condensación del vapor (34, 44) y dicho depósito de combustible (10), a través del cual se alimenta el gas procesado al depósito de combustible (10); caracterizado por:

medios (41, 43, 61, 62) de restricción de la recogida de combustible, que restringen el flujo del gas procesado en dicho paso (42) de gas procesado al depósito de combustible cuando la concentración de combustible en el gas procesado sea inferior, o se espera que sea inferior, a un nivel predeterminado

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E03007154.

Solicitante: TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1, TOYOTA-CHO, TOYOTA-SHI,AICHI-KEN 471-8571.

Inventor/es: KOJIMA, SUSUMU, AIKAWA,HIDEFUMI.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 28 de Marzo de 2003.

Fecha Concesión Europea: 3 de Marzo de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F02M25/08L

Clasificación PCT:

  • F02M25/08 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02M ALIMENTACION EN GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION CON MEZCLAS COMBUSTIBLES O CONSTITUYENTES DE LAS MISMAS (introducción de la carga de alimentación en tales motores F02B). › F02M 25/00 Aparatos específicos conjugados con los motores para añadir sustancias no combustibles o pequeñas cantidades de combustible secundario, al aire comburente, al combustible principal o a la mezcla aire-combustible (F02M 43/00 tiene prioridad; adición de aire secundario a la mezcla de aire y combustible F02M 23/00). › añadiendo vapores combustibles aspirados de los depósitos de combustible del motor.

Clasificación antigua:

  • F02M25/08 F02M 25/00 […] › añadiendo vapores combustibles aspirados de los depósitos de combustible del motor.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

Sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles.

Antecedentes del invento1. Campo del invento

Este invento se refiere a un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles, y en particular a un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles para procesar vapor de combustible generado en un depósito de combustible de un motor de combustión interna, sin liberar el vapor de combustible a la atmósfera.

2. Descripción de la técnica relacionada

Convencionalmente, se conoce un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles que incluye un bote para adsorber vapor de combustible generado en un depósito de combustible, como se ha descrito en, por ejemplo, el documento JP 10-274106. El sistema que se describe en esa publicación incluye un mecanismo para purgar el vapor de combustible adsorbido en un bote, utilizando para ello flujo de aire, y una película de separación para separar o aislar el vapor de combustible del gas de purga. El sistema incluye además una unidad de condensación para condensar el vapor de combustible aislado por la película de separación, y un camino de retorno a través del cual el combustible condensado retorna al depósito de combustible. El sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles así construido es capaz de procesar el vapor de combustible generado en el depósito de combustible, dentro de un sistema cerrado que incluye el bote. Por consiguiente, el sistema conocido es capaz de prevenir efectivamente la liberación de vapor de combustible a la atmósfera, sin que para ello se requiera un control complicado, tal como el de la corrección de la cantidad de inyección de combustible del motor.

El sistema conocido antes descrito, sin embargo, no es capaz de condensar suficientemente el vapor de combustible únicamente por medio de la película de separación. Por lo tanto, el sistema conocido incluye la unidad de condensación para condensar más y licuar el gas del vapor de combustible producido como resultado de la condensación por la película de separación. Si con solo el uso de la película de separación se puede proporcionar una capacidad de condensación suficientemente alta, por otra parte, el sistema puede ser construido de tal modo que el gas del vapor de combustible producido a través de la condensación por la película de separación sea hecho fluir al depósito de combustible tal como está. Con esta disposición, que no requiere unidad alguna de condensación, se puede simplificar el sistema y se puede reducir el coste de fabricación del sistema.

Mientras tanto, cuando no se ha purgado vapor alguno de combustible desde el bote, es decir, cuando no fluya gas de purga a través del sistema, se puede acumular gas que no contenga vapor de combustible sino simplemente consistente en aire, en el lado de aguas arriba de la película de separación. Por lo tanto, incluso aunque la película de separación presente una excelente capacidad de condensación, puede producirse en el lado de aguas abajo de la película de separación, inmediatamente después de que empiece a fluir el gas de purga a través del sistema, gas cuya concentración de combustible no haya sido suficientemente aumentada.

Si el gas procesado que tiene tal baja concentración de combustible fluye directamente al depósito de combustible, el aire contenido en el gas puede no ser disuelto suficientemente en el combustible. Por consiguiente, la presencia de gas no disuelto puede originar problemas, tales como el de tapón de de vapor en una bomba de alimentación de combustible, o la introducción de burbujas en el combustible a ser inyectado en el motor.

Es también de hacer notar que en el sistema conocido, como se ha descrito en lo que antecede, la película de separación ha de ser mantenida en una condición apropiada para así procesar el vapor de combustible que contiene el gas. Por consiguiente, es deseable detectar inmediatamente una anormalidad en la película de separación, para así asegurar las funciones pretendidas del sistema.

En el documento EP112405312 se describe un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles tal como se ha especificado en el preámbulo de la reivindicación 1.

Sumario del invento

El objeto del invento es proporcionar un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles que tenga una función de condensar el vapor de combustible usando para ello una película (o películas) de separación, y que sea también capaz de prevenir que una gran cantidad de aire fluya a un depósito de combustible inmediatamente después de iniciarse el flujo de gas de purga.

Para conseguir el indicado objeto, se proporciona, de acuerdo con la reivindicación 1, un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles, el cual comprende (a) un bote que adsorbe vapor de combustible generado en un depósito de combustible, (b) medios para producir gas que sale del bote para hacer que el gas que sale del bote fluya fuera del bote, (c) medios de condensación de vapor para condensar el gas que sale del bote para proporcionar un gas procesado que contiene una más alta concentración de vapor de combustible que la del gas que sale del bote, (d) un paso para gas procesado, a través del cual el gas procesado es alimentado al depósito de combustible, y (e) medios de restricción de la recogida de combustible para restringir el flujo del gas procesado al depósito de combustible cuando la concentración del vapor de combustible en el gas procesado sea más baja, o se espere que sea más baja, que, un nivel predeterminado.

En el sistema de control construido como se ha descrito en lo que antecede, cuando la concentración de combustible en el gas procesado sea más baja que el nivel predeterminado, o se espere que sea más baja que el nivel predeterminado, se restringe el flujo del gas procesado al depósito de combustible. Es así posible evitar problemas que se producirían si el gas procesado que tuviese una baja concentración de vapor de combustible se recogiese en el depósito de combustible.

Las realizaciones preferidas del sistema de control construido como se describe aquí en lo que sigue constituyen la materia sujeto de las reivindicaciones subordinadas.

Breve descripción de los dibujos

Los anteriores y/o otros objetos, características y ventajas del invento se harán más evidentes a la vista de la descripción que sigue de realizaciones que sirven de ejemplos, hechas con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales se han usado los mismos números para representar unos mismos elementos, y en los que:

La Fig. 1 es una vista en la que se ha ilustrado esquemáticamente la construcción de un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una primera realización del invento;

La Fig. 2 es una vista útil para explicar el principio del trabajo de una película de separación proporcionada en el sistema de la primera realización;

La Fig. 3 es un organigrama de una rutina de control ejecutada por el sistema de la primera realización;

La Fig. 4 es un organigrama de una primera rutina de control ejecutada por un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una segunda realización del invento;

La Fig. 5 es un organigrama de una segunda rutina de control ejecutada por el sistema de la segunda realización;

La Fig. 6 es una vista en la que se ha ilustrado esquemáticamente la construcción de un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una tercera realización del invento:

La Fig. 7 es una vista en la que se ha ilustrado esquemáticamente la construcción de un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una cuarta realización del invento;

La Fig. 8 es un organigrama de una rutina de control ejecutada por un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una quinta realización del invento;

La Fig. 9 es una vista en la que se ha ilustrado esquemáticamente la construcción de un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una sexta realización del invento:

La Fig. 10 es un organigrama de una rutina de control ejecutada para estimar la concentración de combustible en el gas que llega al bote en el sistema de la sexta realización; y

La Fig. 11 es un organigrama de una rutina de control ejecutada para juzgar las condiciones de las películas de separación en el sistema de la...

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles para un motor de combustión interna, que comprende:

un bote (20) que adsorbe vapor de combustible generado en un depósito de combustible (10);

medios (32) para producir gas de salida del bote para hacer que un gas de salida del bote fluya fuera del bote (20);

medios (34, 44) de condensación del vapor para condensar el gas que sale del bote para proporcionar un gas procesado que contenga una concentración de vapor de combustible más alta que la del gas que sale del bote; y

un paso (42) de gas procesado situado entre dichos medios de condensación del vapor (34, 44) y dicho depósito de combustible (10), a través del cual se alimenta el gas procesado al depósito de combustible (10); caracterizado por:

medios (41, 43, 61, 62) de restricción de la recogida de combustible, que restringen el flujo del gas procesado en dicho paso (42) de gas procesado al depósito de combustible cuando la concentración de combustible en el gas procesado sea inferior, o se espera que sea inferior, a un nivel predeterminado.

2. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de restricción de la recogida de combustible comprenden medos (41, 43) de circulación del gas procesado para guiar el gas procesado a un lado de aguas arriba de los medios (34, 44) de condensación del vapor, cuando la concentración del vapor de combustible en el gas procesado sea inferior, o se espera que sea inferior, al nivel predeterminado.

3. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de restricción de la recogida de combustible comprenden:

medios (61) para detectar el valor característico de la concentración, para detectar un valor característico indicativo de la concentración de vapor de combustible en el gas procesado; y

primeros medios de restricción (62, 82, 84) para restringir el flujo del gas procesado al depósito de combustible cuando se determine, en base al valor característico, que la concentración de vapor de combustible en el gas procesado es más baja que el nivel predeterminado.

4. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque los medios de restricción de la recogida de combustible comprenden segundos medios de restricción (62) para restringir el flujo del gas procesado al depósito de combustible durante un período de tiempo predeterminado, medido desde un instante en el tiempo en el que el gas de salida del bote empieza a fluir fuera del bote.

5. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque los medios de restricción de la recogida de combustible comprenden además:

medios (62, 90) de recuento del período de baja concentración, para contar un período de baja concentración en el cual la concentración de vapor de combustible en el gas procesado es inferior al nivel predeterminado, en base al valor característico; y

primeros medios (62, 92, 96) de detención de la purga para detener los medios (32) de producción de gas de salida del bote para así detener el flujo del gas que sale del bote desde el bote cuando el período de baja concentración alcance a ser un período predeterminado para juzgar si se ha de parar.

6. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 3 o la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además:

medios (62, 94) para detectar la tendencia al cambio de la concentración, para detectar una tendencia a un cambio en la concentración de vapor de combustible en el gas procesado cuando se determine, en base al valor característico, que la concentración de vapor de combustible en el gas procesado es inferior al valor predeterminado; y

segundos medios (62, 96) para detener la purga, para detener los medios (32) de producción de gas que sale del bote para así detener el flujo del gas que sale del bote, desde el bote, cuando la concentración de vapor de combustible en el gas procesado muestre una tendencia a disminuir o una tendencia a mantenerse en sustancialmente el mismo nivel.

7. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 5 o la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además:

medios de recuento del tiempo transcurrido (62, 98) para contar el período de tiempo que transcurre después de la parada de los medios (32) de producción del gas que sale del bote; y

primeros medios (62, 100, 80) para reiniciar la purga, para reiniciar a los medios (32) de producción de gas que sale del bote cuando el tiempo transcurrido después de la parada llegue a cumplir un período predeterminado para juicio de reiniciación.

8. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además:

medios (62, 110, 112, 114) para estimar la generación de vapor de combustible, para estimar un estado de generación de vapor de combustible en el depósito de combustible (10); y

unos medios (62, 116) para establecer el período para juzgar sobre la reiniciación, para establecer el período para juzgar sobre si se ha de reiniciar, en base al estado de la generación del vapor de combustible.

9. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios para estimar la generación de vapor de combustible comprenden al menos uno de los medios (62, 110) de detección de la temperatura de la atmósfera para detectar una temperatura de una atmósfera, y medios (62, 112) para detectar el estado del motor para detectar un estado operativo del motor de combustión interna.

10. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 5 ó la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además:

medios (62) para detectar la realimentación de combustible, para detectar la realimentación de combustible del depósito de combustible (10);

segundos medios (62, 102, 80) para reiniciar la purga, para reiniciar los medios (32) de producción del gas que sale del bote cuando se detecte realimentación de combustible durante la parada de los medios para producir gas que sale del bote.

11. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizado porque comprende además:

una válvula (122) de control del vacío de la admisión, que tiene un estado abierto, en el cual hay un sistema que incluye el bote (20), el depósito de combustible (10) y los medios (34, 44) de condensación del vapor con un paso de admisión del motor de combustión interna, y un estado cerrado en el cual el sistema está cerrado con respecto al paso de admisión;

medios de introducción de vacío (62) para introducir un vacío de admisión en el sistema a través de la válvula de control del vacío de admisión;

medios (124) de detección de la presión para detectar una presión dentro del sistema; y

primeros medios (62) de detección de fugas para detectar una fuga en el sistema, en base a un cambio en la presión dentro del sistema que sigue a la introducción del vacío de admisión en el sistema.

12. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado porque los medios para producir gas de salida del bote comprenden una bomba de purga (32) que recibe un gas de uno seleccionado de entre el bote (20) y una atmósfera, y entrega el gas, comprendiendo además el sistema de control:

medios de puesta bajo presión al sistema (62) para aumentar la presión dentro de un sistema que incluye el bote (20), el depósito de combustible (10) y los medios (34, 44) de condensación del vapor, haciendo para ello que la bomba de purga entregue el gas aspirado de la atmósfera;

medios (136) de detección de la presión para detectar la presión dentro del sistema; y

segundos medios de detección de fugas para detectar una fuga en el sistema, en base a un cambio en la presión dentro del sistema que siga a la puesta bajo presión del sistema.

13. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, caracterizado porque los medios de condensación del vapor comprenden una película de separación (38, 48) que separa el gas que sale del bote que fluye fuera del bote (20), en un gas procesado de alta concentración que contiene una alta concentración de vapor de combustible, y un gas procesado de baja concentración que contiene una baja concentración de vapor de combustible, comprendiendo además el sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles:

primeros medios de suministro de gas (150, 152) para suministrar uno de entre el gas procesado de alta concentración y el gas procesado de baja concentración, a un sistema de admisión del motor de combustión interna;

medios (154) de detección del valor característico de la relación de aire/combustible para detectar, como un valor característico de la relación de aire/combustible, al menos una de entre una concentración de combustible en un gas de admisión que fluye a través de un paso de admisión del motor, una relación de aire/combustible de una mezcla de aire/combustible suministrada al motor para combustión, y un factor de corrección con el cual se corrige una cantidad de inyección de combustible para mantener la relación de aire/combustible en un valor deseado;

primeros medios (154, 202, 204, 206, 208) de estimación de la concentración, para estimar una concentración de combustible en dicho uno de entre el gas procesado de alta concentración y el gas procesado de baja concentración como una primera concentración, en base al valor característico de la relación de aire/combustible detectado durante el suministro de dicho un gas al sistema de admisión; y

medios (154, 214, 216, 218) para determinar la condición de la película de separación, para determinar una condición de la película de separación en base al valor estimado de la concentración de combustible como la primera concentración.

14. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque comprende además segundos medios (61) para adquirir la concentración, para adquirir una concentración de combustible en el otro del gas procesado de alta concentración y el gas procesado de baja concentración, como una segunda concentración, en que

los medios para determinar la condición de la película de separación determinan la condición de la película de separación en base a la primera concentración y a la segunda concentración.

15. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque los segundos medios para adquirir la concentración incluyen un segundo detector de la concentración que detecta la concentración de combustible en el otro gas.

16. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque los segundos medios para adquirir la concentración comprenden:

segundos medios de suministro de gas para suministrar el otro gas al sistema de admisión bajo la condición de que dicho un gas no sea suministrado al sistema de admisión; y

segundos medios de estimación de la concentración para estimar la concentración de combustible en el otro gas como la segunda concentración, en base al valor característico de la relación de aire/combustible detectado durante el suministro del otro gas al sistema de admisión.

17. Un sistema de control de las emisiones de vapores de combustibles de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13-15, caracterizado porque comprende además:

un paso (54) de gas que llega al bote, a través del cual se hace retornar el gas procesado de baja concentración al bote (20) como un gas para purgar el vapor de combustible almacenado en el bote; y

medios de suministro de aire para hacer que fluya aire al interior del bote (20) en una cantidad correspondiente a una diferencia de cantidad entre el gas que sale del bote y el gas que llega al bote, en que

dicho uno de entre el gas procesado de baja concentración y el gas procesado de alta concentración es el gas procesado de baja concentración.


 

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