Aparato de control de catalizador de motor de combustión interna.

Aparato de control de catalizador de un motor (2) de combustión interna,

en el que el aparato estima una temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario de un catalizador (38) de purificación de escape basándose en una condición de funcionamiento de la combustión interna con la suposición de que no está realizándose una adición de combustible, y en el que el aparato compara la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario y una temperatura de lecho objetivo y, basándose en una comparación entre la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario y la temperatura de lecho objetivo, hace que una válvula (68) de adición de combustible ubicada en una sección aguas arriba del catalizador (38) de purificación de escape añada combustible al gas de escape, oxidando de este modo el combustible en el catalizador (38) de purificación de escape para aumentar la temperatura de lecho de catalizador hasta la temperatura de lecho objetivo, comprendiendo el aparato:

medios de estimación, en los que, con la suposición de que no está realizándose una adición de combustible desde la válvula de adición de combustible, los medios de estimación estiman una temperatura de lecho de catalizador dinámica del catalizador de purificación de escape basándose en un historial de la condición de funcionamiento del motor de combustión interna y una capacidad térmica de un sistema de escape; y medios de limitación que limitan la adición de combustible;

caracterizado porque

los medios de limitación limitan la adición de combustible cuando la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario es menor que la temperatura de lecho de catalizador dinámica estimada por los medios de estimación, y la diferencia entre la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario y la temperatura de lecho de catalizador dinámica es superior a una diferencia de temperatura de referencia.

Aparato de control de catalizador de motor de combustión interna La presente invención se refiere a un aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna que añade combustible a gas de escape desde una válvula de adición de combustible prevista en un sistema de escape del motor de combustión interna, oxidando de ese modo el combustible en un catalizador de purificación de escape ubicado en una sección aguas abajo de modo que se aumente la temperatura de lecho de catalizador.

Se conoce en la técnica un aparato de purificación de escape que tiene un catalizador de purificación de escape tal como un catalizador de oclusión-reducción de NOx en un sistema de escape de un motor de combustión interna para purificar NOx en el gas de escape.

Un catalizador de purificación de escape de este tipo se envenena con componente de azufre contenido en el combustible, lo que degrada la capacidad de oclusión y la capacidad de reducción de NOx. Para restaurar la capacidad del catalizador desde el estado envenenado con azufre, es necesario que el azufre se emita desde el catalizador aumentando la temperatura de lecho de catalizador y haciendo que la relación aire-combustible esté en un nivel que es ligeramente inferior a la relación aire-combustible estequiométrica.

Además, se conoce en la técnica un aparato que tiene un catalizador de purificación de escape de tipo filtro para atrapar materia particulada en el gas de escape. En un aparato de este tipo, después de que se deposita una determinada cantidad de materia particulada, es necesario que la materia particulada se oxide y se elimine aumentando la temperatura de lecho de catalizador a una relación aire-combustible que es mayor que la relación aire-combustible estequiométrica.

Para aumentar una temperatura de lecho de catalizador, es necesario ejecutar un control en el que se añade combustible al gas de escape para oxidar el combustible en una parte de catalizador de purificación de escape, produciendo de ese modo calor para aumentar la temperatura de lecho de catalizador.

Cuando se aumenta una temperatura de lecho de catalizador de esta manera, la temperatura de lecho de catalizador debe controlarse con precisión. Si no, la temperatura de lecho de catalizador puede ser demasiado baja. En tal caso, no puede emitirse azufre y no puede oxidarse la materia particulada. Por el contrario, si la temperatura de lecho de catalizador es demasiado alta, el catalizador puede degradarse.

De manera convencional, se ha propuesto una técnica para controlar con precisión una temperatura de lecho de catalizador durante un procedimiento para eliminar un envenenamiento con azufre en la que se detecta una temperatura de escape mediante un sensor de temperatura previsto en una sección aguas arriba de un catalizador de purificación de escape, se estima con precisión la temperatura de lecho de catalizador del catalizador de purificación de escape ubicado aguas abajo basándose en la temperatura de escape detectada, y se ajusta el combustible añadido, en consecuencia. Por ejemplo, remítase a la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público nº 2002-122019.

Sin embargo, en la técnica anterior descrita previamente, aunque se hace referencia a la temperatura del gas de escape descargado por un motor de combustión interna, es decir, la temperatura del gas de escape que fluye en un catalizador de purificación de escape, no se considera la capacidad térmica del sistema de escape. Por tanto, cuando la temperatura del gas de escape descargado a partir de una combustión interna se cambia durante una transición de la condición de funcionamiento del motor de combustión interna, particularmente, cuando se reduce la temperatura de escape, se aumenta la cantidad de adición de combustible para mantener la temperatura de lecho de catalizador en una temperatura de lecho de catalizador objetivo.

Sin embargo, puesto que el sistema de escape que incluye el catalizador de purificación de escape tiene una capacidad térmica, una disminución de la temperatura del gas de escape descargado desde el motor de combustión interna no reduce necesariamente la temperatura de lecho de catalizador inmediatamente. Por tanto, cuando se reduce la temperatura de escape, puede suministrarse una cantidad aumentada de combustible al catalizador de purificación de escape cuya temperatura es todavía alta. Esto aumenta excesivamente la temperatura de lecho de catalizador más allá de la temperatura de lecho de catalizador objetivo. Como resultado, el catalizador se degradará.

El documento JP 2002122019A da a conocer un aparato de control de calentamiento de catalizador también basándose en la capacidad térmica del catalizador.

Un objetivo de la presente invención es controlar la adición de combustible de manera que un catalizador de purificación de escape no se caliente excesivamente aunque la condición de funcionamiento de un motor de combustión interna esté en transición según la reivindicación 1.

Ahora se comentarán medios para lograr los objetivos y ventajas anteriores de la presente invención.

Un aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna según la presente invención es un aparato que estima una temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario de un catalizador de purificación de escape basándose en una condición de funcionamiento de la combustión interna con la suposición de que no está realizándose una adición de combustible. Basándose en una comparación entre la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario y una temperatura de lecho objetivo, el aparato hace que una válvula de adición de combustible ubicada en una sección aguas arriba del catalizador de purificación de escape añada combustible al gas de escape, oxidando de ese modo el combustible en el catalizador de purificación de escape para aumentar la temperatura de lecho de catalizador hasta la temperatura de lecho objetivo. El aparato se caracteriza por medios de estimación y medios de limitación. Con la suposición de que no está realizándose una adición de combustible desde la válvula de adición de combustible, los medios de estimación estiman una temperatura de lecho de catalizador dinámica del catalizador de purificación de escape basándose en un historial de la condición de funcionamiento del motor de combustión interna y una capacidad térmica de un sistema de escape. Los medios de limitación limitan la adición de combustible cuando la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario es menor que la temperatura de lecho de catalizador dinámica estimada por los medios de estimación, y la diferencia entre la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario y la temperatura de lecho de catalizador dinámica es superior a una diferencia de temperatura de referencia.

Aunque la condición de funcionamiento del motor de combustión interna esté en transición, los medios de estimación obtienen la temperatura de lecho de catalizador dinámica, que corresponde a una temperatura de lecho de catalizador real en un estado en el que no está realizándose ninguna adición de combustible desde la válvula de adición de combustible. Cuando la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario, que determina la cantidad de adición de combustible desde la válvula de adición de combustible, es menor que la temperatura de lecho de catalizador dinámica en una cantidad superior a una diferencia de temperatura de referencia, el uso de la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario hace que la adición de combustible sea excesiva. Esto da como resultado una oxidación excesiva en el catalizador de purificación de escape. Por consiguiente, la temperatura de lecho de catalizador puede calentarse excesivamente. Por tanto, en este caso, los medios de limitación limitan la adición de combustible, de modo que el catalizador de purificación de escape no se caliente excesivamente aunque la condición de funcionamiento del motor de combustión interna esté en transición.

Un aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna que no es parte de la presente invención es un aparato que estima una temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario de un catalizador de purificación de escape basándose en una condición de funcionamiento de la combustión interna con la suposición de que no está realizándose una adición de combustible. Basándose en una comparación entre la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario y una temperatura de lecho objetivo,... [Seguir leyendo]

1. Aparato de control de catalizador de un motor (2) de combustión interna, en el que el aparato estima una temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario de un catalizador (38) de purificación de escape basándose en una condición de funcionamiento de la combustión interna con la suposición de que no está realizándose una adición de combustible, y en el que el aparato compara la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario y una temperatura de lecho objetivo y, basándose en una comparación entre la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario y la temperatura de lecho objetivo, hace que una válvula (68) de adición de combustible ubicada en una sección aguas arriba del catalizador (38) de purificación de escape añada combustible al gas de escape, oxidando de este modo el combustible en el catalizador (38) de purificación de escape para aumentar la temperatura de lecho de catalizador hasta la temperatura de lecho objetivo, comprendiendo el aparato:

medios de estimación, en los que, con la suposición de que no está realizándose una adición de combustible desde la válvula de adición de combustible, los medios de estimación estiman una temperatura de lecho de catalizador dinámica del catalizador de purificación de escape basándose en un historial de la condición de funcionamiento del motor de combustión interna y una capacidad térmica de un sistema de escape; y medios de limitación que limitan la adición de combustible; caracterizado porque los medios de limitación limitan la adición de combustible cuando la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario es menor que la temperatura de lecho de catalizador dinámica estimada por los medios de estimación, y la diferencia entre la temperatura de lecho de catalizador en estado estacionario y la temperatura de lecho de catalizador dinámica es superior a una diferencia de temperatura de referencia.

2. Aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna según la reivindicación 1, caracterizado por medios de medición para medir una temperatura de escape,

en el que los medios de limitación eliminan el límite para la adición de combustible cuando la temperatura de escape medida por los medios de medición disminuye hasta una temperatura de referencia de eliminación de límite.

3. Aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de limitación eliminan el límite para la adición de combustible cuando la temperatura de lecho de catalizador dinámica del catalizador de purificación de escape, temperatura que se estima basándose en un historial de la condición de funcionamiento del motor de combustión interna y la capacidad térmica del sistema de escape con la suposición de que no está realizándose una adición de combustible desde la válvula de adición de combustible, disminuye hasta una temperatura de referencia de eliminación de límite.

4. Aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de limitación eliminan el límite para la adición de combustible cuando el límite para la adición de combustible ha continuado durante un periodo de limitación de referencia predeterminado.

5. Aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los medios de limitación limitan la adición de combustible prohibiendo la adición de combustible desde la válvula de adición de combustible.

6. Aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los medios de limitación limitan la adición de combustible disminuyendo la cantidad de adición de combustible desde la válvula de adición de combustible.

7. Aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el catalizador de purificación de escape es un catalizador de oclusiónreducción de NOx, en el que el aumento de temperatura hasta la temperatura de lecho objetivo es un proceso realizado cuando se emite azufre desde el catalizador de oclusión-reducción de NOx envenenado con azufre.

8. Aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el catalizador de purificación de escape incluye un filtro para filtrar materia particulada en el gas de escape y una capa de un catalizador de oclusión-reducción de NOx formada en el filtro, en el que el aumento de temperatura hasta la temperatura de lecho objetivo es un proceso realizado cuando la materia particulada se elimina del filtro a través de oxidación.

9. Aparato de control de catalizador de un motor de combustión interna según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el motor de combustión interna es un motor diésel.