Procedimiento y dispositivo para el control de un inyector.

Procedimiento para la monitorización de un sistema de purificación de gases de escape para un motor de combustión interna (1),

que comprende:

- Un sistema de gases de escape (2) que comprende una unidad (3) de purificación de gases de escape - Un sistema de Inyección de Sustancia Post-Tratamiento (ATSIS) que incluye

a) Un Inyector Post-Tratamiento (ATI) (6) para la inyección de una sustancia hacia dentro del sistema de gases de escape, cuyo (ATI) (6) está situado en el sistema (2) de gases de escape, más arriba de dicha unidad (3) de purificación de los gases de escape.

b) Un conducto (7) para suministrar la sustancia desde un depósito (5, 12) al ATI (6)

c) Un regulador de flujo (9) para controlar el flujo en el conducto (7) de la sustancia, desde el contenedor al ATI (6)

d) Un sensor de presión (8) situado más abajo de dicho regulador de flujo (9)

e) Una Unidad de Control Electrónico (ECU) (10) para controlar el regulador de flujo (9) y el ATI (6)

- un Sistema de Diagnóstico a Bordo (OBD) (11), que está conectado a la ECU (10) y a un sensor de presión (8) conectado directamente al OBD (11), o con el intermedio de la ECU (11), estando dotado dicho OBD (11) de datos comparativos para la funcionalidad del Sistema de Inyección de Sustancia Post-Tratamiento (ATSIS) a efectos de detectar un funcionamiento anormal del ATISIS - dicha ECU (10) está programado para realizar una secuencia predeterminada de instrucciones de apertura y cierre para el regulador de flujo (9) y el ATI (6) a efectos de monitorizar la funcionalidad del regulador de flujo de gas (9), el ATI (6) y el sensor de presión (8), en los que los valores de salida del sensor de presión son comparados con dichos datos comparativos a efectos de determinar cuál de dichos reguladores de flujo, ATI, o sensor de presión no funciona satisfactoriamente, caracterizado porque la ECU (10) está programada para llevar a cabo las siguientes etapas secuenciales:

I. Ajustar el regulador de flujo (6) en posición abierta y ajustar el ATI en posición cerrada.

II. Cerrar el regulador de flujo (9) y mantener el ATI (6) cerrado.

III. Mantener el regulador de flujo (9) cerrado y abrir el ATI (6) .

IV. Mantener el regulador de flujo (9) cerrado y cerrar el ATI (6) . V. Abrir el regulador de flujo (9) a posición abierta y mantener el ATI (6) cerrado.

Procedimiento y dispositivo para el control de un inyector.

SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere a un procedimiento y un sistema para controlar la funcionalidad de un inyector. En particular, el procedimiento y el sistema se refieren al control de un Inyector de Post-Tratamiento (ATI) para la inyección de un fluido en un sistema de gases de escape de un motor. El control es llevado a cabo utilizando un sensor de presión que detecta la presión del fluido suministrado al inyector para un estado específico o ciclo de inyección, de manera que la presión o fluctuaciones de la presión se pueden registrar y comparar con valores de referencia a efectos de indicar la situación del inyector. La invención es adecuada para ser utilizada como parte de un sistema On Board Diagnosis (OBD) ("Diagnóstico a Bordo") .

ANTECEDENTES TÉCNICOS

En los vehículos actuales, la característica de poder monitorizar, regular y controlar un sistema de purificación de gases de escape que comprende un filtro y/o un catalizador tiene un mayor interés a efectos de conseguir un sistema de tratamiento de gases de escape que funcione satisfactoriamente. Una sugerencia para mejorar el funcionamiento y el control de este sistema de tratamiento, en particular de los sistemas de tratamiento utilizados para vehículos pesados que funcionan con un motor de combustión interna de tipo diesel, consiste en incluir un inyector separado en el sistema de gases de escape, más abajo de la salida de gases de escape del motor y más arriba de, como mínimo, uno de los dispositivos de purificación, por ejemplo, un filtro, un dispositivo de retención de NOx o un catalizador, a efectos de inyectar un líquido para mejorar el rendimiento del sistema. El líquido inyectado puede ser, por ejemplo, urea, que se utiliza para mejorar la eficiencia de la reducción de NOx, o hidrocarburos, que pueden ser añadidos a los gases quemados y aumentan, por lo tanto, la temperatura de los mismos a efectos de regenerar el filtro.

En el caso de que el sistema de purificación de gases de escape comprenda este tipo de inyector que se ha descrito, habitualmente designado Inyector Post-Tratamiento (ATI) , el rendimiento del sistema depende, en gran medida, del funcionamiento del inyector. Si el líquido no es inyectado de manera apropiada en la corriente de gases de escape, se producirán consecuencias ambientales negativas debido a un mal funcionamiento del sistema de purificación.

Una forma conocida de indicar el funcionamiento del sistema puede consistir en medir los gases de escape que pasan por el dispositivo de purificación. En el caso de reducción de NOx, se puede calcular o medir el contenido de NOx después de la unidad de tratamiento, mediante un sensor lambda, que indica el nivel de NOx que sale del sistema. A partir de los niveles calculados o medidos de NOx, es posible llegar a la conclusión de la funcionalidad del sistema de purificación de gases de escape. En el caso de adición de hidrocarburos o algún tipo de combustible para elevar la temperatura, bien sea la temperatura o el contenido de combustible en los gases de escape que pasan por el sistema de purificación, se pueden medir o calcular a efectos de determinar si el sistema está funcionando satisfactoriamente o no. no obstante, estos sistemas tienen el inconveniente de no indicar de manera clara qué parte del sistema de purificación no está funcionando de manera suficiente, por ejemplo, puede tratarse del dispositivo de retención de NOx, del filtro y/o del catalizador que se encuentren deteriorados y no funcionen de manera suficientemente eficiente, o puede ser el ATI que funciona mal. Por lo tanto, no es posible indicar qué parte debe ser investigada o cambiada a efectos de hacer que el sistema funcione nuevamente de forma satisfactoria.

En el documento EP 1 176 292, se da a conocer un sistema para la monitorización de la funcionalidad de un ATI (Inyector Post-Tratamiento ) . Este sistema comprende un catalizador de purificación de los gases de escape dispuesto en un paso de escape de un motor de combustión interna, un mecanismo de suministro de agente reductor para suministrar un agente reductor a los gases de escape más arriba del catalizador y medios de detección de presión para detectar la presión en el mecanismo de suministro del agente reductor. El mecanismo de suministro de agente reductor comprende una tobera de inyección dispuesta en un paso de escape, un paso de suministro de agente reductor para conducir el agente reductor a la tobera de inyección, una válvula de control cuantitativo para controlar la cantidad de agente reductor inyectado en la tobera de inyección, y una válvula de cierre para cerrar el paso de suministro del agente reductor.

En base a la presión detectada por los medios de detección de presión, se detecta la anormalidad del mecanismo de suministro del agente reductor por medios de determinación de la anormalidad. Por este sistema puede ser posible, por ejemplo, detectar cuándo se escapa por fugas el agente reductor del agente de suministro del agente reductor o detectar si ha escapado agente reductor o a pasado a un espacio cerrado definido en el mecanismo de suministro de agente reductor, por ejemplo, cuando el paso de la unidad de cierre a la unidad de adición de agente reductor está cerrado. Además, si la unidad de adición de agente reductor está obstruida, se puede detectar por la unidad detectora de presión que la presión más abajo de la válvula de apertura/cierre del paso, se hace difícil de reducir después del periodo de apertura de la válvula. Si la unidad de adición de agente reductor falla en el cierre, la presión más abajo de la válvula de apertura/cierre del paso se hace más reducida. Además, cuando la válvula de apertura/cierre del paso muestra fallo en la apertura o cierre de la válvula, la válvula de apertura/cierre del paso se encuentra siempre cerrada/abierta y, por lo tanto, la presión más abajo de la válvula de apertura/cierre del paso pasa a ser constante durante el periodo de apertura de la válvula y antes y después del periodo de apertura de la válvula.

Por lo tanto, cuando se produce una anormalidad en la unidad de adición del agente reductor y/o la válvula de apertura/cierre del paso, la presión, en un lugar situado más abajo de la válvula de apertura/cierre del paso, durante, antes, o después del periodo de apertura de la válvula de dicha válvula de apertura/cierre del paso, indica un valor de acuerdo con la característica de anormalidad. Por lo tanto, los medios de determinación de la anormalidad pueden determinar una anormalidad de la unidad de adición del agente reductor y/o de la válvula de apertura/cierre del paso en base a la presión detectada por los medios de detección de presión durante, antes o después del periodo de apertura de la válvula de la válvula de apertura/cierre del paso.

No obstante, el sistema descrito en EP 1 176 292, no proporciona una solución en cuanto a la forma en que un sistema de inyección puede ser comprobado sistemáticamente para su funcionalidad y, proporcionando una función de autocomprobación a efectos de monitorizar el estado del mecanismo de suministro del agente reductor y la forma de adaptar el sistema a irregularidades de componentes individuales y sistemas, por ejemplo, debido a diferencias de fabricación, actualización del sistema o debido al deterioro de componentes del sistema. Además, el sistema anteriormente descrito no proporciona una solución para la comprobación del propio sensor de presión y puede indicar, por lo tanto, un fallo de las válvulas o del inyector si el sensor no está funcionando.

En el documento DE 10 2005 001 119 se ha dado a conocer un procedimiento para el funcionamiento de un motor de combustión interna. En dicha solicitud de patente, se da a conocer un procedimiento para analizar la funcionalidad del sensor de presión, regulador de flujo e inyector de combustible al proporcionar un esquema específico de apertura y cierre de dicho inyector de combustible y regulador de flujo.

Por lo tanto, todavía existe la necesidad de dar a conocer un procedimiento mejorado que proporcione solidez en la comprobación del funcionamiento de un Inyector Post-Tratamiento (ATI) .

MATERIA DE LA INVENCIÓN

La presente invención da a conocer un sistema y procedimiento que superan as deficiencias del sistema anteriormente descrito. De acuerdo con la invención, este problema es solucionado por la utilización de un ciclo de pruebas específico.

Un sistema para llevar a cabo el procedimiento, de acuerdo con... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la monitorización de un sistema de purificación de gases de escape para un motor de combustión interna (1) , que comprende:

- Un sistema de gases de escape (2) que comprende una unidad (3) de purificación de gases de escape

- Un sistema de Inyección de Sustancia Post-Tratamiento (ATSIS) que incluye a) Un Inyector Post-Tratamiento (ATI) (6) para la inyección de una sustancia hacia dentro del sistema de gases de escape, cuyo (ATI) (6) está situado en el sistema (2) de gases de escape, más arriba de dicha unidad (3) de purificación de los gases de escape. b) Un conducto (7) para suministrar la sustancia desde un depósito (5, 12) al ATI (6) c) Un regulador de flujo (9) para controlar el flujo en el conducto (7) de la sustancia, desde el contenedor al ATI (6) d) Un sensor de presión (8) situado más abajo de dicho regulador de flujo (9) e) Una Unidad de Control Electrónico (ECU) (10) para controlar el regulador de flujo (9) y el ATI (6)

- un Sistema de Diagnóstico a Bordo (OBD) (11) , que está conectado a la ECU (10) y a un sensor de presión (8) conectado directamente al OBD (11) , o con el intermedio de la ECU (11) , estando dotado dicho OBD (11) de datos comparativos para la funcionalidad del Sistema de Inyección de Sustancia Post-Tratamiento (ATSIS) a efectos de detectar un funcionamiento anormal del ATISIS

- dicha ECU (10) está programado para realizar una secuencia predeterminada de instrucciones de apertura y cierre para el regulador de flujo (9) y el ATI (6) a efectos de monitorizar la funcionalidad del regulador de flujo de gas (9) , el ATI (6) y el sensor de presión (8) , en los que los valores de salida del sensor de presión son comparados con dichos datos comparativos a efectos de determinar cuál de dichos reguladores de flujo, ATI, o sensor de presión no funciona satisfactoriamente,

caracterizado porque la ECU (10) está programada para llevar a cabo las siguientes etapas secuenciales:

I. Ajustar el regulador de flujo (6) en posición abierta y ajustar el ATI en posición cerrada.

II. Cerrar el regulador de flujo (9) y mantener el ATI (6) cerrado.

III. Mantener el regulador de flujo (9) cerrado y abrir el ATI (6) .

IV. Mantener el regulador de flujo (9) cerrado y cerrar el ATI (6) .

V. Abrir el regulador de flujo (9) a posición abierta y mantener el ATI (6) cerrado.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque la ECU (10) ajusta la duración de tiempo de las diferentes etapas secuenciales para mantener el regulador de flujo (9) y el ATI (6) en sus posiciones programadas a diferentes valores.

3. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho sistema OBD (11) comprende también la función de monitorizar la funcionalidad de los dispositivos (3) de purificación de gases de escape en el sistema (2) de gases de escape, estando programado dicho sistema OBD (11) para indicar un mal funcionamiento del sensor de presión (8) cuando se detecta una anormalidad en el Sistema de Inyección de Sustancia Post-Tratamiento (ATSIS) mientras los dispositivos (3) de purificación de gases de escape del sistema de gases de escape se determina que funcionan normalmente.

4. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos datos comparativos para la funcionalidad del Sistema de Inyección de Sustancia Post-Tratamiento (ATSIS) se basa en datos preprogramados para el ATSIS, procedentes de uno o varios ciclos de prueba de una instalación de prueba.

5. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, caracterizado porque dichos datos comparativos para la funcionalidad del Sistema de Inyección de Sustancia Post-Tratamiento (ATSIS) se basa en uno o varios ciclos de pruebas para el sistema individual específico a monitorizar.

6. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho sistema OBD (11) controla la ECU (10) para llevar a cabo una secuencia predeterminada de instrucciones de apertura y cierre para el regulador de flujo (9) y el ATI (6) a efectos de monitorizar la funcionalidad del regulador de flujo (9) , el ATI (6) y el sensor de presión (8) cuando se ha indicado una función anormal de la funcionalidad de los dispositivos (3) de purificación del gas de escape en el sistema (2) de gas de escape.