ESTRATEGIA DE PUESTA EN PRÁCTICA DE UN PROCESO DE CALENTAMIENTO RÁPIDO DE UN CATALIZADOR.

Una estrategia de puesta en práctica de un proceso de calentamiento rápido de un catalizador (8) de oxidación integrado en la línea de escape de un motor cuyo funcionamiento es mandado por un calculador de control (4) que incluye un gestor de los modos de combustión (19) y un coordinador (23) de gestión del paso de un modo de combustión a otro,

siendo determinada la duración de activación del modo de calentamiento rápido en función de un modelo de deterioro del catalizador (8) caracterizada por que el motor es un motor diesel y por que el instante de la puesta en práctica de los medios de calentamiento rápido es función del tiempo transcurrido desde la puesta en marcha del motor y por que dicha determinación es efectuada por medio de una unidad de vigilancia y de control (18) del proceso de calentamiento rápido conectada a la entrada del gestor de los modos de combustión (19)

Estrategia de puesta en practica de un proceso de calentamiento rapido de un catalizador El invento se refiere a los sistemas de descontaminaci6n de los motores Diesel y, mas particularmente, a un dispositivo y a una estrategia de puesta en practica de un proceso de compensaci6n del envejecimiento de los catalizadores de oxidaci6n utilizados para esta descontaminaci6n.

Los catalizadores que queman los hidrocarburos y el mon6xido de carbono contenidos en los gases de escape estan compuestos de un material ceramico impregnado de materiales a base de metales preciosos tales como el platino o el paladio. Se comprende que estos productos son costosos y que es por lo tanto necesario limitar al maximo los metales preciosos que utilizan.

La capacidad de tratamiento de los contaminantes por un catalizador de oxidaci6n depende estrechamente de su temperatura de funcionamiento y, en particular, de la temperatura de los gases de escape.

Uno de los mayores inconvenientes de esta tecnologfa de descontaminaci6n es el envejecimiento del catalizador provocado, por una parte por las temperaturas elevadas a las que es sometido para funcionar y, por otra parte, por los dafos causados por algunos elementos contenidos en el carburante y el aceite del motor, tales como el azufre, el f6sforo, el calcio...

Este envejecimiento se caracteriza por una disminuci6n mas o menos importante de la eficacia del catalizador a medida que la distancia recorrida por el vehfculo aumenta.

La fig. 1 muestra una curva del porcentaje de mon6xido de carbono convertido por un catalizador en funci6n de su temperatura de funcionamiento, para un catalizador nuevo (C1) y para un catalizador envejecido (C2)

Se comprueba que el impacto del envejecimiento se traduce sobre la curva C2 por un desplazamiento o desfase hacia temperaturas mas elevadas. Ello tendra como consecuencia emisiones de mon6xido de carbono y de hidrocarburos mas importantes durante las fases de puesta en marcha del motor y de ascenso de temperatura del catalizador.

Una de las soluciones aplicadas actualmente para compensar esta degradaci6n es aumentar la cantidad de metales preciosos en proporciones suficientes para asegurar hasta el termino de la duraci6n de vida normal del catalizador, una eficacia de tratamiento de los contaminantes superior al umbral reglamentario.

Se comprende que, si esta soluci6n es eficaz, es muy penalizadora en terminos de coste ya que necesita aumentar mas alla de lo necesario la cantidad de metales preciosos del catalizador nuevo para asegurar su funcionamiento correcto en su estado mas degradado.

Se ha propuesto igualmente por tanto compensar esta perdida de eficacia por un aumento mas rapido de la temperatura de los gases de escape en ciertas fases de funcionamiento del motor. Este aumento es obtenido por degradaci6n del rendimiento del motor (funcionamiento de las valvulas, retardo de la inyecci6n principal...) lo que aumenta el consumo de carburante durante estas fases.

Este procedimiento es ya utilizado asociado a motores de gasolina. Se ha divulgado un ejemplo en la solicitud DE

10.210.550. Para los motores Diesel hasta ahora no se ha juzgado rentable en raz6n del aumento del consumo de carburante y de la degradaci6n simultanea de otras prestaciones tales como las emisiones de 6xidos de nitr6geno y de partfculas, el ruido y la estabilidad de combusti6n del motor.

Para que tal procedimiento resulte tecnicamente aplicable, era necesario optimizar no solamente la estrategia de calentamiento de los gases de escape sino tambien la de la puesta en practica de dicho calentamiento.

El prop6sito del invento es por tanto proponer un dispositivo y una estrategia de puesta en practica de un modo de calentamiento rapido, en la puesta en marcha del vehfculo, de los catalizadores de oxidaci6n utilizados para la descontaminaci6n en particular de los motores Diesel, con vistas a compensar su envejecimiento sin aumentar las emisiones de contaminantes ni degradar las prestaciones de dicho vehfculo.

A este efecto, el invento tiene por objeto una estrategia de puesta en practica de un proceso de calentamiento rapido de un catalizador de oxidaci6n integrado en la lfnea de escape de un motor, en particular de un motor Diesel, cuyo funcionamiento es mandado por un calculador de control que incluye un gestor de los modos de combusti6n y un coordinador de gesti6n del paso de un modo de combusti6n a otro, caracterizado por que se determina la duraci6n de activaci6n del modo de calentamiento rapido en funci6n de un modelo de deterioro del catalizador y el instante de su puesta en practica en funci6n de las condiciones de funcionamiento del motor, siendo efectuada dicha determinaci6n por medio de una unidad de vigilancia y de control del proceso de calentamiento rapido conectada a la entrada del gestor de los modos de combusti6n.

Segun otras caracterfsticas ventajosas del dispositivo:

• La unidad de vigilancia y de control esta constituida por un m6dulo de elaboraci6n del estado de envejecimiento del catalizador, por un m6dulo de mando del modo de calentamiento rapido y por un m6dulo de decisi6n para transmitir la instrucci6n de activaci6n o de desactivaci6n de dicho modo al gestor de los modos de combusti6n.

• En un modo de realizaci6n preferido, el m6dulo de elaboraci6n del estado de envejecimiento del catalizador recibe la informaciones proporcionadas por una sonda de temperatura situada aguas abajo del catalizador y contabiliza el tiempo pasado por encima de una temperatura determinada, por una parte en un modo de funcionamiento motor que genera exotermia en los bornes o terminales del catalizador, y por otra parte, en un modo que genera dicha temperatura unicamente en la fuente.

• El m6dulo de mando recibe informaciones relativas al tiempo transcurrido desde la puesta en marcha del motor, la temperatura del aire, del agua, la presi6n atmosferica, la duraci6n de funcionamiento al ralentf del motor y la diluci6n media de aceite por el carburante despues de la ultima activaci6n del modo de calentamiento rapido.

• El m6dulo de decisi6n recibe ademas solicitudes de activaci6n o de desactivaci6n del modo de calentamiento rapido emitidas por el m6dulo de mando de las informaciones correspondientes a los defectos en los sistemas y el funcionamiento del motor para, segun la naturaleza de estos defectos, transmitir al gestor de los modos de combusti6n una solicitud de inhibici6n de dicho modo.

• El m6dulo de decisi6n incluye un circuito que permite activar manualmente el modo de calentamiento rapido.

• Cuando una instrucci6n de paso a modo de calentamiento rapido es dada al coordinador por el gestor de los modos de combusti6n, esta modifica en primer lugar las consignas sobre el aire, luego sobre la presi6n de inyecci6n y finalmente sobre la inyecci6n.

Preferentemente, el modo de calentamiento rapido es activado cuando se reunen todas las condiciones siguientes:

La temperatura del aire, la temperatura del agua, la presi6n atmosferica, el tiempo que ha transcurrido desde la puesta en marcha del motor estan comprendidos entre dos valores de umbral predeterminados, correspondiendo el valor de umbral inferior al comienzo del perfodo mas favorable del ciclo del motor y el valor de umbral superior a la obtenci6n de la temperatura de eficacia del catalizador, El motor esta al ralentf a partir de una duraci6n mfnima predeterminada, El modelo de deterioro del catalizador utilizado hace aparecer un nivel de deterioro mfnimo determinado, La diluci6n media del aceite desde la ultima activaci6n de la estrategia es inferior a un umbral preestablecido.

La desactivaci6n esta por el contrario prevista una vez que una de las condiciones siguientes es satisfecha:

El tiempo que ha transcurrido desde la activaci6n del modo de calentamiento rapido es superior a la duraci6n correspondiente al deterioro estimado del catalizador.

La temperatura ambiente no esta comprendida entre los dos umbrales determinados que delimitan el perfodo favorable para la puesta en practica de la estrategia de calentamiento rapido.

El par motor es superior a un umbral determinado durante un tiempo mfnimo determinado, de modo que se alcanzan las condiciones normales de ascenso de temperatura del catalizador.

Segun otras caracterfsticas ventajosas de la estrategia:

• La ventana de temperatura del aire, la ventana de temperatura del agua, la ventana de presi6n atmosferica estan determinadas en funci6n de la diluci6n decarburante... [Seguir leyendo]

1. Una estrategia de puesta en practica de un proceso de calentamiento rapido de un catalizador (8) de oxidaci6n integrado en la lfnea de escape de un motor cuyo funcionamiento esmandado por un calculador de control (4) que incluye un gestor de los modos de combusti6n (19) y un coordinador (23) de gesti6n del paso de un modo de combusti6n a otro, siendo determinada la duraci6n de activaci6n del modo de calentamiento rapido en funci6n de un modelo de deterioro del catalizador (8) caracterizada por que el motor es un motor diesel y por que el instante de la puesta en practica de los medios de calentamiento rapido es funci6n del tiempo transcurrido desde la puesta en marcha del motor y por que dicha determinaci6n es efectuada por medio de una unidad de vigilancia y de control (18) del proceso de calentamiento rapido conectada a la entrada del gestor de los modos de combusti6n (19) .

2. Una estrategia segun la reivindicaci6n 1, caracterizada por que la unidad de vigilancia y de control (18) esta constituida por un m6dulo (26) de elaboraci6n del estado de envejecimiento del catalizador, por un m6dulo (27) de mando del modo de calentamiento rapido y por un m6dulo de decisi6n (28) para transmitir la instrucci6n de activaci6n o de desactivaci6n de dicho modo al gestor de los modos de combusti6n (19) .

3. Una estrategia segun la reivindicaci6n 2, caracterizada por que el m6dulo (26) recibe las informaciones proporcionadas por una sonda de temperatura situada aguas abajo del catalizador (8) y contabiliza el tiempo pasado por encima de una temperatura determinada, por una parte en un modo de funcionamiento motor que genera exotermia en los bornes del catalizador, y por otra parte, en un modo que genera dicha temperatura unicamente en la fuente.

4. Una estrategia segun la reivindicaci6n 2 6 3, caracterizada por que el m6dulo de mando (27) recibe informaciones que se refieren al tiempo transcurrido desde la puesta en marcha del motor, la temperatura del aire, del agua, la presi6n atmosferica, la duraci6n de funcionamiento al ralentf del motor y la diluci6n media de carburante en el aceite desde la ultima activaci6n de la estrategia de calentamiento rapido.

5. Una estrategia segun la reivindicaci6n 4, caracterizada por que el m6dulo de decisi6n (28) recibe ademas de las solicitudes de activaci6n o de desactivaci6n del modo de calentamiento rapido emitidas por el m6dulo de mando (27) informaciones correspondientes a defectos en los sistemas y el funcionamiento del motor para, segun la naturaleza de estos defectos, transmitir al gestor (19) una solicitud de inhibici6n de dicho modo.

6. Una estrategia segun la reivindicaci6n 5, caracterizada por que el m6dulo de decisi6n (28) incluye un circuito que permite activar manualmente el modo de calentamiento rapido.

7. Una estrategia segun la reivindicaci6n 6, caracterizada por que, cuando una instrucci6n de paso en modo de calentamiento rapido es dada al coordinador (23) por el gestor (19) , este modifica en primer lugar las consignas sobre el aire, luego sobre la presi6n de inyecci6n (Pinj) y finalmente sobre la inyecci6n.

8. Una estrategia segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que el modo de calentamiento

rapido es activado cuando son satisfechas las condiciones siguientes: la temperatura del aire, la temperatura del agua, la presi6n atmosferica, el tiempo que ha transcurrido desde la puesta en marcha del motor estan comprendidos entre dos valores de umbral predeterminados, correspondiendo el valor de umbral inferior al comienzo del perfodo mas favorable del ciclo del motor y el valor de umbral superior a la obtenci6n de la temperatura de eficacia del catalizador. el motor esta al ralentf desde una duraci6n mfnima predeterminada, el modelo de deterioro del catalizador utilizado hace aparecer un nivel de deterioro mfnimo determinado, la diluci6n media de aceite desde la ultima activaci6n del modo de calentamiento rapido es inferior a un umbral preestablecido.

9. Una estrategia segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el modo de calentamiento

rapido es desactivado cuando al menos una de las condiciones siguientes es satisfecha: el tiempo que ha transcurrido desde la activaci6n del modo de calentamiento rapido es superior a la duraci6n correspondiente al deterioro estimado del catalizador. la temperatura ambiente no esta comprendida entre los dos umbrales determinados que delimitan el perfodo favorable para la puesta en practica del modo de calentamiento rapido. el par motor es superior a un umbral determinado durante un tiempo mfnimo determinado, de forma que las condiciones normales de ascenso de temperatura del catalizador son alcanzadas.

10. Una estrategia segun la reivindicaci6n 8 o la reivindicaci6n 9, caracterizada por que el modo de calentamiento rapido es activado como mucho una vez durante el tiempo de funcionamiento del motor comprendido entre dos nuevas puestas en marcha.

11. Una estrategia segun una de las reivindicaciones 8 6 10, caracterizada por que la ventana de temperatura de aire, la

ventana de temperatura de agua y la ventana de presi6n atmosferica son determinadas en funci6n de la diluci6n de carburante en el aceite.

12. Una estrategia segun una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada por que el tiempo despues de la puesta en marcha del motor y antes de la activaci6n del modo de calentamiento rapido y la duraci6n de activaci6n de este modo son

determinados en funci6n del compromiso de emisiones contaminantes/diluci6n de aceite deseado para una aplicaci6n y una carga de catalizador dada, y con un catalizador de envejecimiento dado.

13. Una estrategia segun una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizada por que el modo de calentamiento rapido es activado cuando el motor funciona a un regimen elevado y carga fuerte.

14. Una estrategia segun una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizada por que el modo de calentamiento rapido es 10 activado unicamente sobre las aceleraciones del ciclo del motor.