Sistema de gestión de un circuito de distribución de un reactivo en una línea de escape de un motor,

comprendiendo el citado circuito un depósito (1), medios de inyección (3) que comprenden una bomba dosificadora y un inyector para las necesidades cuantitativas de reactivos, medios de acondicionamiento del reactivo, sensores apropiados para determinar parámetros representativos del estado del circuito de distribución y del reactivo, y accionadores de mando de los medios de acondicionamiento y de inyección, gobernados por una unidad de cálculo en función del estado del circuito de distribución y del reactivo y de parámetros del motor determinados por una unidad de control del motor (5), caracterizado porque la unidad de cálculo está integrada en la unidad de control del motor (5) y porque el sistema comprende una interfaz digital/analógico (4) para el tratamiento de las señales analógicas de los sensores (2) y de los accionadores (3, 7, 8, 9) de mando de los medios de acondicionamiento y de inyección, implantada en la proximidad del depósito (1) y empalmada a la unidad de control del motor por un enlace digital multiplexado (6).

Sistema de gestión de un circuito de distribución de un reactivo en una lfnea de escape

La presente invención concierne a la gestión de un circuito de distribución de un reactivo en una lfnea de escape.

Los contaminantes resultantes de la combustión de un motor de vehículo automóvil, sea este un motor Diesel o de gasolina, son mayoritariamente hidrocarburos no quemados HC, 6xidos de nitrógeno (mon6xido de nitrógeno NO y di6xido de nitrógeno NO2, englobados de modo mas general bajo la denominación de NOx) , 6xidos de carbono (mon6xido de carbono CO) y en el caso de los motores Diesel y de los motores de inyección directa de gasolina que funcionan con mezcla pobre, partfculas sólidas carbonadas.

Los sistemas de inyección directa del carburante y la reintroducción parcial de los gases de escape en el motor permiten reducir la formación de ciertos contaminantes en la misma camara de combustión pero sin embargo son indispensables sistemas de postratamiento de los gases de escape para satisfacer normas medioambientales cada vez mas severas.

Fundamentalmente, en los vehículos comerciales, el tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna se ha limitado hasta ahora basicamente a la utilización de botes catalfticos para los motores de gasolina y a la utilización de filtros de partfculas para los motores diesel. Los botes catalfticos son muy eficaces para reducir las emisiones de hidrocarburos no quemados (HC) y de mon6xido de carbono; los filtros de partfculas son muy eficaces para el almacenamiento y la destrucción de las emisiones de partfculas carbonadas. Para controlar las emisiones de NOx, se emplean habitualmente en los motores de gasolina catalizadores denominados de 3 vfas, pero este tipo de catalizador pierde practicamente su eficacia si la mezcla aire-carburante es pobre, como es la norma con los motores diesel.

Por este hecho, en estos ultimos se han desarrollado otras soluciones entre las cuales figura un procedimiento denominado catalisis SCR (Selective Catalytic Reduction) que tiene por principio una reducción selectiva de los NOx en nitrógeno y agua, en presencia de un catalizador específico y por la acción de un reductor.

La reducción se efectua así en un medio que contiene un exceso de aire como los gases de escape de un motor que funciona con mezcla pobre, siendo el reductor típicamente amoniaco. Este amoniaco puede ser aportado por la descomposición química de un reactivo tal como la urea, inyectado en la lfnea de escape a partir de un depósito específico en el cual la urea esta almacenada en forma de un mezcla acuosa.

Para garantizar una buena autonomfa al vehículo, este depósito debe ser naturalmente de un volumen suficiente, por ejemplo de una veintena de litros. Como por otra parte no es deseable colocarlo en el compartimiento del motor, ni a nivel del habitaculo del vehículo, se recomienda generalmente disponer la unidad de almacenamiento en la parte trasera del vehículo, dentro o debajo del maletero, teniendo la mayoría de los vehículos un motor colocado debajo del cap6 delantero.

Una disposición de este tipo en la parte trasera del vehículo aleja entonces mucho esta unidad de almacenamiento del calculador de control del motor. Ahora bien, la inyección del reactivo debe ser perfectamente gestionada a nivel del dispositivo de inyección en la lfnea de escape asociado a la unidad de almacenamiento, y esto teniendo en cuenta las condiciones de rodaje del vehículo, lo que supone un enlace con el calculador dedicado al control del motor.

Un gran numero de componentes electricos estan destinados a la gestión de la inyección del reactivo, especialmente una bomba, un sensor de presión, una electrovalvula, un sensor de nivel, un sensor de temperatura, un inyector y resistencias de calentamiento, porque en el caso de la urea, el reactivo comercializado con el nombre de « Adblue » se congela a temperaturas inferiores a -11 DC. Todos estos componentes son gobernados por un m6dulo electrónico de gestión del sistema SCR, en relación con las informaciones que provienen del calculador de control del motor, o sea que evidentemente hay que prever un numero elevado de conexiones electricas, senalando ademas que los elementos claves del sistema estan practicamente tan alejados como sea posible en un vehículo.

Para estas implantaciones, han sido propuestos dos tipos de arquitectura:

de acuerdo con la primera de estas concepciones, se utiliza un calculador de control del motor de combustión interna para efectuar las diferentes funciones del tratamiento de los gases de escape - lo que evita utilizar un m6dulo electrónico dedicado para la gestión del sistema SCR. Esta concepción implica un agrandamiento bastante consecuente del conector del calculador de control del motor con el fin de poder integrar las diferentes senales de entrada y de salida intercambiadas con los diferentes elementos del sistema. Estando situado el calculador de control del motor generalmente en el lado del compartimiento del motor del vehículo automóvil y encontrandose los medios implicados en un sistema SCR para el tratamiento de los gases de escape generalmente en la parte trasera del vehículo automóvil, esta arquitectura implica numerosos haces de cables electricos entre la parte delantera y la parte trasera del vehículo, lo que implica una masa suplementaria, costes de sistema bastante importantes, especialmente los gastos de desarrollo y de fabricación del propio haz electrico y los costes de montaje no despreciables.

de acuerdo con la segunda de estas arquitecturas posibles, como se describe por ejemplo en el documento US 6 082 102, se utiliza un calculador específico que reune las diferentes funciones de tratamiento de los gases de escape, así como el gobierno del conjunto de los diferentes sensores y accionadores del sistema. El calculador específico esta unido al calculador de control del motor para intercambiar las informaciones que provienen del motor que son necesarias para la gestión de la inyección del reactivo. Esta concepción implica, por tanto, desarrollar un calculador de control específico para la inyección del reactivo, implicando, ademas de los costes de desarrollo del calculador específico, los costes de montaje de este y del cableado correspondiente así como, al menos en ciertos casos, los gastos de modificación de la carrocerfa, del habitaculo o de otros componentes del vehículo automóvil con el fin de tener un acceso facil al calculador específico y a su emplazamiento, etc.

Por otra parte, por el documento DE 297 17 494, se conoce un sistema de gestión de un circuito de distribución de un reactivo en una lfnea de escape de un motor, comprendiendo este circuito un depósito, medios de inyección, medios de calentamiento del reactivo, sensores de temperatura y de nivel de llenado y accionadores de mando de los medios de inyección, gobernados por una unidad de calculo en función de parametros del motor determinados por una unidad de control del motor. En este sistema, la unidad de calculo esta integrada en la unidad de control del motor y el sistema comprende una interfaz digital/analógico para el tratamiento de las senales analógicas de los sensores y de los accionadores, implantada en la proximidad del depósito y empalmada a la unidad de control del motor por un enlace digital multiplexado. En este documento, los accionadores de mando de los medios de acondicionamiento son gobernados por una unidad de calculo integrada en una unidad de control en el depósito en función del estado del circuito de distribución y del reactivo.

El objetivo de la invención es proponer una concepción simple y, en consecuencia, la menos costosa en terminos de gastos de desarrollo y de montaje.

El objetivo de la invención se consigue con un sistema de gestión de un circuito de distribución de un reactivo en una lfnea de escape de un motor, comprendiendo el citado circuito un depósito, medios para la inyección que comprenden una bomba dosificadora y un inyector para las necesidades cuantitativas de reactivos, medios de acondicionamiento del reactivo, sensores apropiados para determinar parametros representativos del estado del circuito de distribución y del reactivo, y accionadores de mando de los medios de acondicionamiento y de inyección, gobernados por una unidad de calculo en función del estado del circuito de distribución, del estado del reactivo y de parametros del motor determinados por una unidad de control del motor.

De acuerdo con la invención, la unidad de calculo del sistema de gestión... [Seguir leyendo]

1. Sistema de gestión de un circuito de distribución de un reactivo en una lfnea de escape de un motor, comprendiendo el citado circuito un depósito (1) , medios de inyección (3) que comprenden una bomba dosificadora y un inyector para las necesidades cuantitativas de reactivos, medios de acondicionamiento del reactivo, sensores 5 apropiados para determinar parametros representativos del estado del circuito de distribución y del reactivo, y accionadores de mando de los medios de acondicionamiento y de inyección, gobernados por una unidad de calculo en función del estado del circuito de distribución y del reactivo y de parametros del motor determinados por una unidad de control del motor (º) , caracterizado porque la unidad de calculo esta integrada en la unidad de control del motor (º) y porque el sistema comprende una interfaz digital/analógico (4) para el tratamiento de las senales analógicas de los sensores (2) y de los accionadores (3, 7, 8, 9) de mando de los medios de acondicionamiento y de inyección, implantada en la proximidad del depósito (1) y empalmada a la unidad de control del motor por un enlace digital multiplexado (6) .

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el citado enlace esta dedicado al circuito de distribución del reactivo.

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque el enlace digital multiplexado es una red CAN.

4. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el citado reactivo es un reductor de NOx.

º. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende al menos un 20 sensor de la temperatura del reactivo en el depósito.

6. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios de acondicionamiento del reactivo comprenden medios de calentamiento.

7. Vehfculo automóvil que comprende un motor implantado en un compartimiento del motor y un sistema de gestión

de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el depósito de reactivo esta 25 implantado dentro o en la proximidad del maletero del vehículo.

Figura 1