Procedimiento y aparato para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en sistemas de grupos electrógenos.
Aparato para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en un grupo electrógeno (10) que comprende un motor(12) y un generador (14) y un eje (18) acoplado al motor (12) y al generador (14),
comprendiendo el aparato:
- Un controlador del generador (22) operativamente configurado para controlar la transferencia de energíaentre el generador (14) y el eje (18);
- Un controlador de motor (20) operativamente configurado para controlar la transferencia de energía entreel motor (12) y el eje (18); y
- Un controlador del sistema (24) sensible a una señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) querepresenta una corrección de la velocidad del eje para alcanzar una transferencia de energía deseada parael eje,
estando el aparato caracterizado porque el controlador del sistema (24) está configurado para hacer que dichocontrolador del generador (22) haga que el generador (14) reduzca la carga sobre el eje (18), mientras que provocaque dicho controlador del motor (20) haga que el motor (12) busque una velocidad del eje de estado estacionarioasociada con dicha transferencia de energía al eje (18), cuando dicha señal de corrección de la velocidad del eje(SSC) cumple un criterio deseado.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CA2007/000800.
Solicitante: MOSAID Technologies Inc.
Nacionalidad solicitante: Canadá.
Dirección: 11 Hines Road Suite 203 Ottawa, Ontario K2K 2X1 CANADA.
Inventor/es: BOUCHON,NICOLAS, COLLINS,HEIDI, BOUVIER,MATHIEU.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B60W10/04 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B60 VEHICULOS EN GENERAL. › B60W CONTROL CONJUGADO DE VARIAS SUBUNIDADES DE UN VEHICULO DE DIFERENTE TIPO O FUNCION; SISTEMAS DE CONTROL ESPECIALMENTE ADAPTADOS PARA VEHICULOS HIBRIDOS; SISTEMAS DE CONTROL DE LA CONDUCCION DE VEHICULOS TERRESTRES NO RELACIONADOS CON EL CONTROL DE UNA SUBUNIDAD PARTICULAR. › B60W 10/00 Control conjugado de subunidades de vehículo de diferentes tipos o funciones (para propulsión de vehículos de tracción exclusivamente eléctrica con una fuente de energía interior al vehículo B60L 50/00 - B60L 58/00). › incluyendo el control de las unidades de propulsión.
- B60W20/00 B60W […] › Sistemas de control especialmente adaptados a vehículos híbridos.
- F01N9/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR. › F01N SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA (disposiciones de conjuntos de propulsión relativas al escape de gases B60K 13/00; silenciadores de admisión de aire especialmente adaptados para motores de combustión interna, o con dispositivos para estos motores F02M 35/00; protección contra ruidos en general o amortiguamiento de los mismos G10K 11/16). › Control eléctrico de los aparatos de tratamiento de los gases de escape (dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape F01N 11/00; control eléctrico simultáneo de varias funciones de los motores de combustión F02D 43/00).
- F02D37/00 F […] › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION. › F02D CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios para el control automático de la velocidad en vehículos, que actúan sobre una sola subunidad del vehículo B60K 31/00; control conjunto de subunidades del vehículo de diferente tipo o diferente función, sistemas de control de la propulsión de vehículos de carretera para propósitos distintos que el control de una sola subunidad B60W; válvulas de funcionamiento cíclico para los motores de combustión F01L; control de la lubrificación de los motores de combustión F01M; refrigeración de los motores de combustión interna F01P; alimentación de los motores de combustión con mezclas combustibles o constituyentes de las mismas, p. ej. carburadores, bombas de inyección, F02M; arranque de los motores de combustión F02N; control del encendido F02P; control de las plantas motrices de turbinas de gas, de las plantas motrices por propulsión a reacción o de las plantas motrices de productos de la combustión, ver las clases relativas a estas plantas). › Control no eléctrico conjunto de dos o varias funciones de los motores no previsto en otro lugar.
- F02M25/07
PDF original: ES-2410882_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Procedimiento y aparato para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en sistemas de grupos electrógenos Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención Esta invención se refiere a conjuntos de generador/motor (grupos electrógenos) y más particularmente a aparatos y procedimientos para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en un grupo electrógeno de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 13, respectivamente.
2. Descripción de la técnica relacionada Aparatos y procedimientos de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se describen en los documentos EP 0 10 867 323 A2, EP 1 375 237 A2 y US 6.314.346 B1.
En los motores convencionales, las altas temperaturas de la cámara de combustión pueden proporcionar condiciones que facilitan la formación de óxidos de nitrógeno (NOx) . Es bien conocido que los óxidos de nitrógeno tienen efectos perjudiciales sobre el medio ambiente.
Para reducir la formación de óxidos de nitrógeno en los motores de combustión, dichos motores emplean típicamente un sistema de recirculación de gases de escape que alimenta gases de escape, en particular dióxido de carbono, de nuevo en la cámara de combustión para reducir la cantidad de oxígeno introducido en la cámara de combustión y de ese modo reducir uno de los componentes necesarios para la combustión, para reducir las temperaturas de la cámara de combustión. Con temperaturas de la cámara de combustión más bajas, se forman menos óxidos de nitrógeno. Sin embargo, con menos oxígeno siendo introducido en la cámara de combustión, la potencia disponible del motor se reduce.
Típicamente, la recirculación de gases de escape de nuevo en la cámara de combustión es controlada por una válvula EGR que varía la cantidad de gas de escape recirculado en la cámara de combustión. Cuando se colocan cargas particularmente exigentes en el motor, los sistemas de EGR típicamente desactivan la válvula de EGR para evitar que el gas de escape sea recirculado de modo que el motor puede desarrollar una salida de potencia adecuada.
Ciertas aplicaciones de motores, tales como aplicaciones de grupos electrógenos, colocan cargas continuas en un motor. Si el grupo electrógeno se utiliza en un vehículo híbrido, por ejemplo, cargas adicionales para la conducción del vehículo se colocan en el motor y estas cargas adicionales pueden requerir que el motor se enfrente a mayores cargas transitorias en general, y estas cargas transitorias pueden requerir que el motor desarrolle más potencia lo que requiere más oxígeno que puede ser obtenido simplemente por desactivación de la recirculación del gas de escape. Esto, sin embargo, resulta en un aumento de las emisiones de NOx. Las cargas impuestas por los generadores en los motores en los vehículos híbridos pueden ser bastante grandes y los motores pueden requerir grandes variaciones en la carga motriz, lo que puede resultar en la desactivación frecuente de la recirculación de los gases de escape que causan un aumento correspondiente en la producción de emisiones de NOx.
Sumario de la invención De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en un grupo electrógeno.
El aparato incluye un motor y un generador y un eje acoplado al motor y al generador. El aparato también incluye un controlador del generador operativamente configurado para controlar la transferencia de energía entre el generador 40 y el eje, un controlador de motor operativamente configurado para controlar la transferencia de energía entre el motor y el eje y un controlador del sistema en respuesta a una señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) que representa una corrección de la velocidad del eje para alcanzar una transferencia de energía deseada al eje. El controlador del sistema hace que el controlador del generador para hacer que el generador reduzca la carga sobre el eje, mientras que hace que el controlador del motor haga que el motor busque una velocidad del eje de estado 45 estacionario asociada con la transferencia de energía deseada para el eje, cuando la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) cumple un criterio.
El controlador de sistema puede estar configurado operativamente para hacer que el controlador del generador reduzca la carga sobre el eje, haciendo mientras que el controlador del motor haga que el motor busque la velocidad del eje de estado estacionario cuando la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) excede un valor
predefinido.
El controlador del motor puede estar configurado operativamente para controlar el motor en respuesta a una señal de comando de cantidad de inyección (IQCM) y para controlar el generador en respuesta a una señal de comando de transferencia de energía (ETCM) . El controlador del sistema puede ser operable para producir la señal de comando de cantidad de inyección (IQCM) y la señal de comando de transferencia de energía (ETCM) , en respuesta a una señal de punto de ajuste de transferencia de energía (ETS) que representa un punto de ajuste de transferencia de energía y dicha señal de corrección de la velocidad del eje, donde dicha señal de corrección de la velocidad del eje representa una diferencia entre una velocidad del eje de dicho eje y un punto de ajuste de la velocidad del eje asociado con el punto de ajuste de transferencia de energía.
El controlador del sistema puede incluir un procesador operativamente configurado para producir la señal de corrección de la velocidad del eje del generador (SSC) en respuesta a una señal de punto de ajuste de la velocidad del eje (SSS) que representa una velocidad del eje para el punto de ajuste de transferencia de energía en respuesta a una señal de velocidad del eje (SS) que representa la velocidad del eje.
El procesador puede estar configurado operativamente para producir la señal de punto de ajuste de la velocidad del 10 eje (SSS) .
El aparato puede incluir una tabla de búsqueda y el procesador puede estar configurado operativamente para encontrar un punto de ajuste de la velocidad del eje (SSS) asociado con el punto de ajuste de transferencia de energía (ETS) en la tabla de búsqueda.
El controlador del sistema puede incluir un procesador configurado operativamente para producir una señal de cantidad de inyección del estado estacionario (SSIQ) en respuesta a la señal de punto de ajuste de transferencia de energía (ETS) y operativamente configurado para producir una señal de corrección de la cantidad de inyección (IQC) en respuesta a la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
El procesador puede estar configurado operativamente para encontrar una cantidad de inyección del estado estacionario (SSIQ) asociado con la señal del punto de ajuste de transferencia de energía (ETS) en la tabla de búsqueda.
El procesador puede estar configurado operativamente para aplicar una función de respuesta del estado estacionario a la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
El procesador puede estar configurado para aplicar una función de control integral de la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
El procesador puede estar configurado operativamente para producir una señal de corrección de la transferencia de energía (ETC) en respuesta a la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
El procesador puede estar configurado operativamente para aplicar una función de respuesta transitoria a la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
El procesador puede estar configurado operativamente para aplicar al menos una de una función de control
proporcional, una función de control derivada y una función de control proporcional/derivada de la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento como se define en la reivindicación 13 para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en un grupo electrógeno que comprende un motor y un generador y un eje acoplado al motor y al generador.
El procedimiento implica hacer que el generador para reducir la carga sobre el eje, haciendo mientras que el motor busque una velocidad del eje de estado estacionario para una transferencia de energía deseada al eje cuando la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) que representa una corrección de la velocidad del eje para alcanzar la transferencia de energía deseada que cumple con un criterio.
El procedimiento puede implicar hacer que el generador reduzca la carga sobre el eje, haciendo mientras que el
motor busque la velocidad del eje de estado estacionario cuando... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Aparato para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en un grupo electrógeno (10) que comprende un motor
(12) y un generador (14) y un eje (18) acoplado al motor (12) y al generador (14) , comprendiendo el aparato:
-Un controlador del generador (22) operativamente configurado para controlar la transferencia de energía 5 entre el generador (14) y el eje (18) ;
-Un controlador de motor (20) operativamente configurado para controlar la transferencia de energía entre el motor (12) y el eje (18) ; y
-Un controlador del sistema (24) sensible a una señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) que representa una corrección de la velocidad del eje para alcanzar una transferencia de energía deseada para
el eje,
estando el aparato caracterizado porque el controlador del sistema (24) está configurado para hacer que dicho controlador del generador (22) haga que el generador (14) reduzca la carga sobre el eje (18) , mientras que provoca que dicho controlador del motor (20) haga que el motor (12) busque una velocidad del eje de estado estacionario asociada con dicha transferencia de energía al eje (18) , cuando dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) cumple un criterio deseado.
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho controlador del sistema (20) está configurado operativamente para hacer que dicho controlador del generador (22) reduzca la carga sobre el eje (18) , mientras que hace que dicho controlador del motor (20) dirija al motor (12) para buscar dicha velocidad de eje de estado estacionario cuando dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) excede un valor.
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho controlador del sistema (20) está configurado operativamente para hacer que dicho controlador del generador (22) reduzca la carga sobre el eje (18) , mientras que hace que dicho controlador del motor (20) dirija el motor (12) para buscar dicha velocidad del eje de estado estacionario cuando dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) supera un valor predefinido.
4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho controlador del motor (20) está configurado operativamente para controlar el motor (12) en respuesta a una señal de comando de cantidad de inyección (IQCM) y dicho controlador del generador (22) está configurado operativamente para controlar el generador (14) en respuesta a una señal de comando de transferencia de energía (ETCM) y donde dicho controlador del sistema (24) es operable para producir dicha señal de comando de cantidad de inyección (IQCM) y dicha señal de comando de transferencia de energía (ETCM) , en respuesta a:
una señal de punto de ajuste de transferencia de energía (ETS) que representa un punto de referencia de transferencia de energía, y
dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) , donde dicha señal de corrección de la velocidad del eje representa una diferencia entre una velocidad del eje y un punto de ajuste de la velocidad del eje asociado con dicho punto de ajuste de transferencia de energía.
7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho controlador del sistema (24) comprende un procesador configurado operativamente para producir una señal de la cantidad de inyección del estado estacionario 45 (SSIQ) en respuesta a dicha señal de punto de ajuste de transferencia de potencia (ETS) y operativamente configurado para producir una señal de corrección de la cantidad de inyección (IQC) en respuesta a dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además una tabla de búsqueda (43) y en el que dicho procesador está configurado operativamente para encontrar una cantidad de inyección de estado estacionario 50 (SSIQ) asociada con dicha señal de punto de ajuste de transferencia de energía (ETS) en dicha tabla de búsqueda (43) .
9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que el procesador está configurado operativamente para aplicar al menos una de:
una función de respuesta en estado estacionario (51) a dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) , y
una función de control integral a dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho controlador del sistema (24) comprende un procesador operativamente configurado para producir una señal de corrección de la transferencia de energía (ETC) en respuesta a dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
11. Aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicho procesador está configurado operativamente para aplicar una función de la respuesta transitoria (52) a dicho señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dicho procesador está configurado operativamente para
aplicar al menos una de una función de control proporcional, una función de control derivada y una función de control proporcional/derivada a dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) .
13. Procedimiento para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en un grupo electrógeno (10) que comprende un motor (12) y un generador (14) y un eje (18) acoplado al motor (12) y al generador (14) , estando el procedimiento caracterizado por
provocar que el generador (14) reduzca la carga sobre el eje (18) , haciendo mientras que el motor (12) busque una velocidad del eje de estado estacionario para una transferencia de energía deseada para el eje (18) cuando la señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) que representa una corrección de la velocidad del eje para llegar a dicha transferencia de energía deseado cumple un criterio.
14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la provocación comprende provocar que el
generador (14) reduzca la carga sobre el eje (18) , haciendo mientras que el motor (12) busque dicha velocidad de eje de estado estacionario cuando dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) excede un valor.
15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la provocación que comprende provocar que el generador (14) reduzca la carga sobre el eje (18) , haciendo mientras que el motor (12) busque dicha velocidad de eje de estado estacionario cuando dicha señal de corrección de la velocidad del eje (SSC) excede un valor
predefinido.
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