Procedimiento de estimación adaptativa de una carga corriente de hollín de un filtro de partículas.

Procedimiento de estimación (1) adaptativa de una carga corriente (MC) de hollín (20) de un filtro (21) de partículas que muestra en sus bornes (211,

212) una presión diferencial (P), y dispuesto en un tubo de escape (22) de un motor (2) de combustión interna, el procedimiento de estimación (1) es aplicado por un calculador (3) asociado:

• a un captador diferencial (4) adaptado a medir la presión diferencial (P), y;

• a un medio (5) adaptado a determinar un caudal volumétrico (Q) de los gases de escape (G) en el tubo de escape (22),

el procedimiento de estimación (1) comprende:

• una etapa de selección de una masa a partir de una primera cartografía (31) de hollín inicial residual (mR0, mR1, mR2) que corresponde a un modo de funcionamiento motor,

• una primera etapa de determinación del caudal volumétrico (Q),

• una segunda etapa de medida de la presión diferencial (P),

caracterizado por que el procedimiento de estimación (1) tiene las siguientes etapas que consisten en:

• seleccionar una presión diferencial modelizada (pR0, pR1, pR2) a partir de una segunda cartografía (32) prerregistrada que permite establecer un valor de presión diferencial modelizada (pR0, pR1, pR2) para una masa de hollín dada y un caudal de escape dado;

• comparar el caudal volumétrico de escape determinado (Q) con un umbral de caudal volumétrico de escape (Q0, Q1, Q2) prerregistrado y que corresponde a un modo de funcionamiento motor, cuando el caudal volumétrico de escape determinado (Q) es superior al umbral, el procedimiento comprende además: o una etapa de cálculo de una primera diferencia (Δ0, Δ1, Δ2), para dicho caudal volumétrico determinado (Q), entre la presión diferencial medida (P) y la presión diferencial modelizada (pR0, pR1, pR2);

o una etapa de cálculo de una segunda diferencia (ΔR0, ΔR1, ΔR2) obtenida por el producto de la primera diferencia (Δ0, Δ1, Δ2) por una ganancia (K0, K1, K2) prerregistrada y que corresponde a un modo de funcionamiento motor.

Procedimiento de estimación adaptativa de una carga corriente de hollín de un filtro de partículas La presente invención se refiere, de forma general, al campo de los sistemas de postratamiento de los gases de escape y, en particular, a los filtros de partículas que permiten reducir las emisiones de las partículas producidas por los motores de combustión interna, especialmente, de los motores del tipo Diesel.

Más precisamente, la invención se refiere según un primer aspecto a un procedimiento de estimación adaptativa de una carga corriente de hollín de un filtro de partículas que tiene en sus bornes una presión diferencial y dispuesto en un tubo de escape de un motor de combustión interna, preferiblemente instalado en un vehículo, por ejemplo, en un vehículo automóvil, el procedimiento de estimación está aplicado por un calculador asociado:

a un captador diferencial adaptado para medir la presión diferencial, y a un medio adaptado a determinar un caudal volumétrico de los gases de escape en el tubo de escape.

El procedimiento de estimación comprende:

una etapa de selección de una masa de hollín característica a partir de una primera cartografía de datos propia de unas escalas predeterminadas de los caudales volumétricos determinados de los gases de escape y de presión diferenciales medidos; una primera etapa de determinación del caudal volumétrico (Q) ; una segunda etapa de medición de la presión diferencial (P) .

El captador de presión diferencial puede igualmente corresponder a dos captadores de presiones adaptados a medir la presión aguas arriba y aguas abajo del filtro de partículas.

El medio de determinación del caudal volumétrico de los gases de escape puede consistir en un caudalímetro situado en un circuito de admisión de aire del motor, y que suministra una información del caudal a un calculador que es apto para determinar, en función de la información del caudal y de parámetros de funcionamiento del motor, el caudal volumétrico de los gases de escape.

Un procedimiento de este tipo está descrito en la solicitud de patente en los Estados Unidos US 2003/0167757 A1. Este procedimiento prerregistrado permite estimar la carga corriente de hollín del filtro de partículas en función de presiones diferenciales medidas en sus bornes y del caudal volumétrico medido de los gases de escape con la ayuda de un modelo de emisión del motor basado en los cálculos mediante la utilización del primer conjunto de datos. No obstante, la carga corriente así obtenida muestra unas dispersiones no satisfactorias debidas a los errores del captador diferencial y/o del captador de caudal que conducen a regenerar más a menudo el filtro de partículas y, al fin, tiende a aumentar el consumo de carburante.

En este contexto, la presente invención tiene por objeto proponer un procedimiento de estimación que por lo menos tienda a reducir la limitación anteriormente mencionada.

Con este objeto, el procedimiento de estimación, por otra parte de acuerdo con la definición genérica que da el preámbulo anterior, está esencialmente caracterizado por que tiene una etapa de identificación del modo de funcionamiento motor que corresponde a una fase de funcionamiento del motor y por tanto del filtro de partículas, sobre todo este último puede estar en una fase normal de funcionamiento, una fase denominada de regeneración o incluso una fase de arranque en frío. La identificación del modo de funcionamiento motor permite ejecutar un procedimiento de evaluación de la masa de hollín apropiada a las condiciones de funcionamiento características del modo de funcionamiento motor.

Además, el procedimiento tiene las siguientes etapas que consisten en:

calcular una presión diferencial modelizada (pR0, pR1, pR2) a partir de una segunda cartografía de datos prerregistrada que permite establecer para una masa de hollín dada y un caudal de escape dado un valor de presión diferencial modelizada (pR0, pR1, pR2) ; comparar el caudal volumétrico de escape (Q) con un umbral de caudal volumétrico de escape (Q0, Q1, Q2) prerregistrado y que corresponde a un modo de funcionamiento motor, cuando el caudal volumétrico de escape (Q) es superior al umbral, el procedimiento comprende:

o una etapa de cálculo de una primera diferencia (0, 1, 2) para dicho caudal volumétrico medido (Q) , entre la presión diferencial medida (P) y la presión diferencial modelizada (pR0, pR1, pR2) ;

o una etapa de cálculo de una segunda diferencia (R0, R1, R2) obtenida por el producto de la primera diferencia (0, 1, 2) por una ganancia prerregistrada y que corresponde a un modo de funcionamiento motor.

Gracias a este modo de funcionamiento, el procedimiento de estimación según la invención muestra un vínculo de retorno que permite ajustar la estimación de la carga corriente de hollín para suministrar así el efecto de las dispersiones de los captadores para regenerar menos a menudo el filtro de partículas y, al fin, contribuir a la reducción del consumo de carburante del motor.

Otras características y ventajas de la invención se verán más claramente a partir de la descripción que de ella se hace más adelante, a título indicativo y de ningún modo limitativo, con referencia a los dibujos anejos, en los que:

la figura 1 ilustra esquemáticamente un dispositivo que permite aplicar el procedimiento según la invención montado en un vehículo y que conviene para la aplicación del procedimiento de estimación según la invención; la figura 2 representa una aplicación de un procedimiento de la invención en la que un primer estimador de la masa de hollín está acoplado a un segundo estimador adaptado a una fase denominada de regeneración; la figura 3 representa una aplicación de un procedimiento de la invención en la que un primer estimador está acoplado a un tercer estimador adaptado a una fase de arranque en frío; la figura 4 ilustra esquemáticamente una sucesión de etapas del procedimiento según la invención que comprende tres estimadores que corresponden respectivamente a tres modos de funcionamiento motor.

Como se ha anunciado anteriormente y se ha ilustrado en la figura 1, la figura se refiere según un primer aspecto a un procedimiento de estimación 1 adaptativa de una carga corriente MC de hollín 20 de un filtro 21 de partículas, indicado como FAP a lo largo de la descripción. Este último muestra en sus bornes 211, 212 una presión diferencial P y está dispuesto en un tubo de escape 22 de un motor 2 de combustión interna. El procedimiento de estimación 1 es aplicado por un calculador 3 asociado a unos medios de medida de la presión diferencial P y a unos medios de determinación de un caudal volumétrico Q de los gases de escape G en el tubo de escape 22.

Como está ilustrado en la figura 1, el calculador 3 está asociado:

a un captador diferencial 4 adaptado para medir la presión diferencial P, y a un medio 5 adaptado para determinar un caudal volumétrico Q de los gases de escape G en el tubo de escape 22.

Como está ilustrado en la figura 1, el motor 2 y el calculador 3 están montados en un vehículo 6, por ejemplo, en un vehículo automóvil.

El calculador 3 está preferiblemente provisto:

de una unidad central de tratamiento denominada CPU (en inglés Central Processing Unit) , por ejemplo, multitarea, y de unos medios de memorización no representados para registrar datos y/o informaciones.

La invención permite tener en cuenta diferentes modos de funcionamiento motor aplicables al vehículo con el fin de limitar las dispersiones debidas a los errores de los captadores en el cálculo de la masa de hollín en el FAP, sobre todo las dispersiones de medida. En efecto, según el modo aplicado de funcionamiento del motor, el filtro de partículas tiene unas fases de funcionamiento diferentes. Dichas fases de funcionamiento del FAP tienen unas condiciones iniciales y un modelo de estimación de la masa de hollín que es propio del modo de funcionamiento motor. El procedimiento de la invención permite por lo tanto, teniendo en cuenta el modo de funcionamiento motor, corregir el sesgo provocado por el modo de funcionamiento del FAP y por lo tanto estimar una masa de hollín presente en el filtro de partículas de una manera más fiable.

A un modo de funcionamiento motor dado corresponde una fase de funcionamiento del filtro de partículas.

El procedimiento de la invención permite identificar el modo de funcionamiento motor entre:

- un primer modo de funcionamiento nominal, indicado como R0, para el cual un primer conjunto de condiciones predeterminadas permite ejecutar un primer estimador de la masa de hollín en el FAP; -un segundo modo de funcionamiento... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de estimación (1) adaptativa de una carga corriente (MC) de hollín (20) de un filtro (21) de partículas que muestra en sus bornes (211, 212) una presión diferencial (P) , y dispuesto en un tubo de escape (22) de un motor (2) de combustión interna, el procedimiento de estimación (1) es aplicado por un calculador (3) asociado:

a un captador diferencial (4) adaptado a medir la presión diferencial (P) , y;

a un medio (5) adaptado a determinar un caudal volumétrico (Q) de los gases de escape (G) en el tubo de escape (22) ,

el procedimiento de estimación (1) comprende:

una etapa de selección de una masa a partir de una primera cartografía (31) de hollín inicial residual (mR0, mR1, mR2) que corresponde a un modo de funcionamiento motor,

una primera etapa de determinación del caudal volumétrico (Q) ,

una segunda etapa de medida de la presión diferencial (P) ,

caracterizado por que el procedimiento de estimación (1) tiene las siguientes etapas que consisten en:

seleccionar una presión diferencial modelizada (pR0, pR1, pR2) a partir de una segunda cartografía (32) prerregistrada que permite establecer un valor de presión diferencial modelizada (pR0, pR1, pR2) para una masa de hollín dada y un caudal de escape dado;

comparar el caudal volumétrico de escape determinado (Q) con un umbral de caudal volumétrico de escape (Q0, Q1, Q2) prerregistrado y que corresponde a un modo de funcionamiento motor, cuando el caudal volumétrico de escape determinado (Q) es superior al umbral, el procedimiento comprende además:

o una etapa de cálculo de una primera diferencia (0, 1, 2) , para dicho caudal volumétrico determinado (Q) , entre la presión diferencial medida (P) y la presión diferencial modelizada (pR0, pR1, pR2) ;

o una etapa de cálculo de una segunda diferencia (R0, R1, R2) obtenida por el producto de la primera diferencia (0, 1, 2) por una ganancia (K0, K1, K2) prerregistrada y que corresponde a un modo de funcionamiento motor.

2. Procedimiento de estimación (1) adaptativa de una carga corriente (MC) según la reivindicación 1, caracterizado por que un primer modo de funcionamiento motor (R1) corresponde a un modo normal de funcionamiento del motor en el que la ganancia prerregistrada es una primera ganancia K0 y en el que un modelo de emisión (ME) del caudal de escape permite definir un primer umbral de caudal volumétrico de escape (Q0) , dicho procedimiento permite calcular la carga corriente (MC) de hollín (20) del filtro (21) a partir de la suma de la masa característica (mR0) y de la segunda diferencia (R0) .

3. Procedimiento de estimación (1) adaptativa de una carga corriente (MC) según la reivindicación 1, caracterizado por que un segundo modo de funcionamiento motor corresponde a una fase de regeneración del filtro de partículas, el procedimiento comprende la definición de una segunda ganancia (K1) y de un segundo umbral de caudal volumétrico de escape (Q1) , la masa de hollín seleccionada es incrementada con la segunda diferencia (R1) y reinyectada en la etapa de selección de la masa de hollín del procedimiento.

4. Procedimiento de estimación (1) adaptativa de una carga corriente (MC) que comprende un primer procedimiento según la reivindicación 2, denominado primer estimador (40) , y un segundo procedimiento según la reivindicación 3, denominado segundo estimador (41) , caracterizado por que una etapa de identificación del modo de funcionamiento motor (R1, R2) permite proporcionar, según el modo de funcionamiento del motor, la etapa de selección del primer estimador (40) :

o bien con el valor de la masa corriente de hollín calculada a partir del primer estimador;

o bien con la suma de:

la carga corriente de hollín (MC) calculada a partir del primer estimador, y de la segunda diferencia (R1) calculada a partir del segundo estimador.

5. Procedimiento de estimación (1) adaptativa de una carga corriente (MC) según la reivindicación 1, caracterizado por que un tercer modo de funcionamiento motor corresponde a una fase de compensación en frío, en la que la ganancia prerregistrada es una tercera ganancia K2 y en la que un modelo de emisión del caudal de escape permite definir un tercer umbral de caudal volumétrico de escape (Q2) , la masa de hollín seleccionada es incrementada con la segunda diferencia (R2) y reinyectada en la etapa de selección de la masa de hollín del procedimiento.

6. Procedimiento de estimación (1) adaptativa de una carga corriente (MC) que comprende el primer estimador según la reivindicación 2 y un tercer procedimiento según la reivindicación 5, denominado tercer estimador, caracterizado por que una etapa de identificación del modo de funcionamiento motor (R1, R3, ) permite proporcionar, según el modo de funcionamiento motor, la etapa de selección del primer procedimiento:

o bien con el valor de la masa corriente de hollín calculada a partir del primer estimador; bien con el valor obtenido:

de la suma de la carga corriente de hollín (MC) y de la segunda diferencia (R0) calculadas a partir del primer estimador, y; de la sustracción de dicha suma anteriormente obtenida de la segunda diferencia (R2) calculada a partir del tercer estimador.

7. Procedimiento de estimación (1) adaptativa de una carga corriente (MC) que comprende el primer estimador, el segundo estimador y el tercer estimador según las reivindicaciones 2, 3 y 5, caracterizado por que una etapa de identificación del modo de funcionamiento motor (R1, R2, R3) permite asistir, según el modo de funcionamiento del motor, en la etapa de selección del primer procedimiento:

o bien con el valor de la masa corriente de hollín calculada a partir del primer estimador;

o bien con el valor obtenido de una primera función que consiste en hacer la suma de:

la carga corriente de hollín (MC) calculada a partir del primer estimador con; la segunda diferencia (R1) calculada a partir del segundo estimador;

o bien con el valor obtenido de una primera función que consiste:

en hacer la suma de la carga corriente de hollín (MC) y de la segunda diferencia (R0) calculadas a partir del primer estimador y; en sustraer de la suma anteriormente obtenida la segunda diferencia (R2) calculada a partir del tercer estimador.

8. Procedimiento de estimación (1) adaptativa de una carga corriente (MC) según una de las reivindicaciones 4, 6 o 7, caracterizado por que los estimadores son ejecutados simultáneamente.

9. Procedimiento de estimación (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por que el segundo umbral (Q1) es inferior al primer umbral (Q0) y por que la segunda ganancia (K1) comprende al menos un valor superior a los de la primera ganancia (K0) .

10. Procedimiento de estimación (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado por que el primer y el segundo umbral (Q0) , (Q1) muestran una primera relación del uno con respecto al otro inferior o igual a tres y medio: Q0/Q1 3, 5, y por que la segunda y la primera ganancia (K1) , (K0) muestran una segunda relación de la una sobre la otra inferior o igual a diez: K1/K0 10.