BR9904225B1 - método para controlar a força da mistura ar/combustìvel fornecida a um motor de combustão interna. - Google Patents
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Description
Método para controlar a força da mistura ar/combustível fornecida a um motor decombustão interna
A presente invenção é relativa a um método para controlara força da mistura ar/combustível fornecida a um motor de combustão interna.
Em particular, a presente invenção é relativa a um métodopara controlar a força de uma mistura após o motor entra na condição de operaçãoconhecida como condição de corte ("cut-off"), durante a qual o suprimento decombustível aos cilindros do motor é interrompido.
Durante as condições de corte, o conversor catalítico, oqual é arranjado ao longo do tubo de exaustão do motor, é atuante em um fluxo de arpuro, atuando tal como um pulmão, armazenando oxigênio.
Como já conhecido, a máxima eficiência de um conversorcatalítico, nomeadamente a capacidade de eliminar sucessivamente as substânciaspoluentes presentes nos gases de combustão, dependendo esta da força da misturafornecida ao motor e do estado de conservação do conversor em si, nomeadamentena quantidade de oxigênio a qual foi armazenado. Em particular, o conversor catalíticorealiza a ação catalítica com a máxima eficiência se a força da mistura fornecida aomotor é dentro de um parâmetro dado centrado em torno de um valor de um e se aquantidade de oxigênio armazenado é em qualquer caso menor que um valor de limiarpré-definido.
Durante a condição de corte, o conversor catalítico, sendoatuante na entrada de ar do motor, armazena uma quantidade de oxigênio a qual émuito maior que o valor de limiar e conseqüentemente é feito para operar numa zonade baixa eficiência.
Ao final da condição de corte, a despeito do fato que aforça objetivo próxima do valor de um é definida, o conversor catalítico é incapaz deeliminar corretamente as substâncias poluentes em função do excesso de oxigênioarmazenado.
Conseqüentemente, para o todo tempo requerido peloconversor para disponibilizar este excesso de oxigênio, a emissão de poluentes não éminimizada.
No momento, no final da condição de corte, a forçaobjetivo é corrigida de um modo o qual tende a enriquecer a mistura fornecida aomotor de maneira a prevenir o motor em enguiçar. O enriquecimento da mistura é feitaindependentemente do estado do conversor catalítico. Este enriquecimento tem umefeito benéfico no conversor tal que permite disponibilizar parte do oxigênioarmazenado, mas, sendo independente do estado do conversor em si (por exemplo naquantidade de oxigênio armazenado), pode as vezes ser excessivo em detrimento doconsumo de combustível e da emissão de substâncias poluentes ou, alternativamente,pode ser insuficiente em detrimento do tempo durante o qual o conversor não estáoperando em alta eficiência.
O objeto da presente invenção é tal que prove um métodopara controlar a força a qual, dependendo do estado do conversor catalítico (porexemplo a quantidade de oxigênio armazenado), minimiza o tempo durante o qual oconversor catalítico é não operativo em alta eficiência e no final da condição de cortede combustível.
A presente invenção será agora descrita com referênciaaos desenhos em anexo a qual ilustra de modo exemplificativo e não Iimitativo umaconfiguração da mesma, na qual:
- figura 1 mostra esquematicamente um dispositivo para controlar a força de umamistura fornecida a um motor de combustão interna provido de acordo com osprincípios da presente invenção;
- figura 2 mostra esquematicamente um diagrama de blocos funcional do dispositivo deacordo com a figura 1 e habilitado para estimar a quantidade de oxigênioarmazenado no conversor catalítico;
- figura 3 mostra a progressão da capacidade máxima de armazenamento de oxigêniodo conversor catalítico como função da temperatura do conversor em si;
- figura 4 mostra esquematicamente um outro diagrama de blocos funcional dodispositivo de acordo com a figura 1; e
- figuras 5 a 9 mostram a progressão temporal de certos parâmetros os quais sãoparticularmente significantes de acordo com o método da presente invenção.
Com referência a figura 1, 1 denota em sua totalidade umdispositivo para controlar a força da mistura ar/combustível fornecida a um motor 2 decombustão interna, em particular um motor a petróleo. Tal como conhecido, a força damistura ar/combustível é definida pela taxa ar/combustível A/F normalizada para a taxaar/combustível estequiométrica (igual a 14,57).
O motor 2 tem um duto de entrada 3 para suprir um fluxode ar para os cilindros (não mostrados) do motor, um sistema 4 para injetar o petróleodentro dos cilindros atuais, e um tudo de exaustão 5 para levar para fora do motor osgases carburados.
O duto de exaustão 5 tem, arranjado ao longo do mesmo,um conversor catalítico 6 (de tipo já conhecido e por exemplo compreendendo a umaunidade de conversão pré-catalitica) para eliminar as substâncias poluentes presentesnos gases de exaustão.
O dispositivo de controle 1 compreende uma unidade decontrole central 7 (mostrada esquematicamente na figura 1) a qual é responsável porgerenciar a operação do motor. A unidade de controle central 7 recebe como entradauma pluralidade de sinais de dados P medidos no motor 2, (por exemplo número derpm, taxa de fluxo de ar, ar de entrada, etc.) junto com os sinais P relativos a dadosexternos ao motor (por exemplo, posicionamento do pedal do acelerador, etc.) e éhabilitado para operar o sistema de injeção 4 de maneira a regular a quantidade depetróleo a ser fornecido aos cilindros.
O dispositivo 1 cooperando com os dois sensores deoxigênio 8 e 9 do tipo conhecido, os quais são arranjados ao longo do tubo 5respectivamente a montante e a jusante do conversor catalítico 6 e são habilitadospara prover informações relativas a composição estequiométrica dos gases deexaustão a montante e a jusante do conversor catalítico 6 em si. Em particular osensor 8 (consistindo, por exemplo, uma sonda UEGO) é habilitado para enviar umsinal de reação V1 indicando a composição dos gases de exaustão a montante doconversor catalítico 6 e conseqüentemente correlacionado com a força da misturafornecida ao motor. O sensor 9 (consistindo, por exemplo, de uma sonda LAMBDA) éhabilitado para enviar um sinal V2 indicando a composição estequiométrica dos gasesintroduzidos no ambiente externo e conseqüentemente correlato com a força dosgases de emissão.
O sinal V1 é fornecida para uma circuito de conversão 11do tipo conhecido, o qual é habilitado para habilitar conversão do sinal V1 em si em umparâmetro digital (XIm) representando a força da mistura fornecida ao motor 2 edefinida por:
<formula>formula see original document page 4</formula>
onde (A/F) meas representa o valor da taxa ar/combustível medido pelo sensor 8 ecorrelato ao sinal V1 e (A/F) stoich representa o valor da taxa ar/combustívelestequiométrico igual a 14,57. Em particular, se o valor do parâmetro Xlm é maior queum (λΙιτι > 1) a mistura fornecida ao motor 2 é dita ser desviada, onde se o valor doparâmetro Xlm é menor que um (Xlm < 1) a mistura fornecida ao motor 2 é dita ser rica.
O parâmetro digital Xlm é fornecido para uma entradasubstratora 12a de um nó adicional 12 tendo, em adição uma entrada adicional 12 aqual é fornecida com o valor digital de um parâmetro Xob representando uma forçaobjetivo e definida como :
<formula>formula see original document page 5</formula>
onde (A/F) targ representa o valor da taxa ar/combustível objetivo a qual é desejadapara alcançar e (A/F) stoich é o valor da taxa estequiométrica ar/combustível (igual a14,57).
O parâmetro λob é a de saída (em um modo conhecido)de uma tabela eletrônica 13 na qual ao menos alguns dos sinais de dados P (porexemplo, os relativos ao número de rpm, a carga aplicada ao motor 2, etc. ) sãoentrada.
O nó 12 por conseguinte envia um parâmetro de erro Δλindicando a divergência entre o parâmetro objetivo Xob e o parâmetro λίπη,nomeadamente:
<formula>formula see original document page 5</formula>
O parâmetro de erro Δλ é então fornecido ao circuito deprocessamento 14 (de um tipo conhecido) o qual, na base da força objetivo Xob e ovalor do parâmetro de erro Δλ, determina a quantidade de combustível efetivo Qeff aqual o sistema de injeção 4 deve injetar dentro do cilindro durante os ciclos do motor.
Um circuito fechado de retorno, ou sistema de circuitofechado de retorno, é desta maneira provido para a força da mistura, a qual é desejadae reduzindo a zero o parâmetro de erro Δλ de maneira que a força medida (λΐηι) seguea progressão da força objetivo ^ob).
De acordo com o mostrado na figura 1, o sinal V2 desaída pelo sensor 9 é fornecido ao circuito de processamento 15 de um tipo conhecido,o qual é habilitado para processar de maneira a produzir um parâmetro de correçãoK022 o qual é alimentado a uma entrada 16a de um seletor 16. O seletor tem umasegunda entrada 16b e uma saída 16u conectada a uma conseqüente entradaadicional 12c do nó 12. O seletor 16 é habilitado para conectar seletivamente ealternativamente as entradas 16a e 16b a saída 16u em si dependendo do valor dosinal binário ABIL de saída de um bloco de controle 17,a função a qual ficará aparenteem seguida. Em particular, quando o sinal ABIL assume um alto nível lógico, oparâmetro K022 de saída pelo circuito 12 é alimentado ao nó 12 de maneira a corrigiro parâmetro de erro Δλ de acordo com a expressão Δλ= λob - λΙηι + K022.
Desta maneira, quando o sinal ABIL assume o mais altonível lógico, e um circuito fechado de controle adicional (definido pelo sensor 9 e ocircuito 15) é fechado, dito circuito fechado sendo habilitado para aumentar o controlede retorno provido pelo circuito fechado compreendendo o sensor 8. Como jáconhecido, este circuito fechado de controle adicional (correntemente presente emdispositivos de controle disponíveis comercialmente) permite a compensação dequalquer tendência de fenômenos introduzidos pelo circuito fechado de controlecompreendendo o sensor 8, trazendo em consideração a composição dos gases deexaustão emitidos na atmosfera, nomeadamente a força efetiva antes da descarga, aqual é definida pelo parâmetro:
<formula>formula see original document page 6</formula>
onde (A/F) targ representa o valor da taxa ar/combustível medida pelo sensor 9 ecorrelato ao sinal V2.
O conversor catalítico 6 tem a capacidade de armazenaroxigênio e realizar a ação catalítica pela troca do oxigênio com os gases de exaustãoque entram, nomeadamente por redução e oxigenação. A eficiência do conversorcatalítico 6, nomeadamente sua capacidade de eliminar os poluentes, é dependenteambos da força λΙιτι da mistura e o estado do conversor catalítico 6 em si,nomeadamente na quantidade de oxigênio armazenado OXim. Em particular, amáxima eficiência é obtida quando a força Xlm é dentro de um dado intervalo dadocentrado em torno de um valor de um (força estequiométrica) e, ao mesmo tempo, aquantidade de oxigênio armazenado OXim é menor que o valor dado de limiar OXth.
Quando o motor 2 está operando na condição conhecidacomo condição de corte de combustível ("cut-off"), por exemplo seguindo a diminuiçãodo pedal do acelerador, a unidade de controle central 7 causa interrupção dosuprimento de combustível aos cilindros (Qeff = 0), desabilitando de um modoconhecido os dois acima mencionados controles de circuito fechado.Conseqüentemente, o conversor catalítico 6 é atuante em um fluxo de ar puro ecomeça a armazenar o oxigênio. A quantidade de oxigênio acumulado começa atornar-se maior que o valor de limiar OXth e, conseqüentemente, o conversor catalítico6 é operacional em uma zona de baixa eficiência em termos de eliminação desubstâncias poluentes.
Ao final da condição de corte, a unidade de controlecentral 7 reabilita de um modo conhecido o circuito fechado de controlecompreendendo o sensor 8 e, a despeito do fato de uma força objetivoaproximadamente estequiométrica Xob ser definida (e a força Xlm medida pelo sensor8 rapidamente cai abaixo do valor estequiométrico), o conversor catalítico 6 não éimediatamente habilitado para operar em sua máxima eficiência desde o excesso deoxigênio armazenado.
De acordo com a presente invenção, o dispositivo decontrole 1 compreende um bloco lógico 18 para correção da força de objetivo Xob1habilitado para obter a otimização da performance do conversor catalítico 6 (econseqüentemente minimizando a emissão de poluentes) quando o motor 2 não émenor do que a condição de operação de corte. O bloco de correção 18 tem a funçãode acelerar a restauração da máxima eficiência do conversor catalítico 6 no término dacondição de corte e , para este propósito, é habilitado para uma saída de umparâmetro Δλοχ para correção da força objetivo Xob de maneira a causar oenriquecimento da mistura dependendo do estado do conversor catalítico 6 em si edesta maneira permitindo rápida disponibilidade do excesso de oxigênio armazenado.Em particular (veja figura 1), o parâmetro de correção Δλοχ é fornecido por umaentrada 16b de um seletor 16 e é habilitada para corrigir o parâmetro de erro Δλ ( deacordo com a expressão: Δλ=λob - Xlm + Δλοχ) quando o sinal ABIL, saída do bloco 17,assume um baixo nível lógico.
De acordo com a invenção, o bloco de controle 17 estáhabilitado para gerenciar correções da força objetivo Xob (por meios de habilitar oudesabilitar o bloco 18 e o circuito fechado de controle compreendendo o sensor 9)durante o período de tempo seguinte ao fim da condição de corte do motor. Emparticular, o bloco 17 produz um valor de baixo nível lógico do sinal ABIL o mais cedode modo que o motor não esteja por longo tempo na condição de corte, de maneira apermitir o bloco 18 a corrigir a força de objetivo Xob e manter o circuito fechado decontrole compreendendo o sensor 9 desabilitado. Quando o conversor catalítico 6deixa disponível o excesso de oxigênio armazenado e retorna ao estado de operaçãode alta eficiência, o bloco 17 emite o baixo nível lógico do sinal ABIL, habilitando ocircuito fechado de controle compreendendo o sensor 9.
O bloco de correção 18 compreende um bloco deestimativa 19 habilitado a estimar a quantidade de oxigênio OXim armazenado peloconversor catalítico 6 durante a condição de corte e ao final da condição em si, e umbloco de processamento 20 habilitado a emitir o parâmetro Δλοχ para correção doobjetivo alvo Xob em relação a quantidade de oxigênio OXim estimada pelo bloco 19.
A figura 2 mostra o bloco de estimativa 19 o qual defineum modelo para estimar a quantidade de oxigênio OXim armazenado no conversorcatalítico 6. O bloco 19 recebe como entrada a taxa do fluxo de ar que entra Qair e temum multiplicador 21 habilitado a multiplicar pela taxa O/Air definindo a porcentagem deoxigênio no ar, de maneira a emitir a taxa do fluxo de ar que entra Qox. A taxa de fluxoQox conseqüentemente representa a taxa de fluxo de oxigênio a qual pode serfornecida ao conversor catalítico 6 se nenhum ciclo de combustão ocorrer dentro doscilindros.
A taxa de fluxo Qox é então multiplicada em ummultiplicador 23 por um termo definido pela diferença entre a força Xlm medida pormeio do sensor 8 e a força estequiométrica (Valor de 1) de maneira a produzir a taxade fluxo Qoxfree de oxigênio livre nos gases de exaustão entrando no conversorcatalítico 6. A taxa de fluxo Qoxfree é então calculada de acordo com a expressão:
Qoxfree= Qox ( Xlm - 1 ).
Quando tem-se uma força estequiométrica Xlm (Xlm = 1) ataxa de fluxo Qoxfree é zero desde que não exista oxigênio livre nos gases de exaustão;quando tem-se uma força Xlm que é desviada (Xlm > 1) a taxa de fluxo Qoxfree assumeum valor positivo, indicando a possibilidade de oxigênio livre nos gases de exaustãoentrando no conversor catalítico 6 e conseqüentemente a possibilidade dearmazenamento de oxigênio pelo conversor catalítico 6 em si; quando tem-se umaforça Xlm a qual é rica (Xlm < 1) a taxa de fluxo Qoxfree assume um valor negativo,indicando uma falta de oxigênio livre em tais gases e conseqüentemente anecessidade do conversor catalítico 6 de compensar para esta deficiência pelaextração acima do oxigênio armazenado.
Apenas uma parte do oxigênio livre presente nos gasesde exaustão pode ser armazenado pelo conversor catalítico 6 e, da mesma maneira,apenas uma parte do oxigênio requerido do conversor catalítico 6 pode ser extraído demaneira a compensar a acima mencionada deficiência. Conseqüentemente a taxa defluxo Qoxfree é multiplicada por um fator de troca Kexc em um multiplicador 24 demaneira a produzir uma taxa de fluxo de oxigênio Qoxexc a qual pode ser trocada entreo conversor catalítico 6 e os gases de exaustão ( Qoxexc = Kexc Qoxfree). O fator de trocaKexc é uma constante a qual assume um primeiro valor dado se a força Xlm é desviada(Xlm >1), onde assume um segundo valor dado se a força Xlm for rica (Xlm < 1).
A taxa de fluxo Qoxexc do oxigênio a qual pode ser trocadaentre os gases de exaustão e o conversor catalítico 6 é então integrada todo tempodentro do bloco 25 de maneira a oferecer a quantidade de oxigênio Oxim armazenadadurante a integração do intervalo de tempo. Esta integração é realizada o mais cedoque o motor entre na condição de corte, assumindo que a quantidade inicial deoxigênio contida no conversor catalítico é igual ao valor de calibraçãoaproximadamente equivalente ao dito valor de limiar OXth. Fazendo isto, o bloco 25fornece como saída o tempo de evolução da quantidade OXim de oxigênioarmazenado no conversor catalítico 6.
A quantidade OXim de oxigênio armazenado obtido pormeio de integração pode não ser menor que um valor mínimo zero (conversor catalíticovazio) e pode não exceder um valor limite máximo OXmax definindo a capacidade dearmazenamento OXmax do conversor catalítico; de maneira a expressar isto, um blocode saturação 26 habilitado a limitar a quantidade OXim do oxigênio armazenado acapacidade máxima OXmax pode ser incorporado ao modelo.
De acordo com o mostrado na figura 3, o modelo (definidopelo bloco 19) toma em consideração do fato que a capacidade de armazenagemOXmax do conversor catalítico é dependente uma vez da temperatura Tcat do próprioconversor catalítico. A dependência da capacidade máxima OXmax na temperaturaTcat foi modelada por meio de uma progressão ilustrada na figura 3. Em particular, sea temperatura Tcat é menor que um valor de limiar Tinf (em torno de 300 0C), oconversor catalítico é incapaz de trocar oxigênio com os gases de exaustão (OXmax =0); se a temperatura Tcat é maior que um valor de limiar Tsup (em torno de 400 °C), acapacidade OXmax alcança o limite físico OXmaxM, o qual representa a capacidademáxima de armazenagem do conversor catalítico; se, finalmente, a temperatura Tcatestá dentro de uma faixa (Tinf - Tsup), a capacidade OXmax varia linearmente com atemperatura Tcat em si.
Com referência a figura 4, o bloco 0 será agora descrito;dito bloco, como mencionado, calcula o parâmetro de correção Δλοχ a ser aplicado aforça objetivo Xob (figura 1) o mais cedo que o motor não esteja por longo tempo nacondição de corte, de maneira a enriquecer a mistura e permitir a restauração dacondição de alta eficiência do conversor catalítico 6.
No bloco 20 a quantidade OXim do oxigênio armazenado(saída do bloco 19) é fornecida a um subtrator de entrada 28 de um nó adicional 28tendo uma entrada adicional 28 a qual é suprida com o valor de limiar OXth indicando aquantidade de oxigênio alem da qual o conversor catalítico 6 opera em baixaeficiência. O nó 28 emite um parâmetro de erro ΔΟΧ definido por uma divergênciaentre a quantidade OXim e o valor de limiar OXth (ΔΟΧ = OXth - OXim). O parâmetro deerro ΔΟΧ é suprido por um multiplicador 29 onde é multiplicado por um parâmetro decontrole KfueIox ( o qual pode ser mudado) de maneira a produzir o parâmetro Δλοχdefinindo a correção a ser feita a força objetivo Xob.
O parâmetro Δλοχ o qual define a correção negativa a serfeita a força Xob é então suprida a um bloco de saturação 30 onde o seu limite inferioré definido por um valor de limiar AXoxmin de maneira a evitar produzir uma correçãoexagerada. A saída do bloco 30 desta maneira representa o parâmetro de correçãoΔΧοχ a ser fornecido a entrada 16b do seletor 16 (figura 1). Desta maneira, a correçãoda força objetivo Xob é proporcional a quantidade de oxigênio OXim armazenada noconversor catalítico 6.
As figuras 5 a 9 mostram em gráfico formas deprogressão de tempo da força Xlm medidas a montante do conversor catalítico 6(figura 5), o sinal V2 de saída do sensor 9 (figura 6), a quantidade OXim de oxigênioarmazenado (figura 7), o parâmetro de correção Δλοχemitido do bloco 20 e o sinal ABILde saída do bloco 17. Esta progressão ilustra a performance do dispositivo de controle1 quando o motor esta na condição de corte e no final desta condição. Em particular, omais cedo que o motor entrar na condição de corte, a força Xlm aumenta enormementee a quantidade OXim de oxigênio armazenado no conversor catalítico 6 (estimado pelobloco 19) começa a aumentar com respeito ao valor inicial OXth até se distanciar, porexemplo, da capacidade de armazenagem OXmax. Ao mesmo tempo, o sinal V2 desaída pelo sensor 9 cai a um valor de aproximadamente zero, indicando que os gasesintroduzidos no ambiente externo são ricos em oxigênio.
Quando o motor esta na condição de corte, ambos oscontroles de circuito fechado de retorno são desabilitados e os sinais de saída V1 e V2dos sensores 8 e 9 continuam a ser medidos.
Ao final da condição de corte, o circuito fechado decontrole compreendendo o sento 8 é habilitado e, desta maneira, a força objetivo Xob édefinida para a mistura fornecida ao motor. Deve ser notado que genericamente, aofinal da condição de corte, a força objetivo Xob produzida pela tabela eletrônica 13 éaproximadamente estequiométrica.
Ao final da condição de corte, o sinal ABIL assume o nívellógico mais baixo, permitindo ao bloco 19 começar a aplicar o parâmetro de correçãoΔΧοχ a força objetivo Xob (figura 8), conseqüentemente a mistura fornecida ao motor éenriquecida e a força Xlm torna-se rica. Como resultado, é possível a começar a disporda quantidade OXim do oxigênio armazenado, o qual de fato diminui (figura 7).
A relação de proporcionalidade entre o parâmetro decorreção ΔΧοχ e a quantidade de excesso de oxigênio armazenado no conversorcatalítico assegura a correção da força objetivo Xob seja completada com um intervalode tempo finito T* (figura 8). Em particular, pela colocação do parâmetro Kfuei0x (figura4) é possível modular a amplitude do intervalo de tempo T* obtendo, por exemplo, umprogressão pulso-tipo do parâmetro de correção AXox (ver figura 8). O parâmetro KfueI0xé genericamente montado de maneira a obter o melhor compromisso possível entre aamplitude do intervalo de tempo T* e a máxima correção possível da força Xob.
Quando a quantidade OXim do oxigênio torna-se igualnovamente ao valor de limiar OXlh (por exemplo ΔΟΧ = 0), indicando o máximo daeficiência do conversor catalítico pode ter sido restaurada, o sinal ABIL (figura 9) trocae o circuito de controle fechado compreendendo o sensor 9 a jusante é reabilitado.
Da descrição acima pode ser entendido que o dispositivode controle 1 (e em particular o bloco 18), ao final da condição de corte, permiterestaurar a máxima eficiência do conversor catalítico, desse modo minimizando aemissão dos poluentes.
De acordo com a presente invenção, além disso, odispositivo de controle 1 é provido com um bloco funcional 32 (indicado pela linhatracejada na figura 1) habilitado para prover uma função de adaptação do modelo(bloco 19) a qual estima a quantidade OXim do oxigênio armazenado. Esta função deadaptação tem a intenção de compensar para as aproximações feitas pelo modelo emsi e, em particular, o envelhecimento do conversor catalítico 6, o qual, tal comoconhecido, resulta em uma redução na capacidade de armazenagem do conversorcatalítico em si.
No exemplo ilustrado, o parâmetro o qual é adaptado pelobloco 32 é a capacidade máxima de armazenamento do conversor catalítico OXmaxx(figura 3), o qual é de interesse particular, desde que permita um diagnóstico a serlevada com consideração ao estado de conservação do conversor catalítico 6. Afunção adaptação é aplicada seguindo as condição de corte onde a capacidademáxima de armazenamento do conversor catalítico 6 pode ser saturada, por exemplo,a quantidade OXm foi condicionada a capacidade máxima OXmaxm.
A função de adaptação é baseada no erro estimado domodelo (Bloco 19), o qual é relativo ao tempo o qual passa entre um instante ^ (figura7), quando o modelo indica que o oxigênio em excesso no conversor catalítico estácompletamente disponível (por exemplo ΔΟΧ = 0), e em um instante t2 (figura 6),quando o sinal V2 de saída do sensor 9 assume um dado valor de limiar dado V2th (oqual pode ser alterado), indicando uma força de emissão de exaustão a qual não édesviada por longo tempo. No exemplo mostrado na figura 6, o valor limiar V2lh é ovalor onde a progressão do sinal V2 troca inclinação, indicando eminente troca dosensor 9 a jusante (Sonda Lambda).
Se o instante ti precede o instante t2 (nomeadamente ooxigênio em excesso é disponível completamente antes do sinal V2 assumir o valorV2tg), isto significando que a capacidade máxima de armazenamento OXmaxw foisubestimada e, conseqüentemente, a máxima capacidade OXmaxM em si é adaptadapara aumentar em uma quantidade dada (por exemplo, em relação ao erro estimado).Se, por sua vez, o instante ti segue o instante t2 ( nomeadamente o sinal V2 assume ovalor V2,h antes do oxigênio em excesso estar completamente disponível), isto significaque a capacidade máxima de armazenamento OXmaxM foi superestimado e,conseqüentemente, ele é diminuído por uma quantidade dada (por exemplo, emrelação ao erro estimado). O valor adaptado da capacidade máxima dearmazenamento OXmaxM a qual será usada no bloco de estimativa 19 quando o motor2 entrar novamente na condição de corte.
No caso onde o sinal V2 assume o valor V2lh antes doexcesso de oxigênio ser usado, o bloco 32, além disso, é habilitado para levar aoperação de desligamento para zerar a operação no bloco 25 (ver figura 2) de maneiraa reduzir a zero o parâmetro de erro ΔΟΧ (figura 4) e prevenir a correção Δλοχ da forçaλο^ e conseqüente enriquecimento da mistura, sendo desnecessário mante-la.
Finalmente pode ser apontado que o bloco 32, por meiode adaptação da capacidade máxima OXim, permite um diagnóstico a ser feito doestado de conservação do conversor catalítico 6. De fato, se a capacidade máximaOXim o qual é adaptado continua a assumir valores menores que um limiar dadodurante um certo número de sucessivas condições de corte, o conversor catalítico 6pode ser considerado como gasto e o bloco 32 pode mandar sinal de perda deeficiência do mesmo.
Claims (15)
1. "Método para controlar a força da mistura ar/combustívelfornecida a um motor de combustão interna" (2) após o motor (2) estar em umacondição de operação de corte (cut-off) durante a qual um conversor catalítico (6)arranjado ao longo do tubo de exaustão (5) do motor (2) é influenciado por um fluxo dear e armazena oxigênio; o método compreendendo as etapas de:a) medir a força (XIm) da mistura fornecida ao motor por meios de um primeiro sensorde oxigênio (8) arranjado ao longo do tubo de exaustão (5) a montante do conversorcatalítico(6);b) estimar (19) a quantidade de oxigênio armazenado (Oxim) pelo conversor catalítico(6) na base da força (XIm) medida a montante do conversor catalítico (6) em si; ec) corrigir (20), na extremidade da condição de corte de combustível, a força de objetivo(Xob) da mistura a ser fornecida ao motor, com respeito a um valor estequiométricoaproximado, em relação a quantidade de oxigênio estimado (OXim), de maneira agarantir o enriquecimento controlado da mistura almejada a quantidade rápidadisponível do oxigênio armazenado pelo conversor catalítico (6).caracterizado pelo fato de dita etapa de correção (20) compreender aplicar (30) umparâmetro de correção (ΔΧοχ) a dita força de objetivo (Xob), dito parâmetro de correção(ΔΧοχ ) sendo determinado com base de ao menos parcialmente por uma funçãovariável continuamente de dita quantidade de oxigênio estimado (OXim)
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender as etapas de:d) comparar (12) a força (XIm) medida por meio de um primeiro sensor (8) com a forçade objetivo (Xob) de maneira a definir um parâmetro de erro (ΔΧ) representando adivergência entre a dita força de objetivo (Xob) e a força medida (Xlm);e) processar (14) o parâmetro de erro (ΔΧ) e a força de objetivo (Xob) de maneira adeterminar a quantidade de combustível efetiva (Qeff) a ser fornecida ao motor (2);a dita correção de acordo com o item c) sendo obtida pelaaplicação de dito parâmetro de correção (ΔΧοχ) a força de objetivo (Xob) quando o motornão está mais na condição de corte de combustível; a dita correção sendo mantida atéa quantidade de oxigênio armazenado (OXim) no conversor catalítico (6) ser maior queum valor de limiar dado (OXth).
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de durante a dita etapa de correção de acordo com a item c), uma correçãoadicional (K022) da força de objetivo (Xob) ;e mantida desabilitada (17, ABIL); a ditacorreção adicional (K022) sendo derivada de um processamento (15) de um sinal desaída (V2) de um segundo sensor de oxigênio (9) arranjado ao longo do tubo deexaustão (5) a jusante de um conversor catalítico (6).
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de habilitar (17, ABIL) dita correção adicional (K022) da força objetivo (λοό)quando a quantidade de oxigênio (OXim) armazenada no conversor catalítico (6) é iguala dito valor de limiar dado (OXth)1 indicando que a quantidade de oxigênio armazenadapelo conversor catalítico (6) durante a condição de corte de combustível tendoacontecido.
5. Método de acordo com as reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato de que a etapa de acordo com o item b) é feita por um modelo(19) de estimativa da quantidade de oxigênio (OXim) armazenada e compreende assub-etapas de:b1) calcular (21) taxa de fluxo (Qox) do oxigênio que entra no motor na base da taxa defluxo do ar que entra (Qair);b2) calcular (23) a taxa de fluxo (Qoxfree) do oxigênio livre nos gases de exaustãoentrando no conversor catalítico (6) na base da taxa de fluxo (Qox) do oxigênio deentrada e a divergência entre a força medida (Àlm) e a força estequiométrica;b3) calcular (24) a taxa de fluxo (Qoxexc) do oxigênio o qual pode ser trocado entre oconversor catalítico (6) e os gases de exaustão pela multiplicação de uma dada taxa defluxo (Qoxfree) por um fator de troca dado (Kexc); eb4) integrar (25) sobre o tempo a dada taxa de fluxo (Qoxexc) de oxigênio a qual podeser trocada entre o conversor catalítico (6) e os gases de exaustão, de maneira a seobter o tempo de evolução de dita quantidade de oxigênio (OXim) armazenado pelo ditoconversor catalítico (6).
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que dita etapa de estimativa de acordo com o item b) compreender, aindamais, as sub-etapas de:b5) limitar (26) a quantidade de oxigênio armazenado (OXim), obtido por meio de ditaintegração, a um valor limite superior definindo a capacidade de armazenamento deoxigênio (OXmax) do conversor catalítico (6).
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que dito valor limite superior definindo a quantidade de armazenamentomáxima do oxigênio (OXmax) do conversor catalítico (6) é dependente uma vez datemperatura (Tcat) do conversor catalítico (6) em si, o método compreendendo a etapade modelar a dependência de capacidade de armazenagem (OXmax) na temperatura(Tcat) por meio de uma função compreendendo:- uma seção constante com um valor zero se a temperatura é menor que um valor delimiar inferior (Tinf);- uma seção constante com um valor definindo a máxima capacidade dearmazenamento (OXmaxM) do conversor (6), se a temperatura (Tcat) é maior que umvalor de limiar superior (Tsup); e- uma seção de ligação se a temperatura (Tcat) está entre os ditos valores limiaressuperior e inferior (Tinf, Tsup).
8. Método de acordo com as reivindicações de 2 a 7,caracterizado pelo fato que em dita etapa de correção de acordo com o item c),compreender as sub-etapas de:c1) comparar (28) a quantidade de oxigênio (OXim) no presente armazenado noconversor catalítico (6) com o dito valor de limiar dado (Oxth)1 de maneira a produzir umparâmetro de divergência (ΔΟΧ);c2) multiplicar (29) o parâmetro de divergência (ΔΟΧ) por um parâmetro de controle(Kfueiox) o qual pode ser apontado de maneira a produzir o dito parâmetro de correção(Δλοχ) para dita força de objetivo (Àob).
9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que em dita etapa de correção de acordo com o item c) compreende aindaas etapas de:c3) saturar (30) o dito parâmetro de correção (Δλοχ) a um valor limite (Δλοχπ1,η) antes deaplicar a dita correção a força de objetivo ^ob).
10. Método de acordo com as reivindicações 5 a 9,caracterizado pelo fato de compreender, mais ainda, a etapa de prover (32) umafunção de adaptação a dito modelo (19) para estimativa da quantidade de oxigênio(OXim) armazenado no conversor catalítico (6); a dita função de adaptação adaptandoo modelo (19) de maneira a compensar para o envelhecimento do conversor catalítico(6) e as aproximação baseadas no modelo (19) em si.
11. Método de acordo com as reivindicações de 7 a 11,caracterizado pelo fato de aplicar a dita função de adaptação a dita modelo (19)seguindo as condições de corte de combustível durante a qual a quantidade deoxigênio (OXim) saturou a dita capacidade máxima de armazenamento (OXmaxM) doconversor catalítico (6).
12. Método de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de que a função de adaptação adapta a dita capacidademáxima de armazenamento de oxigênio (OXmaxM) do conversor catalítico (6) emrelação a um erro estimado do modelo (19), o erro estimado sendo relativo ao tempo oqual passa entre o primeiro instante ^1), quando a quantidade de oxigênio estimado(Oxim) assume o dito valor dado de limiar (Oxth), e um segundo instante (t2), quando odito sinal de saída de um segundo sensor (9) assume um dado valor (V2,h) indicando apresença de uma composição de gases introduzida na atmosfera a qual éaproximadamente estequiométrica.
13. Método de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de que dita função de adaptação aumenta a dita capacidademáxima de armazenamento (OXmaxw) do conversor catalítico (6) se no dito primeiroinstante (to precedendo o dito segundo instante (t2); a dita função de adaptaçãoO diminuindo a capacidade máxima de armazenamento (OXmaxw) do conversor catalítico(6) se dito primeiro instante ^1) segue o dito segundo instante (t2).
14. Método de acordo com as reivindicações 12 ou 13,caracterizado pelo fato de compreender as etapas de transferir um diagnóstico (32) doestado de desgaste do conversor catalítico (6) na base da capacidade máxima dearmazenamento (OXmaxw) oferecida pela dita função de adaptação.
15. Método de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o conversor catalítico (6) é considerado desgastado sea capacidade máxima de armazenamento (OXmaxw) oferecida pela função deadaptação é reconfirmada com menos que um valor mínimo dado na extremidade deO uma pluralidade de sucessivas condições de corte de combustível.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 08/02/2011, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |
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| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 21A ANUIDADE. |
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| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2595 DE 29-09-2020 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |