11 Número de publicación: Int. Cl.: 74 Agente: Ungría López, Javier

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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl.: F02D 41/14 (06.01) 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación : Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Método para estimar la cantidad de aire en un motor de combustión interna equipado con un circuito de recirculación de gas de escape. Prioridad: IT BO01A00 73 Titular/es: MAGNETI MARELLI POWERTRAIN S.p.A. Viale Aldo Borletti, 61/ Corbetta, IT 4 Fecha de publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Burgio, Gilberto; Palazzi, Alessandro; Ruggiano, Renzo y Suffritti, Mauro 4 Fecha de la publicación del folleto de la patente: Agente: Ungría López, Javier ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, Madrid

2 DESCRIPCIÓN Método para estimar la cantidad de aire en un motor de combustión interna equipado con un circuito de recirculación de gas de escape. La presente invención se refiere a un método para estimar la cantidad de aire limpio presente en los colectores de admisión y de escape de un motor de combustión interna con un circuito de recirculación (se conoce también como circuito EGR ). Como es sabido, el sistema de control de un motor de combustión interna debe admitir en cada cilindro y en cada ciclo una cantidad de combustible (es decir, gasolina o gasóleo) y una cantidad de comburente (es decir, de aire que contiene aproximadamente un % de oxígeno), determinadas de tal menara que hagan que la combustión tenga lugar en condiciones óptimas, para maximizar el rendimiento y reducir la generación de sustancias contaminantes. En motores de combustión interna, la cantidad de aire limpio que se admite en cada cilindro depende únicamente de la posición de la válvula de mariposa, mientras que en motores de combustión interna con circuito de recirculación, se recircula una parte de los gases presentes en el colector de escape y se admite en el colector de admisión, y de esta manera la cantidad de aire limpio que se admite en cada cilindro depende tanto de la posición de la válvula de mariposa como del caudal y composición de los gases de recirculación. En particular, el caudal del gas que se recircula puede alcanzar el % del caudal de la válvula de mariposa, y el porcentaje de aire limpio en los gases de escape puede alcanzar el 0%; es por lo tanto evidente que hasta el 1% del aire limpio presente en el colector de admisión se puede obtener a partir de la tubería de recirculación. Para permitir que el sistema de control de un motor de combustión interna con un circuito de recirculación funcione correctamente, es necesario proporcionar al propio sistema de control una estimación de la cantidad de aire limpio presente en los colectores de admisión y de escape, para permitir que el sistema de control accione tanto la válvula de mariposa como la válvula de recirculación, con el fin de admitir en cada cilindro la cantidad óptima de aire limpio, de acuerdo con la cantidad de combustible que se proporciona. Se sabe que para determinar una estimación en tiempo real de la cantidad de aire limpio presente en los colectores de admisión y de escape se puede emplear un par de sensores de oxígeno lineales, que se disponen respectivamente en el colector de admisión y en el colector de escape; sin embargo, esta solución es relativamente costosa, debido al elevado coste de los sensores de oxígeno lineales. También se ha propuesto estimar la cantidad de aire limpio presente en el colector de escape mediante la señal del sensor lambda que se dispone en la tubería de escape; sin embargo, la señal del sensor lambda que se dispone en la tubería de escape tiene retrasos que son muy largos (típicamente de aproximadamente 0 ms) en relación con la duración de un ciclo del motor (variable entre y 0 ms), y por lo tanto no permite que el sistema de control tenga niveles de control dinámico del rendimiento relativamente buenos (en particular en respuesta a variaciones bruscas). El siguiente artículo describe un método para estimar la cantidad de aire limpio presente en los colectores de admisión y de escape de un motor de combustión interna con un circuito de recirculación mediante un observador que se aplica al sistema, que modela el sistema físico constituido por el colector de admisión y el de escape. EGO Sensor Based Robust Output Control of EGR in Diesel Engine Alois Amstutz and Luigi R. Del RE 842 IEEE TRANSACTION ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY, IEEE INC. NEW YORK, US, vol. 3, no. 1,1 de marzo de 199 ( ), páginas 39-48, XP000089, ISSN: El objeto de la presente invención es proporcionar un método para estimar la cantidad de aire limpio presente en los colectores de admisión y de escape de un motor de combustión interna con un circuito de recirculación, que carece de los inconvenientes descritos anteriormente, y en particular que se acciona de forma sencilla y económica. De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para estimar la cantidad de aire limpio presente en los colectores de admisión y de escape de un motor de combustión interna con un circuito de recirculación, como se indica en las reivindicaciones adjuntas. La presente invención se describirá a continuación con referencia al dibujo adjunto, que muestra una realización no limitante de la misma, donde la figura adjunta es una vista esquemática de un motor de combustión interna con un circuito de recirculación que funciona de acuerdo con el método que es el objeto de la presente invención. En la figura 1, 1 indica el conjunto de un motor de combustión interna que está provisto de cuatro cilindros 2 (de los cuales uno se muestra en la figura 1), cada uno de los cuales está conectado a un colector de admisión 3 por medio de una respectiva válvula de admisión 4, y a un colector de escape por medio de una respectiva válvula de escape 6. El colector de admisión 3 recibe aire limpio (es decir, aire que se obtiene del medio externo, y que contiene aproximadamente un % de oxígeno), por medio de una válvula de mariposa 7, que se puede regular entre una posición de cierre y una posición de máxima apertura. A partir del colector de escape se extiende una tubería de escape 8, que termina en un silenciador (que es conocido y no se muestra), para emitir a la atmósfera los gases producidos por la combustión, y una tubería de recirculación 9, que conecta el colector de escape con el colector 2

3 de admisión 3, y que se regula mediante una válvula de recirculación, que se puede regular entre una posición de cierre y una posición de máxima apertura. 1 2 De acuerdo con una realización preferida, el combustible (por ejemplo, gasolina, gasóleo, metano, LPG, etc.) se inyecta directamente en cada cilindro 2, por medio de un inyector respectivo 11 de un tipo esencialmente conocido; de acuerdo con una realización diferente, que no se muestra y el inyector 11 o los inyectores 11 se disponen en el interior del colector de admisión 3. El motor 1 comprende adicionalmente una unidad de control 12, que en particular controla en cada ciclo la válvula de mariposa 7, la válvula de recirculación y los inyectores 11, para llenar los cilindros 2 con una cantidad de mezcla de comburente (aire limpio) y combustible, en una proporción que se determina de acuerdo a las condiciones operativas del motor 1, y es dependiente de las órdenes que se reciben del conductor. Hay un sensor lambda 13 conectado a la unidad de control 12, que se dispone físicamente en la tubería de escape 8, y puede determinar de una forma conocida la cantidad de oxígeno presente en los gases que contiene la propia tubería de escape 8. La unidad de control 12 está provista de un dispositivo estimador 14, que puede suministrar a la propia unidad de control 12 una estimación instante a instante de la masa m aira de aire limpio presente en el colector de admisión 3, y una estimación de la masa m airs de aire limpio presente en el colector de escape ; en particular, el dispositivo estimador 14 puede suministrar a la unidad de control 12 instante a instante una estimación del porcentaje % aira de aire limpio presente en el colector de admisión 3, y una estimación del porcentaje % airs de aire limpio presente en el colector de escape, comparados con las masas totales correspondientes de gas m colla y m colls presentes respectivamente en el colector de admisión y en el colector de escape. En otras palabras: % aira = 0 (m aira /m colla ) % airs = 0 (m airs /m colls ) Para estimar instante a instante la masa m aira de aire limpio presente en el colector de admisión 3 y la masa m airs de aire limpio presente en el colector de escape, el sistema físico constituido por los colectores de admisión 3 y de escape se modela con las ecuaciones diferenciales que regulan el proceso de mezcla de los gases en los propios colectores de admisión 3 y de escape : 3 4 en las que: dm th / es el caudal de aire que suministra la válvula de mariposa 7, que está compuesto íntegramente por aire limpio, ya que se obtiene directamente a partir de la atmósfera; 0 6 dm EGR / es el caudal de gas en la tubería de recirculación 9 que, ya que se obtiene a partir del colector de escape, contiene una fracción de aire limpio igual a m airs / m colls ; dm eng / es el caudal de gas que se suministra al cilindro 2 que, ya que se obtiene a partir del colector de admisión 3, contiene una fracción de aire limpio igual a m aira /m colla ; dm fuel / es el caudal de combustible que se inyecta en el cilindro 2, combustible que consume una cantidad de aire igual a su masa multiplicada por la proporción estequiométrica AF stech (que en el caso de aire/gasolina es igual a 14,6); y dm out / es el caudal de gas en la tubería de escape 8 que, ya que se obtiene a partir del colector de escape, contiene una fracción de aire limpio igual a m airs /m colls. Para simplificar las ecuaciones que se han proporcionado anteriormente, se asume que no hay acumulación de masa en el colector de escape ; en otras palabras, se asume que en el colector de escape, la variación del porcentaje % airs de aire limpio está causada exclusivamente por la variación de las concentraciones que aporta el cilindro 2, y no se ve afectada por la variación de acumulación de masa. Esta hipótesis es realista, y no introduce errores significativos, ya que el colector de escape generalmente tiene un volumen reducido (que es significativamente menor que el volumen del colector de admisión 3), y se resume en la siguiente ecuación: 3

4 dm out = dm eng + dm fuel dm EGR En base a esta hipótesis, las ecuaciones diferenciales que regulan el proceso de mezcla de los gases en los colectores de admisión 3 y de escape se transforman en: 1 Además de la modelación del sistema físico constituido por los colectores de admisión 3 y de escape que se ha descrito anteriormente, se modela el transporte de gas a través de la tubería de escape 8, hasta el sensor lambda 13, incluyendo el retraso de la respuesta del propio sensor lambda 13; el subsistema se aproxima con un filtro de primer orden, representado por la siguiente ecuación: 2 dm airlam = 1 t λ (m airlam m airs ) 3 4 en la que: m airlam es la masa de aire equivalente a la lectura de oxígeno que ha llevado a cabo el sensor lambda 13; y t λ es la constante temporal del filtro de primer orden, es decir, aproximadamente un tercio del tiempo de respuesta del sensor lambda 13. Se debe señalar que la masa equivalente m airlam de aire limpio no tiene significado físico, ya que no se produce un aumento de la densidad de la masa de gas en el sensor lambda 13; la masa m airlam de aire limpio equivalente representa la masa de aire que se obtendría en un colector hipotético situado en el punto de conexión del sensor, y lleno con gas con una masa equivalente a la masa total m colls de gas presente en el colector de escape. La masa m airlam de aire limpio equivalente se asocia con la medida λ del sensor lambda 13, mediante una proporción estadística conocida. Aplicando la ecuación de estado de los gases al colector de admisión 3, y al colector de escape, se obtienen las siguientes ecuaciones: m colla = P colla V colla R T colla 0 m colls = P colls V colls R T colls en las que: P colla es la presión del gas en el colector de admisión 3, que se mide en tiempo real mediante un sensor 1 de un tipo conocido que se dispone en el propio colector de admisión 3; T colla es la temperatura del gas en el colector de admisión 3; que se mide en tiempo real mediante el sensor 1; V colla es el volumen interno del colector de admisión 3, que es constante y conocido a partir de los datos de diseño del propio colector de admisión 3; P colls es la presión en el colector de escape, que se mide en tiempo real mediante un sensor 16 de un tipo conocido que se dispone en el propio colector de escape; 6 T colls es la temperatura del gas en el colector de escape ; que se mide en tiempo real mediante el sensor 16; V colls es el volumen interno del colector de escape, que es constante y conocido a partir de los datos de diseño del propio colector de escape ; 4

5 R es la constante de los gases presentes en los colectores de admisión 3 y de escape. La constante R varía según varía la composición de los gases presentes (en particular cuando varía el peso molecular de los gases presentes); sin embargo, la variación de la constante R entre el aire limpio y el gas de combustión es muy reducida, y en la primera aproximación de las ecuaciones anteriores, siempre es posible usar un único valor medio de la constante igual a 287 Pa m 3 /º K Kg. La descripción anterior se puede resumir en un sistema de tercer orden S, con coeficientes variables que recapitulan las ecuaciones: 1 2 Como variables de estado del sistema S, se selecciona la masa m aira de aire limpio presente en el colector de admisión 3, la masa m airs de aire limpio presente en el colector de escape, y la masa m airlam de aire limpio equivalente a la lectura de oxígeno que ha llevado a cabo el sensor lambda 13; estas variables de estado se describen mediante el vector x: 3 4 Como variables de entrada del sistema S, se seleccionan el caudal dm thr / de aire que suministra la válvula de mariposa 7, y el caudal dm fuel / de combustible que se inyecta en el cilindro 2; estas variables de entrada se describen mediante el vector u: 0 Finalmente, como variable de salida del sistema S se seleccionan la masa m airlam de aire limpio equivalente a la lectura que ha llevado a cabo el sensor lambda 13; esta variable de salida se describe mediante el vector y: 6 y = [m airlam ]

6 Las matrices A (u) y B de coeficientes y el vector C de coeficientes también se definen: Se debe señalar que uno de los elementos de la matriz A depende del caudal dm fuel / de combustible que se inyecta en el cilindro 2, es decir, de una de las entradas u; sin embargo, esta dependencia es relativamente baja, ya que en el cálculo del coeficiente de la matriz A, el caudal dm fuel / de combustible que se suministra en el cilindro 2 se suma al caudal dm engl / de aire que se suministra al cilindro 2, que es numéricamente mucho más significativo que el caudal dm fuel / del propio combustible. Esencialmente por lo tanto, los valores propios son estables, y se ven poco influidos por las entradas u, y por resta razón en la siguiente descripción, se desprecia la dependencia de la matriz A sobre las entradas u; sin embargo debe señalarse que los valores propios varían si el punto de aproximación varía. Para resumir la información precedente, el sistema S se recapitula mediante las ecuaciones: 6 El sistema S de ecuaciones diferenciales que determina las condiciones estacionarias (deriva cero y balance de masa en el colector de admisión 3) proporciona la siguiente ecuación, que asocia la medida λ del sensor lambda 13 (normalmente contenida entre 0,9 y 3) con la salida y del sistema dinámico S: 6

7 λ AF stech = dm thr dm fuel m airlam (λ) = m colls AF stech (λ 1) 1 + λ AF stech Las ecuaciones anteriores son suficientes para resumir para un observador O el estado x del sistema S, que (como puede determinarse fácilmente a partir de la bien conocida teoría de observadores) puede observarse cuando el siguiente factor determinante es distinto de cero: 1 2 y esta condición de distinto de cero siempre se aplica cuando el motor 1 está en movimiento. Si se resume el sistema S, se obtiene lo siguiente: donde las matrices x e y son los valores estimados de x e y (donde y es m airlam (λ) que se ha descrito anteriormente) A, B y C son las matrices del sistema real S que se han descrito anteriormente, y el vector K es la ganancia del observador O, por medio de la cual se fijan los polos del propio observador O. La forma final del observador O en el espacio de estado es: 6 El observador O que se ha descrito anteriormente es un observador O del estado de la composición del gas en el sistema de admisión/escape del motor 1, se implementa de una forma conocida en el dispositivo estimador 14, y se puede activar en cuanto se pone en marcha el motor 1. Ensayos experimentales han demostrado que es ventajoso esperar a que el motor 1 alcance la estabilidad térmica antes de activar el observador O. 7

8 1 2 La salida del observador O consiste en las estimaciones m airs y m airs de las masas de aire limpio presentes respectivamente en el colector de admisión 3 y en el colector de escape ; estas estimaciones se pueden expresar en forma de un porcentaje, ya que, a partir de la ecuación de los gases que se ha proporcionado anteriormente, se conocen las masas totales m colla y m colls que están presentes respectivamente en el colector de admisión 3 y en el colector de escape. El dispositivo estimador 1 puede suministrar de esta forma en tiempo real a la unidad de control 12 una estimación del porcentaje % aira de aire limpio presente en el colector de admisión, y una estimación del porcentaje % airs de aire limpio presente en el colector de escape, en relación a las correspondientes masas totales m colla y m colls de gas presentes respectivamente en el colector de admisión 3 y en el colector de escape. Durante el funcionamiento del motor 1, la unidad de control 12 usa las estimaciones de los porcentajes % aira y % airs de aire limpio presentes en el colector de admisión 3 y en el colector de escape, para controlar la válvula de mariposa 7, la válvula de recirculación y los inyectores 11, para llenar los cilindros 2 con una cantidad de mezcla de comburente (aire limpio) y combustible en una proporción que se determina de acuerdo con las condiciones operativas del motor 1, y de acuerdo con las órdenes que se reciben a partir del conductor. Preferiblemente, los objetivos del caudal de la válvula de recirculación (o válvula EGR) y de la válvula de mariposa 7 se indican como el caudal objetivo dm airtobj / de aire limpio que se requiere en el cilindro 2, y como la proporción objetiva EGR_EFF_OBJ entre el caudal dm airtobj / de gas que se suministra mediante la tubería de recirculación 9 y el caudal total dm eng / de gas que se suministra al cilindro 2; determinándose estos objetivos de una forma conocida mediante la unidad de control 12, de acuerdo con el punto de aproximación, para optimizar la combustión en el cilindro 2. El caudal objetivo dm airtobj / y la proporción objetiva EGR_EFF_OBJ se traducen en un caudal objetivo dm throbj/ de aire a través de la válvula de mariposa 7, y en un caudal objetivo dm EGRobj / de gas a través de la tubería de recirculación 9, para controlar la válvula de mariposa 7 y la válvula de recirculación directamente; implementándose esta traducción de los objetivos por medio de las siguientes ecuaciones: Debe señalarse que en el cálculo del caudal objetivo dm EGRobj / de aire a través de la tubería de recirculación 9 hay un término de corrección de tipo proporcional que se origina por la diferencia entre un valor objetivo % airobj del porcentaje de aire limpio presente en el colector de admisión 3 y el valor percentil real % aira del aire limpio presente en el colector de admisión 3; este término de corrección de tipo proporcional constituye esencialmente un regulador proporcional, y se usa para garantizar un pico de caudal a través de la tubería de recirculación 9, para permitir el vaciado rápido o el llenado rápido del colector de admisión 3, de acuerdo con los objetivos que determina la unidad de control 12. En otras palabras, este término de corrección proporcional (que se puede calibrar usando el factor de multiplicación k p ) hace posible acelerar las dinámicas de llenado de la mezcla de aire limpio y gas inerte en el colector de admisión 3, y con ello en el cilindro 2. Además, debe señalarse que en las ecuaciones que se han descrito anteriormente, que hacen posible calcular el caudal objetivo de aire dm throbj/ a través de la válvula de mariposa 7, y el caudal objetivo de gas dm EGRobjt / a través de la tubería de recirculación 9, están presentes las estimaciones de los porcentajes % aira y % airs de aire limpio, constituyendo estas estimaciones los términos de estimación dinámicos del observador O. El control que se ha descrito anteriormente de los objetivos hace posible suministrar a los activadores de las válvulas de mariposa 7 y de la válvula de recirculación objetivos de posicionamiento que están constantemente en 8

9 línea con el estado actual que suministra el observador O, y consecuentemente, tanto en condiciones transitorias como estacionarias, el control de los objetivos que se han descrito anteriormente asegura la perfecta coherencia con el caudal objetivo dm airtobj / y con la proporción objetiva EGR_EFF_OBJ. 1 2 El observador O asocia entre sí esencialmente todos los valores principales de control del motor 1 (a excepción de la válvula de avance); de acuerdo con una realización preferida, la unidad de control 12 lleva a cabo de forma cíclica una revisión de las estimaciones de los valores principales de control del motor 1. En otras palabras, la unidad de control 12 verifica que las estimaciones que suministra el observador O de los valores principales de control del motor 1 coinciden, obviamente con un cierto intervalo de tolerancia, con los valores de los mismos valores de control que determinan otros dispositivos de medición y/o estimación. Por ejemplo, el valor estimado λ de la medida del sensor lambda 13 se compara con el valor real λ de la medida del sensor lambda 13, cuando el valor real λ está disponible (normalmente con un retraso de 0-0 ms); si hay una diferencia entre los dos valores mayor que la tolerancia que se acepta, la unidad de control 12 corrige las estimaciones, y busca las causas que han dado origen a la diferencia entre los dos valores. Por medio de esto, la unidad de control 12 puede tanto llevar a cabo un autodiagnóstico (verificando si el valor estimado y el valor medido coinciden) como llevar a cabo una autocorrección (modifica sus propias estimaciones para intentar obtener coincidencia entre el valor estimado y el valor medido). De acuerdo con una realización preferida, la unidad de control 12 usa el valor estimado λ de la medida del sensor lambda 13 que suministra el dispositivo estimador 14 para controlar el motor 1, en combinación con o como una alternativa para el valor real λ de la medida del sensor lambda 13; el uso del valor estimado λ de la medida del sensor lambda 13 y el valor real λ de la medida del sensor lambda 13 tiene dos ventajas indiscutibles, ya que el valor estimado λ no se ve afectado por retrasos en la medida (por otra parte el valor real λ tiene retrasos que varían entre 0 y 3 ms, para un ciclo del motor entre y 0 ms) y el valor estimado λ podría estar disponible para cada cilindro individual 2. A partir de la descripción anterior es evidente que usando el valor estimado λ de la medida del sensor lambda 13 que suministra el dispositivo estimador 14, la unidad de control podría implementar el control independiente de la cuenta para cada cilindro individual

10 REIVINDICACIONES 1 1. Método para estimar la cantidad de aire limpio (m aira, m airs ) presente en los colectores de admisión y de escape (3,) de un motor de combustión interna (1) con un circuito de recirculación (9, ) mediante un observador (O), que se aplica a un sistema (S), que modela el sistema físico constituido por los colectores de admisión y de escape (3,); el sistema (S) a observar se obtiene a partir de ecuaciones diferenciales, que regulan los procesos de mezcla de los gases, y a partir de una ecuación que representa el comportamiento del sensor lambda (13); el método se caracteriza porque las variables de estado (x) de dicho sistema (S) son una masa (m aira ) de aire limpio que está presente en el colector de admisión (3), una masa (m airs ) de aire limpio que está presente en el colector de escape () y una masa (m airlam ) de aire limpio equivalente a la lectura de oxígeno que lleva a cabo un sensor lambda (13); siendo las variables de entrada (u) de dicho sistema (S) un caudal (dm thr /) de aire que suministra una válvula de mariposa (7), y un caudal (dm fuel /) de combustible que se inyecta en el cilindro (2) y siendo la variable de salida (y) de dicho sistema (S) una masa (m oxylam ) de oxígeno, que es equivalente a la lectura de oxígeno que lleva a cabo el sensor lambda (13). 2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas ecuaciones diferenciales que regulan los procesos de mezcla de los gases son: 2 en las que: 3 m aira es la masa de aire limpio presente en el colector de admisión (3); m colla es la masa total de gas presente en el colector de admisión (3); m airs es la masa de aire limpio presente en el colector de escape (); m colls es la masa total de gas presente en el colector de escape (); dm thr / es el caudal de aire que suministra una válvula de mariposa (7); 4 dm EGR / es el caudal de gas de la tubería de recirculación (9); dm eng / es el caudal de gas que se suministra al cilindro (2); dm fuel / es el caudal de combustible que se inyecta en el cilindro (2); 0 AF stech es la proporción estequiométrica; y dm out / es el caudal de gas en la tubería de escape (8). 3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dichas ecuaciones diferenciales que regulan los procesos de mezcla de los gases se simplifican como: 6

11 4. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el comportamiento de dicho sensor lambda (13) se modela con un filtro de primer orden, que se representa mediante la siguiente ecuación: dm airlam = 1 t λ (m airlam m airs ) en la que: m airs es la masa de aire limpio presente en el colector de escape (); m airlam es una masa de aire limpio equivalente a la lectura de oxígeno que lleva a cabo dicho sensor lambda (13); y 1 t λ es la constante de tiempo del filtro de primer orden, es decir, aproximadamente un tercio del tiempo de respuesta del sensor lambda (13).. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho sistema (S) de tercer orden a observar se representa mediante las ecuaciones: 2 en las que: x es un vector que representa las variables de estado del sistema (S) y es un vector que representa las variables de salida del sistema (S); 3 u es un vector que representa las variables de entrada del sistema (S); A es la matriz de estado del sistema (S); B es la matriz de las entradas del sistema (S); y 4 C es la matriz de las salidas del sistema (S). 6. Método de acuerdo con la reivindicación, en el que dicha masa total (m colla ) de gas presente en el colector de admisión (3) y dicha masa total (m colls ) de gas presente en el colector de escape () se determinan aplicando la ecuación de los gases, conociendo el volumen (V a, V s ) de los colectores de admisión y de escape (3,) y midiendo la presión (P a, P s ) y la temperatura (T a, T s ) de los gases presentes en los colectores de admisión y de escape (3,). 7. Método de acuerdo con la reivindicación y la reivindicación 6, en el que una medida (λ) de dicho sensor lambda (13) se asocia con la variable de salida de dicho sistema (S) mediante la ecuación: 0 en la que: m airlam (λ) = m colls AF stech (λ 1) 1 + λ AF stech m airlam es una masa de aire limpio equivalente a una lectura de oxígeno que lleva a cabo dicho sensor lambda (13); AF stech es la proporción estequiométrica; y m colls es la masa total de gas presente en el colector de escape (). 8. Método de acuerdo con las reivindicaciones 6, 7 y 8, en el que dicho observador (O) tiene la siguiente forma final: 6 11

12 en la que: x e y son los valores estimados de los vectores x e y, respectivamente de las variables de estado y de la salida del sistema (S); 1 A es la matriz de estado del sistema (S); B es la matriz de entradas del sistema (S); 2 C es la matriz de las salidas del sistema (S); y K es el vector de ganancia del observador (O), por medio del cual se fijan los polos del propio observador (O). 9. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que los objetivos del caudal de una válvula de recirculación () y de una válvula de mariposa (7) se expresan como un primer caudal objetivo (dm airtobj /) de aire limpio que se requiere en el cilindro (2) y como una proporción objetiva (EGR_EFF_OBJ) entre un caudal (dm EGR /) de gas en la tubería de recirculación (9) y un caudal (dm eng /) de gas que se suministra totalmente al cilindro (2).. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho primer caudal objetivo (dm airtobj /) y dicha proporción objetiva (EGR_EFF_OBJ) se traducen en un segundo caudal objetivo (dm throbj /) de aire a través de una válvula de mariposa (7) y en un tercer caudal objetivo (dm EGR /) de gas a través de una tubería de recirculación (9) para controlar directamente una válvula de mariposa (7) y una válvula de recirculación (); implementándose esta traducción de los objetivos por medio de las siguientes ecuaciones: en las que: EGR_EFF_OBJ es dicha proporción objetiva; 6 dm airtobj / es dicho primer caudal objetivo; dmt hrobj / es dicho segundo caudal objetivo; 12

13 dm EGRobj / es dicho tercer caudal objetivo; % aira es el porcentaje de aire limpio presente en el colector de admisión (3); % airs es el porcentaje de aire limpio presente en el colector de escape (); y % airobj es el objetivo del porcentaje de aire limpio presente en el colector de admisión (3) Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a, en el que dicho observador (O) suministra un valor estimado (λ) de la medida de dicho sensor lambda (13), usándose dicho valor estimado (λ) para controlar dicho motor (1) como una alternativa para, o junto con el valor real (λ) de la medida del sensor lambda (13). 12. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que al menos una estimación de un valor de control de dicho motor (1), que estima dicho observador (O), se compara con una medida sucesiva del mismo valor, para verificar la fiabilidad del observador (O) o de la medida. 13. Método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que un valor estimado (λ) por dicho observador (O) de la medida del sensor lambda (13) se compara con un valor real (λ) de la media del propio sensor lambda (13), para verificar la fiabilidad del observador (O) o de la medida

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