IT201900010059A1 - SYSTEM AND METHOD OF CONTROL OF A DOSING SOLENOID VALVE IN A PUMPING GROUP TO FEED FUEL TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

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Giuseppe Marziliano
Ciro Medolla
Chiara Mazzotta
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Bosch Gmbh Robert
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

“SISTEMA E METODO DI CONTROLLO DI UNA ELETTROVALVOLA DI DOSAGGIO IN UN GRUPPO DI POMPAGGIO PER ALIMENTARE COMBUSTIBILE AD UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA” "SYSTEM AND METHOD OF CONTROL OF A DOSING SOLENOID VALVE IN A PUMPING GROUP TO FEED FUEL TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE"

La presente invenzione è relativa ad un sistema e ad un metodo di controllo di una elettrovalvola di dosaggio in un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna. The present invention relates to a control system and method of a metering solenoid valve in a pumping unit for supplying fuel to an internal combustion engine.

In particolare, la presente soluzione è relativa ad un gruppo di pompaggio del tipo comprendente una pompa di alta pressione, per esempio una pompa a pistoni, atta ad alimentare combustibile, ad esempio gasolio, ad un motore a combustione interna; una pompa di pre-alimentazione, di bassa pressione, per esempio una pompa ad ingranaggi, atta ad alimentare il combustibile da un serbatoio di contenimento alla pompa di alta pressione; ed un circuito idraulico per collegare fra loro il serbatoio di contenimento, la pompa di pre-alimentazione, la pompa di alta pressione, ed il motore a combustione interna. In particular, the present solution relates to a pumping unit of the type comprising a high pressure pump, for example a piston pump, suitable for feeding fuel, for example diesel oil, to an internal combustion engine; a low pressure pre-feed pump, for example a gear pump, adapted to feed the fuel from a containment tank to the high pressure pump; and a hydraulic circuit to connect together the containment tank, the pre-feed pump, the high pressure pump, and the internal combustion engine.

Il circuito idraulico comprende una elettrovalvola di dosaggio (generalmente nota come FMU, dall’inglese “Fuel Metering Unit”, o ZME, dal tedesco “Zumesseinheit”) atta a controllare la portata istantanea di combustibile alimentata alla pompa di alta pressione, in funzione dei valori di una pluralità di parametri di funzionamento del motore a combustione interna. The hydraulic circuit includes a dosing solenoid valve (generally known as FMU, from the English "Fuel Metering Unit", or ZME, from the German "Zumesseinheit") designed to control the instantaneous flow of fuel fed to the high pressure pump, according to the values of a plurality of operating parameters of the internal combustion engine.

L’elettrovalvola di dosaggio comprende un corpo valvola, montato lungo il circuito idraulico, ed un otturatore impegnato in maniera scorrevole nel corpo valvola per spostarsi tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura. The dosing solenoid valve includes a valve body, mounted along the hydraulic circuit, and a shutter engaged in a sliding manner in the valve body to move between an open position and a closed position.

I gruppi di pompaggio noti del tipo sopra descritto presentano alcuni inconvenienti principalmente derivanti dal fatto che le onde di pressione generate in seguito alla fuoriuscita di combustibile dai cilindri della pompa di alta pressione possono interferire con il controllo dell’otturatore della suddetta elettrovalvola di dosaggio, compromettendo in tal modo l’alimentazione della corretta portata di combustibile alla stessa pompa di alta pressione e, quindi, al motore a combustione interna. Known pumping units of the type described above have some drawbacks mainly deriving from the fact that the pressure waves generated following the escape of fuel from the cylinders of the high pressure pump can interfere with the control of the shutter of the aforesaid metering solenoid valve, compromising in this way the supply of the correct fuel flow to the same high pressure pump and, therefore, to the internal combustion engine.

Scopo della presente invenzione è quello di fornire una soluzione migliorata di controllo dell’elettrovalvola di dosaggio del gruppo di pompaggio, che consenta di superare gli inconvenienti sopra descritti e che sia di semplice ed economica realizzazione. The purpose of the present invention is to provide an improved control solution of the dosing solenoid valve of the pumping unit, which allows to overcome the drawbacks described above and which is simple and economical to implement.

Secondo la presente invenzione vengono forniti un sistema ed un metodo di controllo, come rivendicati nelle rivendicazioni allegate. According to the present invention, a control system and method are provided, as claimed in the attached claims.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni allegati, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

- la Figura 1 è uno schema idraulico di un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna; Figure 1 is a hydraulic diagram of a pumping unit for feeding fuel to an internal combustion engine;

- la Figura 2 è una vista schematica in sezione, con parti asportate per chiarezza, di una porzione del gruppo di pompaggio della Figura 1, includente una relativa elettrovalvola di dosaggio; Figure 2 is a schematic sectional view, with parts removed for clarity, of a portion of the pumping unit of Figure 1, including a relative metering solenoid valve;

- la Figura 3 mostra un segnale di eccitazione di un attuatore elettromagnetico dell’elettrovalvola di dosaggio del gruppo di pompaggio; - Figure 3 shows an excitation signal from an electromagnetic actuator of the dosing solenoid valve of the pumping group;

- la Figura 4 mostra un possibile andamento del valore medio e dell’ampiezza di oscillazione del suddetto segnale di eccitazione; - Figure 4 shows a possible trend of the average value and the amplitude of oscillation of the aforementioned excitation signal;

- la Figura 5 mostra il valore medio del segnale di eccitazione di Figura 4 ed un associato andamento del flusso di combustibile nel gruppo di pompaggio; Figure 5 shows the average value of the excitation signal of Figure 4 and an associated trend of the fuel flow in the pumping group;

- la Figura 6 mostra un possibile andamento di picchi di pressione del combustibile alimentato, in funzione del valore medio del suddetto segnale di eccitazione; - Figure 6 shows a possible trend of pressure peaks of the fuel supplied, as a function of the average value of the aforesaid excitation signal;

- la Figura 7 mostra l’andamento del segnale di eccitazione generato in accordo con uno schema di controllo secondo un aspetto della presente soluzione; - Figure 7 shows the trend of the excitation signal generated in accordance with a control scheme according to an aspect of the present solution;

- la Figura 8 mostra l’andamento dell’ampiezza di oscillazione e del valore medio del segnale di eccitazione di Figura 7; - Figure 8 shows the trend of the amplitude of oscillation and the average value of the excitation signal of Figure 7;

- la Figura 9 è uno schema a blocchi di massima di un’unità elettronica di controllo dell’elettrovalvola di dosaggio secondo un aspetto della presente soluzione; - Figure 9 is a schematic block diagram of an electronic control unit of the dosing solenoid valve according to one aspect of the present solution;

- la Figura 10 mostra una prima forma di realizzazione di un modulo di pilotaggio dell’unità elettronica di controllo di Figura 9; - Figure 10 shows a first embodiment of a driving module of the electronic control unit of Figure 9;

- la Figura 11 mostra una seconda forma di realizzazione del modulo di pilotaggio dell’unità elettronica di controllo di Figura 9; e - Figure 11 shows a second embodiment of the driving module of the electronic control unit of Figure 9; And

- la Figura 12 è uno schema a blocchi di massima di una variante dell’unità elettronica di controllo dell’elettrovalvola di dosaggio, secondo un ulteriore aspetto della presente soluzione. - Figure 12 is a schematic block diagram of a variant of the electronic control unit of the dosing solenoid valve, according to a further aspect of the present solution.

La Figura 1 mostra un gruppo di pompaggio, indicato nel suo insieme con 1, per alimentare combustibile, ad esempio gasolio, da un serbatoio 2 ad un motore 3 a combustione interna, ad esempio un motore a scoppio Diesel. Il motore 3 comprende un collettore 4 di distribuzione del combustibile, comunemente indicato con il termine di “common rail”, ed una pluralità di iniettori 5 collegati con il collettore 4 ed atti a nebulizzare il combustibile all’interno di relative camere di combustione (qui non illustrate). Figure 1 shows a pumping unit, indicated as a whole with 1, for feeding fuel, for example diesel, from a tank 2 to an internal combustion engine 3, for example a Diesel internal combustion engine. The engine 3 comprises a fuel distribution manifold 4, commonly referred to with the term "common rail", and a plurality of injectors 5 connected to the manifold 4 and adapted to nebulize the fuel inside the relative combustion chambers (here not illustrated).

Il gruppo di pompaggio 1 comprende una pompa di alta pressione 6, in particolare una pompa a pistoni, per alimentare il combustibile al motore 3; ed una pompa di bassa pressione 7, o di pre-alimentazione, in particolare una pompa ad ingranaggi, ad esempio ad azionamento elettrico, per alimentare il combustibile dal serbatoio 2 alla pompa di alta pressione 6. The pumping unit 1 comprises a high pressure pump 6, in particular a piston pump, for supplying fuel to the engine 3; and a low pressure pump 7, or a pre-feed pump, in particular a gear pump, for example electrically operated, for feeding the fuel from the tank 2 to the high pressure pump 6.

La pompa di alta pressione 6 comprende un corpo pompa 8 e, nell’esempio illustrato, due cilindri 9, ricavati nel corpo pompa 8 ed aventi rispettivi assi longitudinali 10 sostanzialmente paralleli fra loro. The high pressure pump 6 comprises a pump body 8 and, in the illustrated example, two cylinders 9, obtained in the pump body 8 and having respective longitudinal axes 10 substantially parallel to each other.

I cilindri 9 sono impegnati in maniera scorrevole da rispettivi pistoni 11, mobili sotto la spinta di un dispositivo di azionamento 12, con un moto rettilineo alternativo comprendente una corsa di aspirazione del combustibile nei relativi cilindri 9 ed una corsa di mandata del combustibile al motore 3. The cylinders 9 are engaged in a sliding manner by respective pistons 11, movable under the thrust of an actuation device 12, with a reciprocating rectilinear motion comprising an intake stroke of the fuel in the relative cylinders 9 and a stroke of delivery of the fuel to the engine 3 .

Il dispositivo di azionamento 12 comprende un albero 13 di trasmissione a camme, alloggiato in una prima camera 14 di contenimento ricavata nel corpo pompa 8, ed è atto a spostare i pistoni 11 con la loro corsa di mandata. The actuation device 12 comprises a cam transmission shaft 13, housed in a first containment chamber 14 obtained in the pump body 8, and is adapted to move the pistons 11 with their delivery stroke.

Il dispositivo di azionamento 12 comprende, inoltre, per ciascun pistone 11, una rispettiva molla (non illustrata), la quale è alloggiata in una seconda camera di contenimento (non illustrata) ricavata nel corpo pompa 8 ed è atta a spostare il pistone 11 stesso con la sua corsa di aspirazione. In particolare, l’albero 13 è configurato in modo da spostare contemporaneamente un pistone 11 con la sua corsa di aspirazione e l’altro pistone 11 con la sua corsa di mandata. The actuation device 12 also comprises, for each piston 11, a respective spring (not shown), which is housed in a second containment chamber (not shown) obtained in the pump body 8 and is adapted to move the piston 11 itself. with its suction stroke. In particular, the shaft 13 is configured in such a way as to simultaneously move a piston 11 with its suction stroke and the other piston 11 with its delivery stroke.

Il gruppo di pompaggio 1 comprende inoltre un circuito idraulico 15 comprendente, a sua volta: un primo ramo 16 per collegare fra loro il serbatoio 2 e la pompa di bassa pressione 7; un secondo ramo 17 per collegare fra loro la pompa di bassa pressione 7 e la pompa di alta pressione 6; ed un terzo ramo 18 per collegare fra loro la pompa di alta pressione 6 ed il collettore 4. The pumping unit 1 further comprises a hydraulic circuit 15 comprising, in turn: a first branch 16 for connecting the tank 2 and the low pressure pump 7 together; a second branch 17 for connecting the low pressure pump 7 and the high pressure pump 6 together; and a third branch 18 to connect the high pressure pump 6 and the manifold 4 together.

Il secondo ramo 17 è provvisto di un dispositivo di filtraggio 19 per filtrare il combustibile alimentato ai cilindri 9, e presenta, inoltre, una elettrovalvola di dosaggio 20 (solitamente denominata ‘FMU’ o ‘ZME’), montata a valle del dispositivo di filtraggio 19 in una direzione 21 di avanzamento del combustibile lungo lo stesso secondo ramo 17. The second branch 17 is provided with a filtering device 19 to filter the fuel fed to the cylinders 9, and also has a metering solenoid valve 20 (usually called 'FMU' or 'ZME'), mounted downstream of the filtering device 19 in a direction 21 of advancement of the fuel along the same second branch 17.

L’elettrovalvola di dosaggio 20 è azionata per controllare la portata istantanea di combustibile alimentato alla pompa di alta pressione 6 in funzione dei valori di una pluralità di parametri di funzionamento del motore 3; in una possibile implementazione, a cui si farà qui riferimento, l’elettrovalvola di dosaggio 20 è del tipo normalmente aperto (“normally ON”). The metering solenoid valve 20 is operated to control the instantaneous flow rate of fuel fed to the high pressure pump 6 as a function of the values of a plurality of operating parameters of the engine 3; in a possible implementation, to which reference will be made here, the dosing solenoid valve 20 is of the normally open type ("normally ON").

Un’unità elettronica di controllo 100 (dotata di un’unità di elaborazione a microcontrollore, microprocessore o analogo elemento di elaborazione digitale, accoppiata ad una memoria non volatile, e di un opportuno stadio di pilotaggio o “driver”) è operativamente accoppiata all’elettrovalvola di dosaggio 20, per controllarne l’azionamento in base ai suddetti parametri di funzionamento del motore 3. An electronic control unit 100 (equipped with a processing unit with microcontroller, microprocessor or similar digital processing element, coupled to a non-volatile memory, and with a suitable driving stage or "driver") is operatively coupled to the dosing solenoid valve 20, to control its operation on the basis of the aforementioned operating parameters of the motor 3.

Si noti che tale unità elettronica di controllo 100 può essere operativamente accoppiata ad un’unità di gestione e supervisione (qui non illustrata) del funzionamento del motore 3, o essere integrata nella suddetta unità di gestione e supervisione del motore 3. Note that this electronic control unit 100 can be operatively coupled to a management and supervision unit (not shown here) of the operation of the motor 3, or be integrated in the aforementioned management and supervision unit of the motor 3.

Il secondo ramo 17 ed il terzo ramo 18 sono collegati a ciascun cilindro 9 tramite una valvola di aspirazione 22 e, rispettivamente, una valvola di mandata 23. The second branch 17 and the third branch 18 are connected to each cylinder 9 by means of an intake valve 22 and, respectively, a delivery valve 23.

Il suddetto circuito idraulico 15 comprende inoltre ulteriori rami circuitali, aventi funzioni note non direttamente rilevanti per la presente discussione e pertanto qui non descritti in dettaglio. The aforesaid hydraulic circuit 15 further comprises further circuit branches, having known functions not directly relevant to the present discussion and therefore not described in detail here.

Come illustrato in maggiore dettaglio nella Figura 2, il secondo ramo 17 del circuito idraulico 15 comprende un collettore (o galleria) di alimentazione 29 e, per ciascun cilindro 9 (qui non illustrato), un rispettivo condotto di aspirazione 30 per collegare il collettore di alimentazione 29 con lo stesso cilindro 9. As illustrated in greater detail in Figure 2, the second branch 17 of the hydraulic circuit 15 comprises a supply manifold (or tunnel) 29 and, for each cylinder 9 (not shown here), a respective intake duct 30 to connect the feeding 29 with the same cylinder 9.

L’elettrovalvola di dosaggio 20 comprende un corpo valvola 31 di forma genericamente tubolare, montato nel collettore di alimentazione 29 coassialmente ad un asse longitudinale 32 dello stesso collettore di alimentazione 29, e presenta un canale di ingresso 33 di forma anulare, che si estende attorno all’asse longitudinale 32, e comunica con il secondo ramo 17 per alimentare il combustibile attraverso il corpo valvola 31. The metering solenoid valve 20 comprises a valve body 31 of generically tubular shape, mounted in the supply manifold 29 coaxially to a longitudinal axis 32 of the same supply manifold 29, and has an annular inlet channel 33, which extends around to the longitudinal axis 32, and communicates with the second branch 17 to feed the fuel through the valve body 31.

Il corpo valvola 31 è impegnato in maniera scorrevole da un otturatore 34, avente una forma a tazza, limitato assialmente da una parete di fondo 35 sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale 32, ed è limitato, inoltre, da una parete laterale 36 sostanzialmente cilindrica provvista di una pluralità di fori di collegamento 37 distribuiti attorno allo stesso asse longitudinale 32. The valve body 31 is slidably engaged by a shutter 34, having a cup shape, limited axially by a bottom wall 35 substantially perpendicular to the longitudinal axis 32, and is also limited by a substantially cylindrical side wall 36 provided of a plurality of connection holes 37 distributed around the same longitudinal axis 32.

L’otturatore 34 è mobile tra una posizione di apertura, in cui i fori di collegamento 37 sono allineati radialmente al canale di ingresso 33, ed una posizione di chiusura, in cui gli stessi fori di collegamento 37 sono assialmente sfalsati rispetto al canale di ingresso 33. The shutter 34 is movable between an open position, in which the connection holes 37 are radially aligned with the inlet channel 33, and a closed position, in which the same connection holes 37 are axially offset with respect to the inlet channel. 33.

L’otturatore 34 viene spostato, e normalmente mantenuto, nella sua posizione di apertura da una molla 38, interposta tra l’otturatore 34 ed un anello di arresto 39 fissato ad una estremità libera del corpo valvola 31 (si noti dunque che l’elettrovalvola di dosaggio 20 è del tipo “normalmente aperto”). The shutter 34 is moved, and normally maintained, in its open position by a spring 38, interposed between the shutter 34 and a stop ring 39 fixed to a free end of the valve body 31 (it should therefore be noted that the solenoid valve dispenser 20 is of the "normally open" type).

L’otturatore 34 viene spostato dalla sua posizione di apertura nella sua posizione di chiusura contro l’azione della molla 38 da un attuatore elettromagnetico 40 comprendente un corpo a tazza 41 bloccato sul corpo valvola 31 coassialmente all’asse longitudinale 32. The shutter 34 is moved from its open position to its closed position against the action of the spring 38 by an electromagnetic actuator 40 comprising a cup body 41 blocked on the valve body 31 coaxially to the longitudinal axis 32.

L’attuatore elettromagnetico 40 comprende inoltre un’ancora di azionamento 42, realizzata in materiale ferromagnetico e montata scorrevole all’interno del corpo a tazza 41. L’ancora di azionamento 42 presenta uno stantuffo (“plunger”) 43, che è impegnato in maniera scorrevole in una coppia di guide 44 ed è disposto a contatto della parete di fondo 35. The electromagnetic actuator 40 further comprises an actuation anchor 42, made of ferromagnetic material and slidably mounted inside the cup-shaped body 41. The actuation anchor 42 has a plunger 43, which is engaged in sliding manner in a pair of guides 44 and is arranged in contact with the bottom wall 35.

L’attuatore elettromagnetico 40 comprende, inoltre, un circuito elettrico 45, costituito da una bobina che si estende attorno all’ancora di azionamento 42 e lungo l’asse longitudinale 32 e viene alimentata elettricamente per spostare l’ancora di azionamento 42 contro l’azione della molla 38. The electromagnetic actuator 40 further comprises an electric circuit 45, consisting of a coil which extends around the drive anchor 42 and along the longitudinal axis 32 and is electrically powered to move the drive anchor 42 against the spring action 38.

In particolare, la suddetta unità di controllo 100 è operativamente accoppiata al circuito elettrico 45 ed è configurata in modo da fornire opportuni segnali di pilotaggio Sd alo stesso circuito elettrico 45 per eccitare la bobina e controllare l’ancora di azionamento 42 e dunque l’apertura e chiusura dell’elettrovalvola di dosaggio 20, al fine di regolare la quantità di combustibile alimentato al motore 3. In particular, the aforesaid control unit 100 is operatively coupled to the electric circuit 45 and is configured so as to supply suitable driving signals Sd to the same electric circuit 45 to excite the coil and control the actuation anchor 42 and therefore the opening. and closing of the metering solenoid valve 20, in order to regulate the quantity of fuel supplied to the engine 3.

Come indicato in precedenza, fluttuazioni della pressione nel collettore di alimentazione 29, che si verificano a causa della fuoriuscita di combustibile dai cilindri 9 della pompa di alta pressione 6, causano una instabilità della portata di combustibile alla stessa pompa di alta pressione 6 e, di conseguenza, al motore 3. As previously indicated, pressure fluctuations in the supply manifold 29, which occur due to the leakage of fuel from the cylinders 9 of the high pressure pump 6, cause an instability of the fuel flow to the high pressure pump 6 itself and, of consequently, to engine 3.

In particolare, le variazioni di pressione (in particolare i picchi di pressione nel collettore di alimentazione 29) influenzano l’oscillazione assiale di equilibrio del suddetto stantuffo 43 dell’attuatore elettromagnetico 40; l’effetto risultante è che la portata fornita dalla pompa di bassa pressione 7 non è correttamente regolata, così come non è regolato il flusso della pompa di alta pressione 6. In particular, the pressure variations (in particular the pressure peaks in the supply manifold 29) affect the axial balance oscillation of the aforementioned piston 43 of the electromagnetic actuator 40; the resulting effect is that the flow rate supplied by the low pressure pump 7 is not properly regulated, just as the flow of the high pressure pump 6 is not regulated.

I suddetti picchi di pressione dipendono, tra l’altro, dall’efficienza di riempimento della pompa di alta pressione 6 e dalla velocità (o numero di giri) della stessa pompa di alta pressione 6 (ad una maggiore velocità corrispondendo una maggiore instabilità nella mandata di flusso). The above pressure peaks depend, among other things, on the filling efficiency of the high pressure pump 6 and on the speed (or number of revolutions) of the same high pressure pump 6 (at a higher speed corresponding to a greater instability in the delivery of flow).

In particolare, l’equilibrio assiale dello stantuffo 43 è dovuto all’equilibrio tra le forze magnetiche (indicate dalla freccia piena nella suddetta Figura 2), originate dall’azionamento dell’attuatore elettromagnetico 40, e le forze idrauliche (indicate dalla freccia tratteggiata nella stessa Figura 2), associate alle onde di pressione nel collettore di alimentazione 29. In particular, the axial balance of the piston 43 is due to the balance between the magnetic forces (indicated by the solid arrow in the aforementioned Figure 2), originating from the actuation of the electromagnetic actuator 40, and the hydraulic forces (indicated by the dashed arrow in the same Figure 2), associated with the pressure waves in the supply manifold 29.

Se le forze idrauliche (ad esempio, per effetto dei suddetti picchi di pressione) superano la forza magnetica, l’equilibrio assiale dello stantuffo 43 non può essere correttamente controllato, così come la portata, con il conseguente insorgere di instabilità nel flusso della pompa di alta pressione 6. If the hydraulic forces (for example, due to the effect of the aforementioned pressure peaks) exceed the magnetic force, the axial balance of the piston 43 cannot be correctly controlled, as well as the flow rate, with the consequent onset of instability in the flow of the pump. high pressure 6.

La presente Richiedente ha constatato che le attuali soluzioni di controllo non risultano sufficientemente robuste rispetto ai disturbi costituiti dalle suddette oscillazioni della pressione idraulica. The present Applicant has found that the current control solutions are not sufficiently robust with respect to the disturbances constituted by the aforementioned oscillations of the hydraulic pressure.

In particolare, attuali soluzioni di controllo prevedono una regolazione del valor medio della corrente di eccitazione nella bobina dell’attuatore elettromagnetico 40 mediante un controllo del duty cycle di un segnale di tensione di pilotaggio in PWM (in modulazione di larghezza di impulso - Pulse Width Modulation), a frequenza fissa, fornito allo stesso attuatore elettromagnetico 40. In particular, current control solutions provide for an adjustment of the average value of the excitation current in the coil of the electromagnetic actuator 40 by means of a control of the duty cycle of a driving voltage signal in PWM (in pulse width modulation - Pulse Width Modulation ), fixed frequency, supplied to the same electromagnetic actuator 40.

La Figura 3 mostra una porzione del segnale di corrente di eccitazione per l’attuatore elettromagnetico 40, indicato con IZME, in un dato intervallo temporale. In tale Figura 3 sono indicati il valore medio del segnale di eccitazione IZME, ed inoltre l’ampiezza picco-picco dell’oscillazione intorno al valore medio, cosiddetta ‘ampiezza di ripple’. Figure 3 shows a portion of the excitation current signal for the electromagnetic actuator 40, indicated with IZME, in a given time interval. This Figure 3 shows the average value of the IZME excitation signal, and also the peak-to-peak amplitude of the oscillation around the average value, so-called 'ripple amplitude'.

In particolare, come indicato in precedenza, il valore medio della corrente di eccitazione determina la portata del flusso di alimentazione attraverso l’elettrovalvola di dosaggio 20, mentre l’ampiezza di ripple determina l’ampiezza di oscillazione dello stantuffo 43 della stessa elettrovalvola di dosaggio 20 e dunque la capacità della forza magnetica generata dal segnale di eccitazione IZME di opporsi alle forze di disturbo idrauliche, ovvero alle oscillazioni, o picchi, di pressione. In particular, as previously indicated, the average value of the excitation current determines the flow rate of the supply flow through the dosing solenoid valve 20, while the ripple amplitude determines the oscillation amplitude of the piston 43 of the dosing solenoid valve itself. 20 and therefore the capacity of the magnetic force generated by the IZME excitation signal to oppose the hydraulic disturbing forces, or pressure oscillations, or peaks.

Con questa tecnica di controllo, tanto maggiore è il valore medio della corrente di eccitazione tanto maggiore è l’ampiezza di ripple, come mostrato in Figura 4, che illustra un andamento a rampa del segnale di eccitazione IZME, evidenziando l’incremento della corrispondente ampiezza di ripple all’aumentare del valore medio. With this control technique, the greater the average value of the excitation current, the greater the ripple amplitude, as shown in Figure 4, which illustrates a ramp trend of the IZME excitation signal, highlighting the increase in the corresponding amplitude of ripple as the average value increases.

Si noti in particolare che, essendo l’elettrovalvola di dosaggio 20 di tipo normalmente aperto, ad una corrente di eccitazione nulla (valvola aperta) corrisponde il massimo del flusso, mentre ad una corrente di eccitazione massima (valvola chiusa) corrisponde il minimo del flusso. Elevate forze magnetiche (alta corrente di eccitazione) vengono quindi raggiunte in condizioni di carico parziale o ridotto della pompa (quando cioè i picchi di pressione nel collettore di alimentazione 29 sono inferiori). It should be noted in particular that, since the dosing solenoid valve 20 is of the normally open type, the maximum flow corresponds to a null excitation current (valve open), while the minimum flow corresponds to a maximum excitation current (valve closed). . High magnetic forces (high excitation current) are therefore reached under partial or reduced pump load conditions (i.e. when the pressure peaks in the supply manifold 29 are lower).

Come evidenziato in Figura 5, che mostra, in corrispondenza all’andamento a rampa del segnale di eccitazione IZME (di cui è qui mostrato solamente il valore medio), l’andamento del flusso di alimentazione della pompa, indicato con F, la combinazione tra picchi di pressione elevati e ampiezza di corrente ridotta può portare all’instabilità del flusso della pompa. As shown in Figure 5, which shows, in correspondence with the ramp trend of the IZME excitation signal (of which only the average value is shown here), the trend of the pump feed flow, indicated with F, the combination between High pressure spikes and low amplitude of current can lead to instability of the pump flow.

In particolare, nella suddetta Figura 5 è evidenziata (all’interno della porzione cerchiata del grafico) una zona di instabilità nel controllo dell’elettrovalvola di dosaggio 20, in cui la forza magnetica generata non è sufficiente per controllare le oscillazioni di pressione, risultando in una instabilità nella portata. In particular, in the aforementioned Figure 5 an area of instability in the control of the metering solenoid valve 20 is highlighted (within the circled portion of the graph), in which the magnetic force generated is not sufficient to control the pressure oscillations, resulting in an instability in the range.

Un aspetto della presente soluzione prevede dunque, partendo dalla suddetta constatazione, di modificare opportunamente la strategia di controllo dell’elettrovalvola di dosaggio 20, per esercitare un’azione di controllo sul valore dell’ampiezza di ripple, oltre che sul valore medio del segnale di eccitazione IZME, al fine di ottenere una sufficiente capacità di controllo (in opposizione ai picchi di pressione) in un intero intervallo di lavoro desiderato dell’elettrovalvola di dosaggio 20. In altre parole, l’ampiezza di ripple è direttamente controllata dall’unità elettronica di controllo 100, anziché avere un valore risultante dal controllo del valore medio del segnale di eccitazione IZME (come avviene in soluzioni note). An aspect of the present solution therefore provides, starting from the aforementioned finding, to appropriately modify the control strategy of the metering solenoid valve 20, to exercise a control action on the value of the ripple amplitude, as well as on the average value of the IZME excitation, in order to obtain sufficient control capacity (as opposed to pressure peaks) in a whole desired working range of the metering solenoid valve 20. In other words, the ripple amplitude is directly controlled by the electronic unit control 100, instead of having a value resulting from the control of the average value of the excitation signal IZME (as occurs in known solutions).

In una possibile forma di realizzazione, il valore di riferimento (o set-point) dell’ampiezza di ripple per il controllo può avere un valore costante, scelto in maniera opportuna in modo tale da ottenere la suddetta sufficiente capacità di opporsi ai picchi di pressione. In a possible embodiment, the reference value (or set-point) of the ripple amplitude for the control can have a constant value, appropriately chosen in such a way as to obtain the aforementioned sufficient capacity to oppose pressure peaks. .

In una preferita forma di realizzazione, il valore dell’ampiezza di ripple è variabile e controllato in maniera desiderata, in particolare sulla base di un andamento dei picchi di pressione, in modo tale da determinare un valore ottimizzato dell’ampiezza di ripple sulla base del corrispondente valore delle forze idrauliche di disturbo. In a preferred embodiment, the ripple amplitude value is variable and controlled in a desired manner, in particular on the basis of a trend of the pressure peaks, in such a way as to determine an optimized ripple amplitude value on the basis of the corresponding value of the disturbing hydraulic forces.

A questo riguardo, la Figura 6 mostra un possibile andamento dei picchi di pressione nel collettore di alimentazione 29, in funzione del valore medio del segnale di eccitazione IZME, per una data velocità della pompa di alta pressione 6. In particolare, tale andamento prevede una forte crescita ed un relativo picco in corrispondenza di un determinato intervallo di lavoro dell’elettrovalvola di dosaggio 20, in questo caso, ad esempio, compreso tra il 40% ed il 60% dell’intero intervallo di lavoro (considerato tra il valore nullo di corrente ed il valore massimo di corrente di eccitazione). In this regard, Figure 6 shows a possible trend of the pressure peaks in the supply manifold 29, as a function of the average value of the excitation signal IZME, for a given speed of the high pressure pump 6. In particular, this trend provides for a strong growth and a relative peak in correspondence with a determined working range of the dosing solenoid valve 20, in this case, for example, between 40% and 60% of the entire working range (considered between the zero value of current and the maximum excitation current value).

La Figura 7 mostra il corrispondente andamento del segnale di eccitazione IZME, in accordo con la presente soluzione di controllo; in particolare, in tale Figura 7 sono evidenziati l’inviluppo superiore ed inferiore dello stesso segnale di eccitazione IZME ed è inoltre evidenziato l’andamento del suo valore medio. Figure 7 shows the corresponding trend of the IZME excitation signal, in accordance with the present control solution; in particular, in this Figure 7 the upper and lower envelope of the same IZME excitation signal are highlighted and the trend of its average value is also highlighted.

La Figura 8 mostra l’andamento dell’ampiezza di ripple (considerata come differenza tra i suddetti inviluppo superiore ed inferiore) del segnale di eccitazione IZME. Figure 8 shows the trend of the ripple amplitude (considered as the difference between the aforementioned upper and lower envelope) of the IZME excitation signal.

In particolare, l’ampiezza di ripple segue, almeno in una porzione dell’intervallo di funzionamento dell’elettrovalvola di dosaggio 20, l’andamento corrispondente dei picchi di pressione, evidenziando infatti un corrispondente picco, nell’esempio nella porzione tra il 40% ed il 60% dell’intero intervallo di lavoro. Al di fuori di tale porzione dell’intervallo di lavoro (in particolare, per valori più elevati del valore medio del segnale di eccitazione IZME), l’andamento dell’ampiezza di ripple cresce linearmente con il valore medio. In particular, the ripple amplitude follows, at least in a portion of the operating interval of the dosing solenoid valve 20, the corresponding trend of the pressure peaks, highlighting in fact a corresponding peak, in the example in the portion between 40% and 60% of the entire working range. Outside this portion of the working range (in particular, for values higher than the average value of the IZME excitation signal), the ripple amplitude trend grows linearly with the average value.

Grazie a questo andamento, l’ampiezza di ripple risulta quindi sufficiente a contrastare le oscillazioni di pressione (garantendo una forza magnetica uguale o superiore delle corrispondenti forze idrauliche). Thanks to this trend, the ripple amplitude is therefore sufficient to counteract the pressure oscillations (ensuring a magnetic force equal to or greater than the corresponding hydraulic forces).

Si descrive ora con riferimento dapprima alla Figura 9 lo schema di controllo dell’elettrovalvola di dosaggio 20, implementato dalla relativa unità di controllo 100. The control scheme of the dosing solenoid valve 20, implemented by the relative control unit 100, is now described with reference first to Figure 9.

In particolare, la suddetta unità di controllo 100 comprende un primo modulo di mappa 101, in cui è memorizzata una mappa della posizione dei picchi di pressione all’interno del collettore di alimentazione 29, in funzione del valore medio di corrente del segnale di eccitazione IZME ed inoltre della velocità (o numero di giri) della pompa di alta pressione 6. Tale mappa può essere determinata a banco, in una fase di caratterizzazione del motore 3 ed è memorizzata nella memoria non volatile dell’unità di controllo 100, dove è memorizzato anche un opportuno programma software per l’implementazione del suddetto schema di controllo. In particular, the aforementioned control unit 100 comprises a first map module 101, in which a map of the position of the pressure peaks inside the supply manifold 29 is stored, as a function of the average current value of the excitation signal IZME and also of the speed (or number of revolutions) of the high pressure pump 6. This map can be determined on the bench, in a characterization phase of the motor 3 and is stored in the non-volatile memory of the control unit 100, where it is stored also a suitable software program for the implementation of the aforesaid control scheme.

L’unità di controllo 100 comprende inoltre un secondo modulo di mappa 102, che memorizza una rispettiva mappa di ampiezza del ripple del segnale di eccitazione IZME, in corrispondenza della mappa dei picchi di pressione fornita dal primo modulo di mappa 101. Anche tale mappa può essere determinata a banco, in una fase di caratterizzazione del motore 3 e memorizzata nella memoria non volatile dell’unità di controllo 100. The control unit 100 further comprises a second map module 102, which stores a respective amplitude map of the ripple of the excitation signal IZME, in correspondence with the map of the pressure peaks provided by the first map module 101. Also this map can be determined on the bench, in a characterization step of the motor 3 and stored in the non-volatile memory of the control unit 100.

Come discusso in precedenza con riferimento alle Figure 6-8, il secondo modulo di mappa 102 restituisce, per ogni punto di lavoro dell’elettrovalvola di dosaggio 20, il valore dell’ampiezza del ripple del segnale di eccitazione IZME, tale da bilanciare in maniera desiderata il disturbo rappresentato dai picchi di pressione presenti nel collettore di alimentazione 29 (aventi l’andamento fornito dal primo modulo di mappa 101). Ad esempio, il secondo modulo di mappa 102 fornisce in uscita l’ampiezza di ripple in base all’andamento mostrato nella suddetta Figura 8. As previously discussed with reference to Figures 6-8, the second map module 102 returns, for each working point of the metering solenoid valve 20, the value of the ripple amplitude of the excitation signal IZME, such as to balance in a manner the disturbance represented by the pressure peaks present in the supply manifold 29 (having the trend provided by the first map module 101) is desired. For example, the second map module 102 outputs the ripple amplitude based on the trend shown in the aforementioned Figure 8.

L’unità di controllo 100 comprende inoltre uno stadio di pilotaggio (driver) 104 accoppiato all’elettrovalvola di dosaggio 20, configurato in modo da pilotare il relativo circuito elettrico 45 (e la relativa bobina) per la generazione del segnale di eccitazione IZME, avente in questo caso sia duty cycle che frequenza variabili. The control unit 100 further comprises a driving stage (driver) 104 coupled to the metering solenoid valve 20, configured so as to drive the relative electric circuit 45 (and the relative coil) for the generation of the IZME excitation signal, having in this case both duty cycle and variable frequency.

Lo stadio di pilotaggio 104, in una prima realizzazione, che sarà descritta in maggiore dettaglio in seguito, comprende un modulo di pilotaggio 105 che implementa un controllo dell’ampiezza di ripple del segnale di eccitazione IZME. The driving stage 104, in a first embodiment, which will be described in greater detail below, comprises a driving module 105 which implements a control of the ripple amplitude of the IZME excitation signal.

In una seconda possibile realizzazione, mostrata nella stessa Figura 9, lo stesso stadio di pilotaggio 104 comprende un terzo modulo di mappa 106 ed un rispettivo modulo di pilotaggio 108 che implementa un controllo del duty cycle del segnale di eccitazione IZME, avente in questo caso una frequenza determinata dal suddetto terzo modulo di mappa 106. In a second possible embodiment, shown in the same Figure 9, the same driving stage 104 comprises a third map module 106 and a respective driving module 108 which implements a control of the duty cycle of the excitation signal IZME, having in this case a frequency determined by the aforementioned third map module 106.

Tale terzo modulo di mappa 106 memorizza infatti una mappa del valore della frequenza del segnale di eccitazione IZME, in funzione del valore di ampiezza di ripple fornito dal secondo modulo di mappa 102. Tale mappa può essere determinata a banco, in una fase di caratterizzazione del motore 3 ed è memorizzata nella memoria non volatile dell’unità di controllo 100. Fissato il valore medio del segnale di eccitazione IZME, infatti, la frequenza del segnale di eccitazione IZME determina l’ampiezza di ripple dello stesso segnale di eccitazione IZME (che aumenta al diminuire della frequenza). This third map module 106 in fact stores a map of the value of the frequency of the excitation signal IZME, as a function of the ripple amplitude value provided by the second map module 102. This map can be determined on the bench, in a phase of characterization of the motor 3 and is stored in the non-volatile memory of the control unit 100. Once the average value of the IZME excitation signal has been set, in fact, the frequency of the IZME excitation signal determines the ripple amplitude of the IZME excitation signal itself (which increases as the frequency decreases).

In maggiore dettaglio, e come mostrato in Figura 10, il modulo di pilotaggio 105 dello stadio di pilotaggio 104, nella prima realizzazione, comprende un blocco comparatore con isteresi 110, che riceve in ingresso un valore medio di riferimento (o set-point) per il segnale di eccitazione IZME (in funzione del valore desiderato di portata di combustibile alimentata alla pompa di alta pressione 6) ed inoltre, come ulteriore riferimento o set-point di controllo, il valore desiderato di ampiezza di ripple fornito dal secondo modulo di mappa 102. In greater detail, and as shown in Figure 10, the driving module 105 of the driving stage 104, in the first embodiment, comprises a comparator block with hysteresis 110, which receives at its input an average reference value (or set-point) for the excitation signal IZME (as a function of the desired value of the flow rate of fuel supplied to the high pressure pump 6) and also, as a further reference or control set-point, the desired ripple amplitude value provided by the second map module 102 .

Il blocco comparatore con isteresi 110 riceve inoltre in ingresso, come retroazione (feedback) per l’azione di controllo, l’effettivo segnale di eccitazione IZME, ovvero la corrente che circola attraverso il circuito elettrico 45 dell’elettrovalvola di dosaggio 20, misurata da un opportuno sensore accoppiato alla stessa elettrovalvola di dosaggio 20. The comparator block with hysteresis 110 also receives at its input, as a feedback for the control action, the actual excitation signal IZME, i.e. the current circulating through the electric circuit 45 of the dosing solenoid valve 20, measured by a suitable sensor coupled to the same dosing solenoid valve 20.

Il blocco comparatore con isteresi 110 genera in uscita un segnale impulsivo Simp (di tipo ON/OFF), ad onda quadra, che presenta un primo valore, ad esempio alto, quando l’effettivo segnale di eccitazione IZME è compreso nella finestra di ampiezza definita dal suddetto valor medio di riferimento e dall’ampiezza di ripple di riferimento (in particolare, al valor medio si somma/sottrae la semi-ampiezza di ripple), ed un secondo valore, ad esempio basso, quando l’effettivo segnale di eccitazione IZME è al di fuori della stessa finestra di ampiezza. The comparator block with hysteresis 110 generates at its output an impulsive signal Simp (of the ON / OFF type), with a square wave, which has a first value, for example high, when the actual excitation signal IZME is included in the defined amplitude window from the aforementioned average reference value and from the reference ripple amplitude (in particular, the ripple half-amplitude is added / subtracted from the average value), and a second value, for example low, when the actual excitation signal IZME it is outside the same width window.

Il modulo di pilotaggio 105 comprende inoltre un blocco di potenza 112, alimentato da una tensione di alimentazione Val, fornita ad esempio dalla batteria del veicolo a motore, e configurato in modo da generare un segnale di pilotaggio VPWM, in particolare un segnale di tensione in modulazione di larghezza di impulso, a partire dal suddetto segnale impulsivo Simp generato dallo stadio comparatore con isteresi 110; tale blocco di potenza 112 può comprendere un convertitore di tensione DC/DC, ad esempio di tipo boost (di tipo per sé noto, qui non descritto in dettaglio). The driving module 105 further comprises a power block 112, powered by a supply voltage Val, supplied for example by the battery of the motor vehicle, and configured in such a way as to generate a driving signal VPWM, in particular a voltage signal in pulse width modulation, starting from the aforementioned pulse signal Simp generated by the comparator stage with hysteresis 110; this power block 112 can comprise a DC / DC voltage converter, for example of the boost type (of a type known per se, not described in detail here).

Il segnale di pilotaggio VPWM viene quindi fornito al circuito elettrico 45 dell’elettrovalvola di dosaggio (ZME) 20 con la conseguente generazione del segnale di eccitazione IZME e della corrispondente forza magnetica. The VPWM pilot signal is then supplied to the electrical circuit 45 of the dosing solenoid valve (ZME) 20 with the consequent generation of the IZME excitation signal and the corresponding magnetic force.

Come illustrato in Figura 10, il modulo di pilotaggio 105 può comprendere inoltre un blocco di misura 114, che riceve in ingresso il suddetto effettivo segnale di eccitazione IZME e ne calcola il valore medio di corrente. Tale valore medio è inviato all’ingresso del suddetto primo modulo di mappa 101 dell’unità di controllo 100 e/o impiegato per ulteriori azioni di controllo (in maniera qui non illustrata), come segnale di feedback. As shown in Figure 10, the driving module 105 may further comprise a measurement block 114, which receives the aforementioned actual excitation signal IZME at its input and calculates its average current value. This average value is sent to the input of the aforementioned first map module 101 of the control unit 100 and / or used for further control actions (in a manner not illustrated here), as a feedback signal.

Come mostrato in Figura 11, nella seconda realizzazione, il modulo di pilotaggio 108 dello stadio di pilotaggio 104 comprende un blocco di controllo 120, ad esempio di tipo PI (Proporzionale Integrale) o PID (Proporzionale Integrale Derivativo), che riceve in ingresso il valore medio di riferimento per il segnale di eccitazione IZME (indicativo del valore desiderato di portata di combustibile alimentata alla pompa di alta pressione 6) ed inoltre, in retroazione, il valore medio di corrente dell’effettivo segnale di eccitazione IZME misurato da un blocco di misura, nuovamente indicato con 114, che riceve in ingresso il suddetto effettivo segnale di eccitazione IZME e ne calcola il valore medio di corrente. As shown in Figure 11, in the second embodiment, the driving module 108 of the driving stage 104 comprises a control block 120, for example of the PI (Proportional Integral) or PID (Proportional Integral Derivative) type, which receives the value reference average for the IZME excitation signal (indicative of the desired value of the fuel flow supplied to the high pressure pump 6) and also, in feedback, the average current value of the actual IZME excitation signal measured by a measurement block , again indicated with 114, which receives at its input the aforesaid actual excitation signal IZME and calculates its average current value.

Lo stesso blocco di controllo 120 riceve inoltre in ingresso il valore desiderato della frequenza del segnale di eccitazione IZME fornito dal terzo modulo di mappa 106 (in base al valore desiderato dell’ampiezza di ripple), e genera in uscita il segnale impulsivo Simp (di tipo ON/OFF), per il blocco di potenza, anche qui indicato con 112; tale blocco di potenza 112 è alimentato anche in questo caso dalla tensione di alimentazione Val e riceve anch’esso in ingresso il valore di frequenza fornito dal terzo modulo di mappa 106. The same control block 120 also receives at its input the desired value of the frequency of the excitation signal IZME supplied by the third map module 106 (based on the desired value of the ripple amplitude), and generates at its output the impulsive signal Simp (of ON / OFF type), for the power block, also indicated here with 112; this power block 112 is also powered in this case by the power supply voltage Val and also receives at the input the frequency value provided by the third map module 106.

In particolare, il segnale impulsivo Simp presenta quindi frequenza pari al suddetto valore di frequenza fornito dal terzo modulo di mappa 106 e duty cycle determinato dall’azione di controllo in retroazione esercitata dal blocco di controllo 120. In particular, the impulsive signal Simp therefore has a frequency equal to the aforementioned frequency value provided by the third map module 106 and duty cycle determined by the feedback control action exerted by the control block 120.

Il blocco di potenza 112 è anche in questo caso configurato in modo da generare, a partire dal suddetto segnale impulsivo Simp, il segnale di pilotaggio VPWM che viene fornito al circuito elettrico 45 dell’elettrovalvola di dosaggio 20. The power block 112 is also in this case configured so as to generate, starting from the aforementioned impulsive signal Simp, the pilot signal VPWM which is supplied to the electrical circuit 45 of the dosing solenoid valve 20.

I vantaggi della presente soluzione emergono in maniera evidente dalla descrizione precedente. The advantages of the present solution emerge clearly from the previous description.

In ogni caso, si evidenzia nuovamente che la strategia di controllo descritta consente di compensare opportunamente le forze idrauliche dovute ai picchi di pressione nel collettore di alimentazione 29 con la forza magnetica generata dall’elettrovalvola di dosaggio 20, così da ridurre le perturbazioni di flusso per la pompa di alta pressione 6 (e per il motore 3). In any case, it is again pointed out that the control strategy described allows to appropriately compensate the hydraulic forces due to the pressure peaks in the supply manifold 29 with the magnetic force generated by the metering solenoid valve 20, so as to reduce the flow perturbations due to the high pressure pump 6 (and for the motor 3).

In particolare, a pieno carico, la frequenza del segnale di eccitazione IZME può vantaggiosamente essere più bassa (il che significa avere un’ampiezza del ripple di corrente più elevata e picchi di forza magnetica più elevati), così da ridurre la fluttuazione della portata della pompa. Invece, in condizioni di basso carico della pompa, si può utilizzare una elevata frequenza dello stesso segnale di eccitazione IZME, che risulta migliore della bassa frequenza, perché in questo caso le forze idrauliche sono inferiori ed è dunque sufficiente una forza magnetica più bassa per la loro compensazione. In particular, at full load, the frequency of the IZME excitation signal can advantageously be lower (which means having a higher current ripple amplitude and higher magnetic force peaks), so as to reduce the fluctuation of the flow rate. pump. On the other hand, in conditions of low pump load, a high frequency of the same IZME excitation signal can be used, which is better than the low frequency, because in this case the hydraulic forces are lower and therefore a lower magnetic force is sufficient for the their compensation.

In altre parole, la strategia di controllo consente di ottenere la soluzione di controllo ottimale per ogni punto di lavoro, a differenza delle soluzioni di controllo tradizionali (a frequenza fissa e duty cycle variabile), ottenendo in tal modo una più stabile e controllata alimentazione di combustibile. In other words, the control strategy allows to obtain the optimal control solution for each working point, unlike traditional control solutions (fixed frequency and variable duty cycle), thus obtaining a more stable and controlled power supply. fuel.

Risulta infine chiaro che a quanto descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Finally, it is clear that modifications and variations may be made to what has been described and illustrated without thereby departing from the scope of protection of the present invention, as defined in the attached claims.

In particolare, come illustrato in Figura 12, può essere prevista una ulteriore variante per lo schema di controllo implementato dall’unità di controllo 100. In particular, as shown in Figure 12, a further variant can be provided for the control scheme implemented by the control unit 100.

In questo caso, non è previsto il primo modulo di mappa 101, che memorizza la mappa della posizione dei picchi di pressione all’interno del collettore di alimentazione 29. In this case, the first map module 101 is not provided, which stores the map of the position of the pressure peaks inside the supply manifold 29.

L’unità di controllo 100 comprende infatti: un sensore di pressione 130, configurato in modo da rilevare la pressione del fluido all’interno del collettore di alimentazione 29 e generare un segnale di pressione SP; ed un modulo di elaborazione 131, accoppiato al sensore di pressione 130 e configurato per rilevare la posizione e l’andamento dei picchi di pressione a partire dall’analisi del suddetto segnale di pressione SP (un cui andamento esemplificativo, con evidenziati i relativi picchi, è illustrato nella stessa Figura 12). The control unit 100 in fact includes: a pressure sensor 130, configured to detect the pressure of the fluid inside the supply manifold 29 and generate a pressure signal SP; and a processing module 131, coupled to the pressure sensor 130 and configured to detect the position and trend of the pressure peaks starting from the analysis of the aforementioned pressure signal SP (an example of which, with the relative peaks highlighted, is shown in the same Figure 12).

Il modulo di elaborazione 131 in questo caso fornisce al secondo modulo di mappa 102 l’informazione rilevata circa la “mappa” (ovvero la posizione nel tempo) dei picchi di pressione, per la determinazione, in maniera del tutto analoga a quanto discusso in precedenza, del corrispondente valore dell’ampiezza del ripple del segnale di eccitazione IZME, tale da bilanciare in maniera desiderata il disturbo rappresentato dagli stessi picchi di pressione. In this case, the processing module 131 provides the second map module 102 with the information detected about the "map" (ie the position in time) of the pressure peaks, for the determination, in a manner completely similar to what was previously discussed , of the corresponding value of the ripple amplitude of the excitation signal IZME, such as to balance in a desired manner the disturbance represented by the pressure peaks themselves.

L’unità di controllo 100 comprende anche in questa forma di realizzazione lo stadio di pilotaggio 104 (qui non illustrato), configurato in modo da generare e fornire il segnale di pilotaggio VPWM al circuito elettrico 45 (ed alla relativa bobina) dell’elettrovalvola di dosaggio 20 per la generazione del segnale di eccitazione IZME; in particolare, tale stadio di pilotaggio 104 anche in questo caso può essere realizzato secondo la prima o la seconda forma di realizzazione (discusse in precedenza, con riferimento rispettivamente alla Figura 9 ed alla Figura 10). The control unit 100 also comprises in this embodiment the driving stage 104 (not shown here), configured so as to generate and supply the driving signal VPWM to the electric circuit 45 (and to the relative coil) of the solenoid valve. dosage 20 for the generation of the IZME excitation signal; in particular, this driving stage 104 also in this case can be realized according to the first or second embodiment (discussed previously, with reference respectively to Figure 9 and Figure 10).

Inoltre, si evidenzia che il suddetto primo modulo di mappa 101, laddove presente, potrebbe riceve in ingresso ulteriori parametri indicativi del punto di funzionamento del motore 3, oltre alla velocità della pompa, tra cui ad esempio, la quantità di iniezione, la pressione nel collettore comune (“common rail”), o altre grandezze rilevanti. Furthermore, it should be noted that the aforementioned first map module 101, where present, could receive at its input further parameters indicative of the operating point of the motor 3, in addition to the speed of the pump, including, for example, the injection quantity, the pressure in the common rail ("common rail"), or other relevant quantities.

Claims (17)

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di controllo di un’elettrovalvola di dosaggio (20) in un gruppo di pompaggio (1) per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna (3), il gruppo di pompaggio (1) comprendendo una pompa di alta pressione (6) per alimentare il combustibile al motore a combustione interna (3); una pompa di pre-alimentazione (7) per alimentare il combustibile da un serbatoio di contenimento (2) alla pompa di alta pressione (6); ed un circuito idraulico (15) per collegare fra loro il serbatoio di contenimento (2), la pompa di pre-alimentazione (7), la pompa di alta pressione (6), ed il motore a combustione interna (3), il circuito idraulico (15) comprendendo l’elettrovalvola di dosaggio (20) montata tra la pompa di pre-alimentazione (7) e la pompa di alta pressione (6); in cui detta elettrovalvola di dosaggio (20) comprende un attuatore elettromagnetico (40) e detto sistema di controllo comprende un’unità elettronica di controllo (100) configurata in modo da generare un segnale di pilotaggio (VPWM) per detto attuatore elettromagnetico (40), in modulazione ad ampiezza di impulso – PWM, per la generazione di un corrispondente segnale di eccitazione (IZME) e di una corrispondente forza magnetica di attuazione; detta unità elettronica di controllo (100) comprendendo uno stadio di pilotaggio (104) configurato in modo da controllare il valore medio di detto segnale di eccitazione (IZME) sulla base di un valore medio di riferimento, caratterizzato dal fatto che detto stadio di pilotaggio (104) è inoltre configurato in modo da controllare un’ampiezza di oscillazione – ripple – di detto segnale di eccitazione (IZME) sovrapposta a detto valor medio, sulla base di un valore di ampiezza di oscillazione di riferimento. CLAIMS 1. Control system of a dosing solenoid valve (20) in a pumping group (1) for supplying fuel to an internal combustion engine (3), the pumping group (1) comprising a high pressure pump (6 ) to supply fuel to the internal combustion engine (3); a pre-feed pump (7) for feeding fuel from a containment tank (2) to the high pressure pump (6); and a hydraulic circuit (15) to connect together the containment tank (2), the pre-supply pump (7), the high pressure pump (6), and the internal combustion engine (3), the circuit hydraulic (15) comprising the metering solenoid valve (20) mounted between the pre-feed pump (7) and the high pressure pump (6); wherein said dosing solenoid valve (20) comprises an electromagnetic actuator (40) and said control system comprises an electronic control unit (100) configured to generate a driving signal (VPWM) for said electromagnetic actuator (40) , in pulse width modulation - PWM, for the generation of a corresponding excitation signal (IZME) and a corresponding magnetic actuation force; said electronic control unit (100) comprising a driving stage (104) configured so as to control the average value of said excitation signal (IZME) on the basis of an average reference value, characterized in that said driving stage (104) is also configured so as to control an oscillation amplitude - ripple - of said excitation signal (IZME) superimposed on said average value, on the basis of an oscillation amplitude value of reference. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il valor medio di riferimento di detto segnale di eccitazione (IZME) è determinato in base ad una portata desiderata di combustibile in detto circuito idraulico (15) ed il valore di detta ampiezza di oscillazione di riferimento è determinato in base all’andamento di oscillazioni di pressione in detto circuito idraulico (15). System according to claim 1, wherein the average reference value of said excitation signal (IZME) is determined on the basis of a desired flow rate of fuel in said hydraulic circuit (15) and the value of said reference oscillation amplitude it is determined on the basis of the trend of pressure oscillations in said hydraulic circuit (15). 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto segnale di eccitazione (IZME) presenta valori di frequenza e duty cycle variabili e determinati dal controllo di detto valore medio e di detta ampiezza di oscillazione da parte di detto stadio di pilotaggio (104). System according to claim 1 or 2, wherein said excitation signal (IZME) has variable frequency and duty cycle values determined by the control of said average value and said oscillation amplitude by said driving stage (104 ). 4. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità elettronica di controllo (100) comprende un modulo di mappa di ampiezza (102), configurato in modo da memorizzare un andamento dell’ampiezza di oscillazione di detto segnale di eccitazione (IZME), in funzione di un corrispondente andamento di picchi di pressione di detto combustibile in detto circuito idraulico (15); in cui detto stadio di pilotaggio (104) è configurato in modo da ricevere detta ampiezza di oscillazione di riferimento da detto modulo di mappa di ampiezza (102). System according to any one of the preceding claims, wherein said electronic control unit (100) comprises an amplitude map module (102), configured so as to store a trend of the oscillation amplitude of said excitation signal (IZME ), as a function of a corresponding trend of pressure peaks of said fuel in said hydraulic circuit (15); wherein said driving stage (104) is configured to receive said reference oscillation amplitude from said amplitude map module (102). 5. Sistema secondo la rivendicazione 4, in cui detta unità elettronica di controllo (100) comprende inoltre un modulo di mappa di pressione (101), configurato in modo da memorizzare una mappa di picchi di pressione all’interno del circuito fluidico (15) in funzione di un punto di lavoro di detta elettrovalvola di dosaggio (20); ed in cui detto modulo di mappa di ampiezza (102) è operativamente accoppiato a detto modulo di mappa di pressione (101) per ricevere in ingresso detto andamento dei picchi di pressione. System according to claim 4, wherein said electronic control unit (100) further comprises a pressure map module (101), configured so as to store a map of pressure peaks within the fluidic circuit (15) as a function of an operating point of said metering solenoid valve (20); and in which said amplitude map module (102) is operatively coupled to said pressure map module (101) to receive said pressure peak pattern at the input. 6. Sistema secondo la rivendicazione 4, in cui detta unità elettronica di controllo (100) comprende inoltre: un sensore di pressione (130), configurato in modo da rilevare la pressione all’interno del circuito fluidico (15) e generare un segnale di pressione (P); ed un modulo di elaborazione (131), accoppiato al sensore di pressione (130) e configurato per rilevare l’andamento dei picchi di pressione a partire dall’analisi di detto segnale di pressione (P); in cui detto modulo di mappa di ampiezza (102) è operativamente accoppiato a detto modulo di elaborazione (131) per ricevere in ingresso detto andamento dei picchi di pressione. System according to claim 4, wherein said electronic control unit (100) further comprises: a pressure sensor (130), configured so as to detect the pressure inside the fluidic circuit (15) and generate a signal of pressure (P); and a processing module (131), coupled to the pressure sensor (130) and configured to detect the trend of pressure peaks starting from the analysis of said pressure signal (P); wherein said amplitude map module (102) is operatively coupled to said processing module (131) in order to receive said trend of the pressure peaks at its input. 7. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto stadio di pilotaggio (104) comprende un modulo di pilotaggio (105) configurato in modo da implementare un controllo di ampiezza di detto segnale di eccitazione (IZME); in cui detto modulo di pilotaggio (105) comprende un blocco comparatore con isteresi (110), configurato in modo da ricevere in ingresso il valore medio di riferimento di detto segnale di eccitazione (IZME), detta ampiezza di oscillazione di riferimento ed inoltre un effettivo segnale di eccitazione (IZME) indicativo della corrente circolante nell’attuatore elettromagnetico (40), ed in modo da generare in uscita un segnale impulsivo (Simp) avente un primo valore, quando l’effettivo segnale di eccitazione (IZME) è compreso nella finestra di ampiezza definita da detto valore medio di riferimento e da detta ampiezza di oscillazione di riferimento, ed un secondo valore, quando l’effettivo segnale di eccitazione (IZME) è al di fuori di detta finestra di ampiezza. System according to any one of the preceding claims, wherein said driving stage (104) comprises a driving module (105) configured so as to implement an amplitude control of said excitation signal (IZME); wherein said driving module (105) comprises a comparator block with hysteresis (110), configured in such a way as to receive in input the average reference value of said excitation signal (IZME), said reference oscillation amplitude and also an effective excitation signal (IZME) indicative of the current circulating in the electromagnetic actuator (40), and in such a way as to generate an impulsive signal (Simp) having a first value, when the actual excitation signal (IZME) is included in the window of amplitude defined by said average reference value and by said reference oscillation amplitude, and a second value, when the actual excitation signal (IZME) is outside said amplitude window. 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui detto modulo di pilotaggio (105) comprende un blocco di potenza (112), alimentato da una tensione di alimentazione (Val) e configurato in modo da generare il segnale di pilotaggio (VPWM) a partire da detto segnale impulsivo (Simp), detto segnale di pilotaggio (VPWM) essendo un segnale di tensione in modulazione di larghezza di impulso. System according to claim 7, wherein said driving module (105) comprises a power block (112), powered by a supply voltage (Val) and configured so as to generate the driving signal (VPWM) starting from said impulsive signal (Simp), said driving signal (VPWM) being a voltage signal in pulse width modulation. 9. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6, in cui detto stadio di pilotaggio (104) comprende un modulo di mappa di frequenza (106) ed un rispettivo modulo di pilotaggio (108) che implementa un controllo di duty cycle del segnale di eccitazione (IZME), detto segnale di eccitazione (IZME) avendo una frequenza determinata da detto modulo di mappa di frequenza (106); in cui detto modulo di mappa di frequenza (106) è configurato in modo da memorizzare una mappa di valori della frequenza del segnale di eccitazione (IZME), in funzione del valore di ampiezza di oscillazione di riferimento. System according to any one of claims 1-6, wherein said driving stage (104) comprises a frequency map module (106) and a respective driving module (108) which implements a duty cycle control of the driving signal excitation (IZME), said excitation signal (IZME) having a frequency determined by said frequency map module (106); wherein said frequency map module (106) is configured so as to store a map of values of the frequency of the excitation signal (IZME), as a function of the reference oscillation amplitude value. 10. Sistema secondo la rivendicazione 9, in cui detto modulo di pilotaggio (108) comprende un blocco di controllo (120), configurato in modo da ricevere in ingresso il valore medio di riferimento di detto segnale di eccitazione (IZME), il valore medio di corrente di un effettivo segnale di eccitazione (IZME), indicativo della corrente circolante nell’attuatore elettromagnetico (40), ed il valore della frequenza del segnale di eccitazione (IZME) fornito da detto terzo modulo di mappa (106), ed in modo da generare in uscita un segnale impulsivo (Simp) per un blocco di potenza (112), alimentato da una tensione di alimentazione (Val) e configurato in modo da generare un segnale di pilotaggio (VPWM) a partire da detto segnale impulsivo (Simp), detto segnale di pilotaggio (VPWM) essendo un segnale di tensione in modulazione di larghezza di impulso. System according to claim 9, wherein said driving module (108) comprises a control block (120), configured in such a way as to receive in input the average reference value of said excitation signal (IZME), the average value current of an effective excitation signal (IZME), indicative of the current circulating in the electromagnetic actuator (40), and the value of the frequency of the excitation signal (IZME) supplied by said third map module (106), and in a way to generate at the output an impulsive signal (Simp) for a power block (112), powered by a power supply voltage (Val) and configured in such a way as to generate a driving signal (VPWM) starting from said impulsive signal (Simp) , said driving signal (VPWM) being a pulse width modulated voltage signal. 11. Gruppo di pompaggio (1) per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna (3), il gruppo di pompaggio (1) comprendendo una pompa di alta pressione (6) per alimentare il combustibile al motore a combustione interna (3); una pompa di pre-alimentazione (7) per alimentare il combustibile da un serbatoio di contenimento (2) alla pompa di alta pressione (6); ed un circuito idraulico (15) per collegare fra loro il serbatoio di contenimento (2), la pompa di pre-alimentazione (7), la pompa di alta pressione (6), ed il motore a combustione interna (3), il circuito idraulico (15) comprendendo un’elettrovalvola di dosaggio (20) montata tra la pompa di pre-alimentazione (7) e la pompa di alta pressione (6), comprendente inoltre il sistema di controllo dell’elettrovalvola di dosaggio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti. 11. Pumping group (1) for supplying fuel to an internal combustion engine (3), the pumping group (1) comprising a high pressure pump (6) for supplying fuel to the internal combustion engine (3); a pre-feed pump (7) for feeding fuel from a containment tank (2) to the high pressure pump (6); and a hydraulic circuit (15) to connect together the containment tank (2), the pre-supply pump (7), the high pressure pump (6), and the internal combustion engine (3), the circuit hydraulic (15) comprising a dosing solenoid valve (20) mounted between the pre-feed pump (7) and the high pressure pump (6), further comprising the control system of the dosing solenoid valve (20) according to a any of the preceding claims. 12. Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 11, in cui detto attuatore elettromagnetico (40) comprende un circuito elettrico (45) atto ad essere pilotato elettricamente da detto segnale di pilotaggio (VPWM) per spostare un otturatore (34) di detta elettrovalvola di dosaggio (20) da una posizione di apertura ad una posizione di chiusura. Pumping unit according to claim 11, wherein said electromagnetic actuator (40) comprises an electric circuit (45) adapted to be electrically piloted by said pilot signal (VPWM) to move an obturator (34) of said metering solenoid valve (20) from an open position to a closed position. 13. Metodo di controllo di un’elettrovalvola di dosaggio (20) in un gruppo di pompaggio (1) per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna (3), il gruppo di pompaggio (1) comprendendo una pompa di alta pressione (6) per alimentare il combustibile al motore a combustione interna (3); una pompa di pre-alimentazione (7) per alimentare il combustibile da un serbatoio di contenimento (2) alla pompa di alta pressione (6); ed un circuito idraulico (15) per collegare fra loro il serbatoio di contenimento (2), la pompa di pre-alimentazione (7), la pompa di alta pressione (6), ed il motore a combustione interna (3), il circuito idraulico (15) comprendendo l’elettrovalvola di dosaggio (20) montata tra la pompa di pre-alimentazione (7) e la pompa di alta pressione (6), in cui detta elettrovalvola di dosaggio (20) comprende un attuatore elettromagnetico (40), comprendente: generare un segnale di pilotaggio (VPWM) per detto attuatore elettromagnetico (40), in modulazione ad ampiezza di impulso – PWM, per la generazione di un corrispondente segnale di eccitazione (IZME) e di una corrispondente forza magnetica di attuazione, detta fase di generare comprendendo controllare il valore medio di detto segnale di eccitazione (IZME) sulla base di un valore medio di riferimento, caratterizzato dal fatto che detta fase di generare comprende inoltre controllare un’ampiezza di oscillazione – ripple – di detto segnale di eccitazione (IZME) sovrapposta a detto valor medio, sulla base di un’ampiezza di oscillazione di riferimento. 13. Method of controlling a metering solenoid valve (20) in a pump assembly (1) for supplying fuel to an internal combustion engine (3), the pump assembly (1) comprising a high pressure pump (6 ) to supply fuel to the internal combustion engine (3); a pre-feed pump (7) for feeding fuel from a containment tank (2) to the high pressure pump (6); and a hydraulic circuit (15) to connect together the containment tank (2), the pre-supply pump (7), the high pressure pump (6), and the internal combustion engine (3), the circuit hydraulic (15) comprising the metering solenoid valve (20) mounted between the pre-feed pump (7) and the high pressure pump (6), in which said metering solenoid valve (20) comprises an electromagnetic actuator (40) , comprising: generate a driving signal (VPWM) for said electromagnetic actuator (40), in pulse width modulation - PWM, for the generation of a corresponding excitation signal (IZME) and a corresponding magnetic actuation force, said generating step comprising controlling the average value of said excitation signal (IZME) on the basis of an average reference value, characterized by the fact that said generating phase also comprises controlling an amplitude of oscillation - ripple - of said excitation signal (IZME) superimposed on said average value, based on a reference oscillation amplitude. 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, comprendente determinare il valor medio di riferimento di detto segnale di eccitazione (IZME) in base ad una portata desiderata di combustibile in detto circuito idraulico (15), ed il valore di detta ampiezza di oscillazione di riferimento in base all’andamento di oscillazioni di pressione in detto circuito idraulico (15). The method according to claim 13, comprising determining the average reference value of said excitation signal (IZME) based on a desired flow rate of fuel in said hydraulic circuit (15), and the value of said reference oscillation amplitude in based on the trend of pressure oscillations in said hydraulic circuit (15). 15. Metodo secondo la rivendicazione 13 o 14, comprendente memorizzare una mappa di ampiezza dell’andamento dell’ampiezza di oscillazione di detto segnale di eccitazione (IZME), in funzione di un corrispondente andamento di picchi di pressione del combustibile in detto circuito idraulico (15); in cui detta fase di generare comprende ricavare detta ampiezza di oscillazione di riferimento da detta mappa di ampiezza. Method according to claim 13 or 14, comprising memorizing an amplitude map of the oscillation amplitude trend of said excitation signal (IZME), as a function of a corresponding trend of fuel pressure peaks in said hydraulic circuit ( 15); wherein said generating step comprises deriving said reference oscillation amplitude from said amplitude map. 16. Metodo secondo la rivendicazione 15, in cui detta fase di controllare comprende controllare l’ampiezza di detto segnale di eccitazione (IZME), in modo che sia all’interno di una finestra di ampiezza definita da detto valore medio di riferimento e da detta ampiezza di oscillazione di riferimento. Method according to claim 15, wherein said controlling step comprises controlling the amplitude of said excitation signal (IZME), so that it is within an amplitude window defined by said average reference value and said reference oscillation amplitude. 17. Metodo secondo la rivendicazione 15, in cui controllare comprende controllare un duty cycle di detto segnale di eccitazione (IZME) sulla base di detto valore medio di riferimento, e controllare la frequenza di detto segnale di eccitazione (IZME) sulla base di detta ampiezza di oscillazione di riferimento. Method according to claim 15, wherein controlling comprises controlling a duty cycle of said excitation signal (IZME) on the basis of said average reference value, and controlling the frequency of said excitation signal (IZME) on the basis of said amplitude of reference oscillation.
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