IT202000004003A1 - Metodo di verifica della ripetibilita' dell'iniezione in un iniettore elettromagnetico di carburante e corrispondente banco di prova - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?METODO DI VERIFICA DELLA RIPETIBILITA' DELL'INIEZIONE IN UN INIETTORE ELETTROMAGNETICO DI CARBURANTE E CORRISPONDENTE BANCO DI PROVA?
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione ? relativa ad un metodo di verifica della ripetibilit? dell?iniezione in un iniettore elettromagnetico di carburante e ad un corrispondente banco di prova.
ARTE ANTERIORE
Un iniettore di carburante elettromagnetico (ad esempio del tipo di quello descritto nella domanda di brevetto EP1619384A2) comprende un corpo tubolare cilindrico presentante un canale di alimentazione centrale, il quale svolge la funzione di condotto del carburante e termina con un ugello di iniezione regolato da una valvola di iniezione comandata da un attuatore elettromagnetico. La valvola di iniezione ? provvista di uno spillo, il quale ? rigidamente collegato ad una ancora mobile dell?attuatore elettromagnetico per venire spostato dall?azione dell?attuatore elettromagnetico tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura dell?ugello di iniezione contro l?azione di una molla di chiusura che spinge lo spillo nella posizione di chiusura. La sede valvolare ? definita in un elemento di tenuta, il quale ha una forma a disco, chiude inferiormente a tenuta il canale centrale del corpo di supporto, ed ? attraversato dall?ugello di iniezione. L?attuatore elettromagnetico comprende una bobina, la quale ? disposta esternamente attorno al corpo tubolare, ed un polo magnetico fisso, il quale ? realizzato di materiale ferromagnetico ed ? disposto all?interno del corpo tubolare per attrarre magneticamente l?ancora mobile.
Normalmente, la valvola di iniezione ? chiusa per effetto della molla di chiusura che spinge lo spillo nella posizione di chiusura, in cui lo spillo preme contro una sede valvolare della valvola di iniezione e l?ancora mobile ? distanziata dal polo magnetico fisso. Per aprire la valvola di iniezione, cio? per spostare lo spillo dalla posizione di chiusura alla posizione di apertura, la bobina dell?attuatore elettromagnetico viene eccitata in modo da generare un campo magnetico che attira l?ancora mobile verso il polo magnetico fisso contro la forza elastica esercitata dalla molla di chiusura; nella fase di apertura, la corsa dell?ancora mobile si arresta quando l?ancora mobile stessa impatta contro il polo magnetico fisso.
Secondo quanto illustrato nella figura 3, la legge di iniezione (cio? la legge che lega il tempo TINJ di iniezione, o tempo di pilotaggio, alla quantit? Q di carburante iniettata ed ? rappresentata dalla curva tempo TINJ di iniezione ? quantit? Q di carburante iniettato) di un iniettore elettromagnetico ? divisibile in tre zone: una zona A iniziale di mancata apertura, in cui il tempo TINJ di iniezione ? troppo piccolo e quindi l?energia che viene fornita alla bobina dell?elettromagnete non ? sufficiente a vincere la forza della molla di chiusura e lo spillo rimane fermo nella posizione di chiusura dell?ugello di iniezione; una zona B balistica (fortemente non-lineare), in cui lo spillo si sposta dalla posizione di chiusura dell?ugello di iniezione verso una posizione di completa apertura (in cui l?ancora mobile solidale allo spillo si dispone in battuta contro il polo magnetico fisso), ma non riesce a raggiungere la posizione di completa apertura e quindi ritorna nella posizione di chiusura prima di avere raggiunto la posizione di completa apertura; ed una zona C lineare, in cui lo spillo si sposta dalla posizione di chiusura dell?ugello di iniezione alla posizione di completa apertura che viene mantenuta per un certo tempo.
Le domande di brevetto EP2375036A1, US2013073188A1 e EP3575583A1 descrivono un metodo per determinare un istante di chiusura di un iniettore elettromagnetico di carburante.
Al termine di una linea di produzione di iniettori elettromagnetici di carburante vengono normalmente eseguite delle prove di qualit? su ciascun iniettore in modo tale da potere scartare gli iniettori non conformi alle specifiche nominali. In particolare, al termine della linea di produzione l?iniettore viene montato in un banco di prova in cui viene alimentato in pressione un liquido di prova simile al carburante (ad esempio un solvente quale il solvente ?Exxol D40?); successivamente, l?iniettore viene pilotato per eseguire una successione di iniezioni di prova (ad esempio cento-trecento iniezioni di prova successive) con lo stesso tempo di iniezione ed attraverso un misuratore di flusso viene misurata la quantit? di liquido di prova che viene complessivamente iniettata dall?iniettore in modo tale da determinare la quantit? media di liquido di prova iniettata in ciascuna singola iniezione di prova. La quantit? media di liquido di prova iniettata in ciascuna singola iniezione di prova viene confrontata con un intervallo di accettabilit? predeterminato per verificare che l?iniettore sia conforme alle specifiche; tuttavia, questa prova non permette di verificare la ripetibilit? dell?iniezione, ovvero se le singole iniezioni di prova sono tra loro simili (cio? prossime alla media iniettando ciascuna una quantit? di liquido di prova prossima alla quantit? media di liquido di prova) oppure se le singole iniezioni di prova sono tra loro molto diverse (cio? molto lontane dalla media iniettando ciascuna una quantit? di liquido di prova sostanzialmente diversa dalla quantit? media di liquido di prova). Infatti, un iniettore con una pessima ripetibilit? dell?iniezione (quindi certamente non conforme alle specifiche) potrebbe mediamente presentare una quantit? media di liquido di prova pi? o meno corretta se gli errori commessi nelle singole iniezioni di prova si compensano tra di loro (ovvero una volta viene iniettato troppo liquido di prova e la volta successiva viene iniettato troppo poco liquido di prova).
Per verificare anche la ripetibilit? dell?iniezione, ? stato proposto di utilizzare un misuratore di flusso pi? preciso che permetta di misurare con precisione non solo la quantit? di liquido di prova che viene complessivamente iniettata dall?iniettore in tutte le iniezioni di prova, ma anche la quantit? di liquido di prova iniettata dall?iniettore in ogni singola iniezione di prova; tuttavia, i misuratori di flusso pi? precisi, oltre ad essere molto complessi e costosi, sono anche poco adatti a venire utilizzati con continuit? al termine di una linea di produzione in quanto sono molto sensibili alle condizioni ambientali e richiedono una frequente taratura. In altre parole, i misuratori di flusso pi? precisi sono strumenti adatti a venire utilizzati saltuariamente in laboratorio ed in condizioni ambientali controllate, ma sono di difficile utilizzo con continuit? al termine di una linea di produzione.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione ? di fornire un metodo di verifica della ripetibilit? dell?iniezione in un iniettore elettromagnetico di carburante ed un corrispondente banco di prova, il quale metodo di verifica sia sufficientemente preciso ed affidabile anche quando viene utilizzato con continuit? in un banco di prova al termine di una linea di produzione e sia anche di facile ed economica implementazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di verifica della ripetibilit? dell?iniezione in un iniettore elettromagnetico di carburante ed un corrispondente banco di prova, secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.
Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
? la figura 1 ? una vista schematica di un banco di prova di un iniettore elettromagnetico di carburante che implementa il metodo di verifica oggetto della presente invenzione;
? la figura 2 ? una vista schematica, in elevazione laterale ed in sezione dell?iniettore elettromagnetico di carburante;
? la figura 3 ? un grafico che illustra la caratteristica di iniezione dell?iniettore elettromagnetico di carburante;
? la figura 4 ? un grafico che illustra la distribuzione dei tempi di chiusura dell?iniettore elettromagnetico di carburante;
? la figura 5 ? un grafico che illustra l?evoluzione nel tempo di alcune grandezze fisiche dell?iniettore elettromagnetico di carburante che viene comandato per iniettare carburante in una zona balistica di funzionamento;
? la figura 6 ? un grafico che illustra l?evoluzione nel tempo di alcune grandezze fisiche dell?iniettore elettromagnetico di carburante che viene comandato per un tempo cos? breve da evitare l?iniezione di carburante;
? la figura 7 ? un grafico che illustra l?evoluzione nel tempo: della tensione elettrica ai capi di una bobina dell?iniettore elettromagnetico di carburante, di una corrispondenza tensione elettrica di riferimento, e della loro differenza; e
? la figura 8 ? un grafico che illustra l?evoluzione nel tempo della derivata prima nel tempo della differenza tra la tensione elettrica ai capi della bobina e la tensione elettrica di riferimento.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL?INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 ? indicato nel suo complesso un banco di prova di un iniettore 2 elettromagnetico di carburante che utilizza un liquido di prova (ad esempio un solvente quale il solvente ?Exxol D40?).
Il banco 1 di prova comprende un supporto 3 in cui viene montato temporaneamente l?iniettore 2 elettromagnetico ed un misuratore 4 di flusso che misura la quantit? di liquido di prova iniettato dall?iniettore 2 elettromagnetico. Il banco 1 di prova comprende inoltre una pompa 5 di alta pressione che alimenta il liquido di prova all?iniettore 2 elettromagnetico mediante un condotto 6; a sua volta, la pompa 5 di alta pressione ? alimentata da una pompa 7 di bassa pressione disposta all?interno di un serbatoio 8 del liquido di prova. L?iniettore 2 elettromagnetico inietta il liquido di prova in una vasca di raccolta passando attraverso il misuratore 4 di flusso e sotto il controllo di una unit? 9 di controllo elettronica (Electronic Control Unit).
Secondo quanto illustrato nella figura 2, l?iniettore 2 elettromagnetico presenta sostanzialmente una simmetria cilindrica attorno ad un asse 10 longitudinale e viene comandato per iniettare carburante da un ugello 11 di iniezione. L?iniettore 2 elettromagnetico comprende un corpo 12 di supporto, il quale ha una forma tubolare cilindrica a sezione variabile lungo l?asse 10 longitudinale e presenta un canale 13 di alimentazione che si estende lungo tutta la lunghezza del corpo 12 di supporto stesso per alimentare il carburante in pressione verso l?ugello 11 di iniezione. Il corpo 12 di supporto supporta in corrispondenza di una propria porzione superiore un attuatore 14 elettromagnetico ed in corrispondenza di una propria porzione inferiore una valvola 15 di iniezione che delimita inferiormente il canale 13 di alimentazione; in uso, la valvola 15 di iniezione viene azionata dall?attuatore 14 elettromagnetico per regolare il flusso di carburante attraverso l?ugello 11 di iniezione, il quale ? ricavato in corrispondenza della valvola 15 di iniezione stessa.
L?attuatore 14 elettromagnetico comprende una bobina 16, la quale ? disposta esternamente attorno al corpo 12 tubolare ed ? racchiusa in una custodia 17 toroidale di materiale plastico, ed un polo 18 magnetico fisso (denominato anche ?fondello?), il quale ? realizzato di materiale ferromagnetico ed ? disposto all?interno del corpo 12 tubolare in corrispondenza della bobina 16. Inoltre, l?attuatore 15 elettromagnetico comprende una ancora 19 mobile, la quale presenta una forma cilindrica, ? realizzata di materiale ferromagnetico, ed ? atta a venire magneticamente attirata dal polo 18 magnetico quando la bobina 16 viene eccitata (cio? viene percorsa da corrente).
Infine, l?attuatore 15 elettromagnetico comprende una armatura 20 magnetica tubolare, la quale ? realizzata di materiale ferromagnetico, ? disposta all?esterno del corpo 12 tubolare e comprende una sede 21 anulare per alloggiare al proprio interno la bobina 16, ed una rosetta 22 magnetica di forma anulare, la quale ? realizzata di materiale ferromagnetico ed ? disposta sopra alla bobina 16 per guidare la chiusura del flusso magnetico attorno alla bobina 16 stessa.
L?ancora 19 mobile ? parte di un equipaggio mobile, il quale comprende, inoltre, un otturatore o spillo 23 avente una porzione superiore solidale all?ancora 19 mobile ed una porzione inferiore cooperante con una sede 24 valvolare della valvola 15 di iniezione per regolare in modo noto il flusso di carburante attraverso l?ugello 11 di iniezione. In particolare, lo spillo 23 termina con una testa di otturazione di forma sostanzialmente sferica, la quale ? atta ad appoggiarsi a tenuta contro la sede valvolare.
Il polo 18 magnetico ? centralmente forato e presenta un foro 25 centrale passante, in cui ? parzialmente alloggiata una molla 26 di chiusura che spinge l?ancora 19 mobile verso una posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione. In particolare, all?interno del foro 25 centrale del polo 18 magnetico ? piantato in posizione fissa un corpo 27 di riscontro che mantiene la molla 26 di chiusura compressa contro l?ancora 19 mobile.
In uso, quando l?attuatore 14 elettromagnetico ? diseccitato l?ancora 19 mobile non viene attratta dal polo 18 magnetico e la forza elastica della molla 26 di chiusura spinge l?ancora 19 mobile assieme allo spillo 23 (cio? l?equipaggio mobile) verso il basso fino ad una posizione limite inferiore, in cui la testa di otturazione dello spillo 23 ? premuta contro la sede 24 valvolare della valvola 15 di iniezione isolando l?ugello 11 di iniezione dal carburante in pressione. Quando l?attuatore 14 elettromagnetico viene eccitato, l?ancora 19 mobile viene magneticamente attratta dal polo 18 magnetico contro la forza elastica della molla 26 di chiusura e l?ancora 19 mobile assieme allo spillo 23 (cio? l?equipaggio mobile) si spostano verso l?alto per effetto dell?attrazione magnetica esercitata dal polo 18 magnetico stesso fino ad una posizione limite superiore, in cui l?ancora 19 mobile ? in battuta contro il polo 18 magnetico e la testa di otturazione dello spillo 23 ? sollevata rispetto alla sede 24 valvolare della valvola 15 di iniezione permettendo al carburante in pressione di fluire attraverso l?ugello 11 di iniezione.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, la bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico di l?iniettore 2 elettromagnetico di carburante viene alimentata dalla unit? 9 di controllo elettronica che applica ai morsetti 100 e 101 (ovvero ai capi) della bobina 16 una tensione v variabile nel tempo che determina la circolazione attraverso la bobina 16 di una corrente i variabile nel tempo. Il morsetto 100 della bobina 16 ? il morsetto di alta tensione ed ? collegabile alla tensione di alimentazione attraverso almeno un primo transistor di pilotaggio della unit? 9 di controllo elettronica; invece, il morsetto 101 della bobina 16 ? il morsetto di bassa tensione ed ? collegabile alla massa elettrica attraverso almeno un secondo transistor di pilotaggio della unit? 9 di controllo elettronica.
Secondo quanto illustrato nella figura 3, la legge di iniezione (cio? la legge che lega il tempo TINJ di iniezione, o tempo di pilotaggio, alla quantit? Q di carburante iniettata ed ? rappresentata dalla curva tempo TINJ di iniezione ? quantit? Q di carburante iniettato) di l?iniettore 2 elettromagnetico di carburante ? divisibile in tre zone: una zona A iniziale di mancata apertura, in cui il tempo TINJ di iniezione ? troppo piccolo e quindi l?energia che viene fornita alla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico produce una forza insufficiente a vincere la forza della molla 26 di chiusura e lo spillo 23 rimane fermo nella posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione; una zona B balistica, in cui lo spillo 23 si sposta dalla posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione verso una posizione di completa apertura (in cui l?ancora 19 mobile solidale allo spillo 23 si dispone in battuta contro il polo 18 magnetico fisso), ma non riesce a raggiungere la posizione di completa apertura e quindi ritorna nella posizione di chiusura prima di avere raggiunto la posizione di completa apertura; ed una zona C lineare, in cui lo spillo 23 si sposta dalla posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione alla posizione di completa apertura che viene mantenuta per un certo tempo.
Il grafico della figura 5 illustra l?evoluzione nel tempo di alcune grandezze fisiche di un iniettore 2 elettromagnetico di carburante che viene comandato per iniettare carburante nella zona B balistica di funzionamento. In altre parole, il tempo TINJ di iniezione ? ridotto (dell?ordine di 0.15 ? 0.30 ms in funzione della pressione del carburante e del tipo di iniettore) e quindi per effetto dell?attrazione elettromagnetica generata dall?attuatore 14 elettromagnetico lo spillo 23 (assieme all?ancora 19 mobile) si sposta dalla posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione verso una posizione di completa apertura (in cui l?ancora 19 mobile solidale allo spillo 23 si dispone in battuta contro il polo 18 magnetico fisso) che per? non viene raggiunta, in quanto l?attuatore 14 elettromagnetico viene spento prima che lo spillo 23 (assieme all?ancora 19 mobile) possa raggiungere la posizione di completa apertura della valvola 15 di iniezione; di conseguenza, quando lo spillo 23 si trova ancora ?in volo? (cio? si trova in una posizione intermedia tra la posizione di chiusura e la posizione di completa apertura della valvola 15 di iniezione) e si sta spostando verso la posizione di completa apertura l?attuatore 14 elettromagnetico viene spento e la spinta generata dalla molla 26 di chiusura interrompe il movimento dello spillo 23 verso la posizione di completa apertura della valvola 15 di iniezione e quindi muove lo spillo 23 con verso contrario fino a portare lo spillo 23 nella posizione iniziale di chiusura della valvola 15 di iniezione.
Secondo quanto illustrato nella figura 5, il comando c logico di pilotaggio dell?iniettore 2 elettromagnetico prevede di attivare (energizzare) l?attuatore 14 elettromagnetico ad un istante t1 (passaggio del comando c logico di pilotaggio dallo stato spento-OFF allo stato acceso-ON) e di disattivare (disenergizzare) l?attuatore 14 elettromagnetico ad un istante t3 (passaggio del comando c logico di pilotaggio dallo stato acceso-ON allo stato spento-OFF). Il tempo TINJ di iniezione ? pari all?intervallo di tempo che intercorre tra gli istanti t1 e t3 ed ? piccolo; di conseguenza, l?iniettore 2 elettromagnetico di carburante lavora nella zona B balistica di funzionamento.
All?istante t1 la bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico viene energizzata e quindi inizia a produrre una forza motrice che si oppone alla forza della molla 26 di chiusura; quando la forza motrice generata dalla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico supera la forza della molla 26 di chiusura, ovvero all?istante t2, la posizione p dello spillo 23 (che ? solidale all?ancora 19 mobile) inizia a variare dalla posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione (indicata con ?Close? nella figura 5) alla posizione di completa apertura della valvola 15 di iniezione (indicata con ?Open? nella figura 5); in altre parole, la valvola 15 di iniezione inizia ad aprirsi all?istante t2 ed il tempo che intercorre tra gli istanti t1 e t2 ? definito il tempo TO di apertura (ovvero il tempo che intercorre tra l?istante t1 in cui inizia l?energizzazione dell?attuatore 14 elettromagnetico e l?istante t2 in cui la valvola 15 di iniezione inizia effettivamente ad aprirsi).
Nella legge di iniezione (illustrata nella figura 3), il tempo TO di apertura stabilisce il confine tra la zona A iniziale di mancata apertura e la zona B balistica di funzionamento: infatti se il tempo TINJ di iniezione ? inferiore al tempo TO di apertura allora la valvola 15 di iniezione non si apre e quindi ci si trova nella zona A iniziale di mancata apertura mentre se il tempo TINJ di iniezione ? superiore al tempo TO di apertura allora la valvola 15 di iniezione si apre e quindi ci si trova nella zona B balistica di funzionamento (oppure, se il tempo TINJ di iniezione ? sufficientemente lungo, ci si trova nella zona C lineare).
All?istante t3 la posizione p dello spillo 23 non ha ancora raggiunto la posizione di completa apertura della valvola 15 di iniezione e per effetto del termine del comando c logico di pilotaggio dell?iniettore 2 elettromagnetico si riporta nella posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione che viene raggiunta all?istante t5 (cio? nel momento in cui la testa di otturazione dello spillo 23 si appoggia a tenuta contro la sede valvolare della valvola 15 di iniezione). Prima dell?istante t5 (cio? nel momento in cui la valvola 15 di iniezione viene chiusa), viene identificato l?istante t4 in cui la corrente i che attraversa la bobina 16 si annulla (ovvero arriva al valore zero) ed in cui la tensione v applicata ai capi della bobina 16 inizia a diminuire (in valore assoluto) portandosi verso il valore nullo. Viene identificato come tempo TC di chiusura l?intervallo di tempo che intercorre tra gli istanti t3 e t5, cio? l?intervallo di tempo che intercorre tra il termine del comando c logico di pilotaggio dell?iniettore 2 elettromagnetico e la chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico. Il tempo TC di chiusura ? anche pari alla somma di un tempo TZ di azzeramento compreso tra gli istanti t3 e t4 in cui la corrente i che attraversa la bobina 16 ? ancora presente (e quindi l?attuatore 14 elettromagnetico produce ancora una forza di attrazione magnetica sull?ancora 19 mobile) e di un tempo TF di volo compreso tra gli istanti t4 e t5 in cui la corrente i che attraversa la bobina 16 ? nulla e quindi sull?ancora 19 mobile agisce solo la forza elastica generata dalla molla 26 di chiusura.
All?istante t1 la tensione v applicata ai capi della bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico dell?iniettore 2 elettromagnetico viene fatta crescere fino a raggiungere un picco di accensione positivo che serve a fare aumentare rapidamente la corrente i che attraversa la bobina 16; al termine del picco di accensione, la tensione v applicata ai capi della bobina 16 viene controllata secondo la tecnica ?chopper? che prevede di variare ciclicamente la tensione v tra un valore positivo ed un valore nullo per mantenere la corrente i nell?intorno di un valore di mantenimento desiderato (per semplicit? la variazione ciclica della tensione v non ? rappresentata nella figura 5). All?istante t3 la tensione v applicata ai capi della bobina 16 viene fatta diminuire rapidamente fino a raggiungere un picco di spegnimento negativo che serve per annullare rapidamente la corrente i che attraversa la bobina 16. Una volta che la corrente i ? stata azzerata all?istante t4, la tensione v residua si scarica con legge esponenziale fino ad annullarsi e durante tale fase di annullamento della tensione v si verifica la chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico (all?istante t4 in cui lo spillo 23 raggiunge la posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione); infatti, lo spillo 23 inizia la corsa di chiusura verso la posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione solo quando la forza della molla 26 di chiusura supera la forza di attrazione elettromagnetica che ? generata dall?attuatore 14 elettromagnetico ed ? proporzionale alla corrente i, (cio? si azzera solo quando si azzera la corrente i).
Il grafico della figura 6 illustra l?evoluzione nel tempo di alcune grandezze fisiche di un iniettore 2 elettromagnetico di carburante che viene comandato con un tempo TINJ di iniezione (pari a sua volta all?intervallo di tempo intercorrente tra l?istante t1 di inizio dell?iniezione e l?istante t3 di fine dell?iniezione) cos? piccolo da non riuscire a raggiungere l?apertura della valvola 15 di iniezione (ovvero un tempo TINJ di iniezione che appartiene alla zona A iniziale di mancata apertura ed ? inferiore al tempo TO di apertura). In altre parole, il tempo TINJ di iniezione ? inferiore al tempo TO di apertura e quindi ? cos? piccolo (dell?ordine di 0.05 ? 0.15 ms) che l?attrazione elettromagnetica generata dall?attuatore 14 elettromagnetico sullo spillo 23 (assieme all?ancora 19 mobile) rimane sempre inferiore alla forza elastica generata dalla molla 26 di chiusura.
Secondo quanto illustrato nella figura 6, il comando c logico di pilotaggio dell?iniettore 2 elettromagnetico prevede di attivare (energizzare) l?attuatore 14 elettromagnetico ad un istante t1 (passaggio del comando c logico di pilotaggio dallo stato spento-OFF allo stato acceso-ON) e di disattivare (disenergizzare) l?attuatore 14 elettromagnetico ad un istante t3 (passaggio del comando c logico di pilotaggio dallo stato acceso-ON allo stato spento-OFF). Il tempo TINJ di iniezione ? pari all?intervallo di tempo che intercorre tra gli istanti t1 e t3 ed ? piccolo; di conseguenza, l?iniettore 2 elettromagnetico di carburante lavora nella zona A iniziale di mancata apertura.
All?istante t1 la bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico viene energizzata e quindi inizia a produrre una forza motrice che si oppone alla forza della molla 26 di chiusura; tuttavia, la forza motrice generata dall?attuatore 14 elettromagnetico non riesce mai a vincere (superare) la forza elastica generata dalla molla 26 di chiusura e quindi lo spillo 23 (che ? solidale all?ancora 19 mobile) non si sposta mai dalla posizione di chiusura della valvola 15 di iniezione (indicata con ?Close? nella figura 6) All?istante t4 la corrente i che attraversa la bobina 16 si annulla (ovvero arriva al valore zero) e la tensione v applicata ai capi della bobina 16 inizia a diminuire (in valore assoluto) portandosi verso il valore nullo. Una volta che la corrente i ? stata azzerata all?istante t4, la tensione v residua si scarica con legge esponenziale fino ad annullarsi.
Una volta che l?iniettore 2 elettromagnetico ? stato meccanicamente montato nel banco 1 di prova (illustrato nella figura 1), l?iniettore 2 elettromagnetico stesso viene collegato idraulicamente alla pompa 5 di alta pressione (che alimenta il liquido di prova in pressione) ed al misuratore 4 di flusso e viene collegato elettricamente all?unit? 9 di controllo elettronica; a questo punto, l?iniettore 2 elettromagnetico ? pronto per venire testato.
Per verificare la conformit? dell?iniettore 2 elettromagnetico, l?unit? 9 di controllo elettronica pilota l?iniettore 2 elettromagnetico per eseguire una successione di iniezioni di prova (ad esempio 100-300 iniezioni di prova consecutive) con lo stesso tempo TINJ di iniezione; ovvero tutte le iniezioni di prova vengono eseguite una di seguito all?altra e tutte con lo stesso identico tempo TINJ di iniezione. Attraverso il misuratore 4 di flusso, l?unit? 9 di controllo elettronica misura la quantit? di liquido di prova che viene complessivamente iniettata dall?iniettore 2 elettromagnetico in modo tale da determinare la quantit? media di liquido di prova iniettata in ciascuna singola iniezione di prova; la quantit? media di liquido di prova iniettata in ciascuna singola iniezione di prova viene confrontata con un intervallo di accettabilit? predeterminato per verificare che l?iniettore sia conforme alle specifiche (ovvero che la quantit? media di liquido di prova iniettata in ciascuna singola iniezione di prova non sia n? troppo grande, n? troppo piccola).
Inoltre, l?unit? 9 di controllo elettronica determina per ciascuna iniezione di prova un corrispondente tempo TC di chiusura (ovvero l?intervallo di tempo che intercorre tra gli istanti t3 e t5, cio? l?intervallo di tempo che intercorre tra il termine del comando c logico di pilotaggio dell?iniettore 2 elettromagnetico e la chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico), elabora statisticamente i tempi TC di chiusura della successione di iniezioni di prova per determinare una dispersione dei tempi TC di chiusura, e quindi segnala di scartare l?iniettore 2 elettromagnetico se la dispersione dei tempi TC di chiusura ? esterna ad un intervallo di accettabilit? predeterminato (cio? se la dispersione dei tempi TC di chiusura ? troppo grande). Infatti, ? stato osservato che la dispersione (variazione) dei tempi TC di chiusura delle iniezioni di prova ? direttamente correlabile con la dispersione (variazione) della quantit? di liquido di prova iniettata nelle iniezioni di prova; ovvero invece di misurare ed analizzare statisticamente la dispersione (variazione) della quantit? di liquido di prova iniettata nelle iniezioni di prova ? possibile (con sostanzialmente la stessa accuratezza di giudizio) misurare ed analizzare statisticamente la dispersione (variazione) dei tempi TC di chiusura delle iniezioni di prova. In altre parole, misurare ed analizzare statisticamente la dispersione (variazione) della quantit? di liquido di prova iniettata nelle iniezioni di prova ? equivalente a misurare ed analizzare statisticamente la dispersione (variazione) dei tempi TC di chiusura delle iniezioni di prova.
In questo modo, ? possibile verificare anche la ripetibilit? dell?iniezione, ovvero se le singole iniezioni di prova sono tra loro simili (cio? prossime alla media iniettando ciascuna una quantit? di liquido di prova prossima alla quantit? media di liquido di prova) oppure se le singole iniezioni di prova sono tra loro molto diverse (cio? molto lontane dalla media iniettando ciascuna una quantit? di liquido di prova sostanzialmente diversa dalla quantit? media di liquido di prova); in altre parole, la ripetibilit? dell?iniettore 2 elettromagnetico ? la sua capacit? di fornire iniezioni uguali (ovvero che iniettato la stessa quantit? di liquido di prova) quando viene pilotato con lo stesso tempo TINJ di iniezione. Infatti, un iniettore 2 elettromagnetico con una pessima ripetibilit? dell?iniezione (quindi certamente non conforme alle specifiche) potrebbe mediamente presentare una quantit? media di liquido di prova pi? o meno corretta se gli errori commessi nelle singole iniezioni di prova si compensano tra di loro (ovvero una volta viene iniettato troppo liquido di prova e la volta successiva viene iniettato troppo poco liquido di prova).
La ripetibilit? dell?iniettore 2 elettromagnetico viene espressa quantitativamente in termini di dispersione della quantit? media di liquido iniettata in ciascuna iniezione di prova, e (come detto in precedenza) ? equivalente alla dispersione dei tempi TC di chiusura delle iniezioni di prova che presenta una distribuzione gaussiana (come illustrato nella figura 4).
Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nella figura 4, l?unit? 9 di controllo elettronica calcola una deviazione standard ? dei tempi TC di chiusura della successione di iniezioni di prova; in particolare, la deviazione standard ? ? un indice di dispersione statistico (vale a dire una stima della variabilit? dei tempi TC di chiusura), corrisponde allo scarto quadratico medio, ed ? uno dei modi per esprimere la dispersione dei dati intorno ad un indice di posizione, quale pu? essere, ad esempio, la media aritmetica o una sua stima (ha pertanto la stessa unit? di misura dei tempi TC di chiusura al contrario della varianza che ha come unit? di misura il quadrato dell'unit? di misura dei tempi TC di chiusura). Inoltre, l?unit? 9 di controllo elettronica scarta l?iniettore 2 elettromagnetico se la deviazione standard ? ? superiore ad una soglia predeterminata (ovvero se ? troppo elevata); preferibilmente, l?unit? 9 di controllo elettronica scarta l?iniettore 2 elettromagnetico se il triplo della deviazione standard ? (il cosiddetto 3?) ? superiore ad una soglia predeterminata (ovvero ? troppo elevata), ma ovviamente potrebbe venire considerata direttamente la deviazione standard ? oppure il doppio (o il quadruplo/quintuplo) della deviazione standard ?.
Per potere determinare i tempi TC di chiusura delle iniezioni di prova, prima di iniziare le iniezioni di prova stesse l?unit? 9 di controllo elettronica determina un andamento temporale di paragone della tensione v2 ad almeno un capo della bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico (illustrata nella figura 7); ovvero, prima di iniziare le iniezioni di prova, l?unit? 9 di controllo pilota la bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico (senza produrre alcuna iniezione di liquido di prova) per determinare l?andamento temporale di paragone della tensione v2. Successivamente, l?unit? 9 di controllo elettronica determina (per ciascuna iniezione di prova) un andamento temporale di attuazione della tensione v1 ad almeno un capo della bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico (illustrata nella figura 7), calcola (per ciascuna iniezione di prova) una differenza ?v di tensione (illustrata nella figura 7) tra l?andamento temporale di attuazione della tensione v1 e l?andamento temporale di paragone della tensione v2, identifica (per ciascuna iniezione di prova) un istante t5 di chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico in funzione della differenza ?v di tensione, e quindi determina (per ciascuna iniezione di prova) il tempo TC di chiusura in funzione dell?istante t5 di chiusura.
Secondo quanto illustrato nella figura 6 e per determinare l?andamento temporale di paragone della tensione v2 (illustrata nella figura 7), l?unit? 9 di controllo elettronica applica ad un istante t1 di inizio di un rilevamento una tensione v positiva alla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico per fare circolare attraverso la bobina 16 una corrente i elettrica di rilevamento che non determina l?apertura della valvola 15 di iniezione, applica ad un istante t3 di fine del rilevamento una tensione v negativa alla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico per annullare la corrente i elettrica di prova, e rileva l?andamento temporale di paragone della tensione v2 ad almeno un capo della bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico dopo l?annullamento della corrente i elettrica di rilevamento.
Secondo una preferita, ma non vincolante forma di attuazione, prima di iniziare le iniezioni di prova, l?unit? 9 elettronica di controllo rileva pi? volte (ad esempio 3-10 volte) l?andamento temporale di paragone della tensione v2 per calcolare successivamente una corrispondente media; in questo modo, viene ridotta l?incidenza degli errori accidentali.
Secondo quanto illustrato nella figura 5, in ciascuna iniezione di prova e per determinare l?andamento temporale di attuazione della tensione v1 (illustrata nella figura 7), l?unit? 9 di controllo elettronica applica ad un istante t1 di inizio della iniezione di prova una tensione v positiva alla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico per fare circolare attraverso la bobina 16 una corrente i elettrica di attuazione che determina l?apertura della valvola 15 di iniezione, applica ad un istante t3 di fine della iniezione di prova una tensione v negativa alla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico per annullare la corrente i elettrica di attuazione, e rileva l?andamento temporale di attuazione della tensione v1 ad almeno un capo della bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico dopo l?annullamento della corrente i elettrica di attuazione.
Viene di seguito descritta con maggiore dettaglio la modalit? utilizzata dall?unit? 9 di controllo elettronica per determinare, durante una singola iniezione di prova, l?istante t5 di chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico di carburante (ovvero per determinare il tempo TC di chiusura che corrisponde all?intervallo di tempo che intercorre tra gli istanti t3 e t5, cio? all?intervallo di tempo che intercorre tra il termine del comando c logico di pilotaggio dell?iniettore 2 elettromagnetico e la chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico).
Come detto in precedenza in relazione alla figura 5, all?istante t1 di inizio dell?iniezione di prova l?unit? 9 di controllo elettronica applica alla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico una tensione v positiva per fare circolare attraverso la bobina 16 una corrente i elettrica di attuazione che determina l?apertura della valvola 15 di iniezione, ed all?istante t3 di fine dell?iniezione di prova l?unit? 9 di controllo elettronica applica alla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico una tensione v negativa per annullare (all?istante t4) la corrente i elettrica di attuazione che circola attraverso la bobina 16.
Al termine dell?iniezione di prova (cio? dopo l?istante t3 di fine dell?iniezione) l?unit? 9 di controllo elettronica rileva (misura) un andamento temporale di attuazione della tensione v1 (illustrato nella figura 7) ad almeno un capo (ovvero un morsetto 100 o 101) della bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico dopo l?annullamento della corrente i elettrica di attuazione che circola attraverso la bobina 16 (cio? dopo l?istante t4) e fino all?annullamento della tensione v stessa. Successivamente, l?unit? 9 di controllo elettronica confronta l?andamento temporale di attuazione della tensione v1 con l?andamento temporale di paragone della tensione v2 determinato in precedenza (ovvero prima di iniziare la successione di iniezioni di prova). Infine, l?unit? 9 di controllo elettronica determina l?istante t5 di chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico in funzione del confronto tra l?andamento temporale di attuazione della tensione v1 e l?andamento temporale di paragone della tensione v2.
Per determinare l?andamento temporale di paragone della tensione v2 (illustrata nella figura 7), l?unit? 9 di controllo elettronica esegue preliminarmente, ovvero prima eseguire la successione di iniezioni di prova, un rilevamento preliminare sullo stesso iniettore 2 elettromagnetico che viene comandato con un tempo TINJ di iniezione (pari a sua volta all?intervallo di tempo intercorrente tra l?istante t1 di inizio dell?iniezione e l?istante t3 di fine dell?iniezione) cos? piccolo da non riuscire a raggiungere l?apertura della valvola 15 di iniezione (ovvero un tempo TINJ di iniezione che appartiene alla zona A iniziale di mancata apertura ed ? inferiore al tempo TO di apertura) come illustrato nella figura 6. In altre parole, l?unit? 9 di controllo elettronica applica ad un istante t1 di inizio del rilevamento una tensione v positiva alla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico per fare circolare attraverso la bobina 16 una corrente i elettrica di rilevamento che non determina l?apertura della valvola 15 di iniezione, e l?unit? 9 di controllo elettronica applica ad un istante t3 di fine del rilevamento una tensione v negativa alla bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico per annullare la corrente i elettrica di rilevamento che circola attraverso la bobina 16 senza determinare l?apertura della valvola 15 di iniezione. Infine, l?unit? 9 di controllo elettronica rileva (misura) l?andamento temporale di paragone della tensione v2 (illustrato nella figura 7) ad almeno un capo (ovvero un morsetto 100 o 101) della bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico dopo l?annullamento della corrente i elettrica di rilevamento che circola attraverso la bobina 16 senza determinare l?apertura della valvola 15 di iniezione; in altre parole, l?unit? 9 di controllo elettronica identifica l?andamento temporale di paragone della tensione v2 come andamento temporale dopo l?annullamento della corrente i elettrica di rilevamento che circola attraverso la bobina 16 senza determinare l?apertura della valvola 15 di iniezione.
Secondo una possibile, ma non vincolante, forma di attuazione, l?unit? 9 di controllo elettronica ? provvista di un filtro anti-aliasing hardware (ovvero un filtro antialiasing fisico che agisce sul segnale analogico prima della digitalizzazione) che agisce sulla misura della tensione v ad almeno un capo (ovvero un morsetto 100 o 101) della bobina 16 dell?attuatore 14 elettromagnetico. Il filtro antialiasing ? un filtro analogico utilizzato prima del campionamento del segnale della tensione v, al fine di restringere la banda del segnale stesso per soddisfare approssimativamente il teorema del campionamento di Nyquist-Shannon.
Quando la testa di otturazione dello spillo 23 impatta contro la sede valvolare della valvola 15 di iniezione (cio? quando si verifica la chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico), l?ancora 19 mobile che ? solidale allo spillo 23 modifica in tempi molto brevi la proprio legge di moto (cio? passa quasi istantaneamente da una velocit? relativamente elevata a velocit? zero ed eventualmente potrebbe anche compiere un piccolo rimbalzo che inverte il senso della velocit?) e tale modifica sostanzialmente impulsiva della legge di moto dell?ancora 19 mobile produce una perturbazione nel campo magnetico che si concatena con la bobina 16 e quindi determina anche una perturbazione della tensione v ai capi della bobina 16.
Di conseguenza, esiste una differenza (rilevabile) tra l?andamento temporale di attuazione della tensione v1, che prevede una chiusura della valvola 15 di iniezione al termine dello spostamento dello spillo 23, e l?andamento temporale di paragone della tensione v2 che non prevede una chiusura della valvola 15 di iniezione in quanto lo spillo 23 non si sposta; tale differenza ? dovuta al fatto che nell?andamento temporale di attuazione della tensione v1, che prevede una chiusura della valvola 15 di iniezione al termine dello spostamento dello spillo 23, esiste una perturbazione dovuta all?impatto dello spillo 23 contro la sede valvolare della valvola 15 di iniezione mentre nell?andamento temporale di paragone della tensione v2, che non prevede una chiusura della valvola 15 di iniezione in quanto lo spillo 23 non si sposta, non esiste alcuna perturbazione dovuta all?impatto dello spillo 23 contro la sede valvolare della valvola 15 di iniezione. Ricercano tale perturbazione (dovuta all?impatto dello spillo 23 contro la sede valvolare della valvola 15 di iniezione) nel confronto tra l?andamento temporale di attuazione della tensione v1, che prevede una chiusura della valvola 15 di iniezione al termine dello spostamento dello spillo 23, e l?andamento temporale di paragone della tensione v2, che non prevede una chiusura della valvola 15 di iniezione in quanto lo spillo 23 non si sposta, ? possibile determinare l?istante t5 di chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico.
Secondo una preferita forma di attuazione, l?unit? 9 di controllo elettronica sincronizza l?andamento temporale di attuazione della tensione v1 con l?andamento temporale di paragone della tensione v2 allineando temporalmente un primo istante t4 in cui si annulla la corrente i elettrica di attuazione che circola attraverso la bobina 16 con un secondo istante t4 in cui si annulla la corrente i elettrica di rilevamento che circola attraverso la bobina 16.
Secondo una preferita forma di attuazione, l?unit? 9 di controllo elettronica calcola (mediante una semplice sottrazione) una differenza ?v di tensione (illustrata nella figura 7) tra l?andamento temporale di attuazione della tensione v1 e l?andamento temporale di paragone della tensione v2 e determina l?istante t5 di chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico in funzione della differenza ?v di tensione. Preferibilmente, ma non obbligatoriamente, l?unit? 9 di controllo elettronica applica un filtro passa-basso, in particolare un filtro a finestra mobile, alla differenza ?v di tensione per eliminare il rumore ad alta frequenza.
Secondo una preferita forma di attuazione, l?unit? 9 di controllo elettronica calcola una derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione (illustrata nella figura 8) e quindi determina l?istante t5 di chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico in funzione della derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione. In particolare, l?unit? 9 di controllo elettronica determina un minimo assoluto della derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione ed identifica l?istante t5 di chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico in corrispondenza del minimo assoluto della derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione (come illustrato nella figura 8).
Secondo una possibile, ma non limitante, forma di attuazione, all?istante t5 di chiusura determinato come sopra descritto viene applicato un anticipo temporale predeterminato che compensa i ritardi di fase introdotti da tutti i filtraggi a cui viene sottoposta la tensione v; in altre parole, l?istante t5 di chiusura determinato come sopra descritto viene anticipato mediante un intervallo temporale predefinito per tenere conto dei ritardi di fase introdotti da tutti i filtraggi a cui viene sottoposta la tensione v ai capi della bobina 16.
L?unit? 9 di controllo elettronica riconosce la presenza di una chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico solo se la differenza ?v di tensione ?, in valore assoluto, superiore ad una prima soglia, e/o riconosce la presenza di una chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico solo se la derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione ?, in valore assoluto, superiore ad una seconda soglia. In altre parole, L?unit? 9 di controllo elettronica riconosce l?assenza di una chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico se la differenza ?v di tensione ?, in valore assoluto, inferiore alla prima soglia e/o se la derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione ?, in valore assoluto, inferiore alla seconda soglia. Quindi, se la differenza ?v di tensione e/o la derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione sono troppo piccole (in valore assoluto), allora l?unit? 9 di controllo elettronica stabilisce che l?andamento temporale di attuazione della tensione v1 ? del tutto simile all?andamento temporale di paragone della tensione v2 e quindi non si ? verificata alcuna chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico (ovvero una chiusura dell?iniettore 2 elettromagnetico ? assente).
In particolare, l'unit? 9 di controllo elettronica calcola un valore massimo della derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione, identifica la presenza di una chiusura dell'iniettore 2 elettromagnetico se il valore massimo della derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione supera, in valore assoluto, la seconda soglia e identifica l'assenza di una chiusura dell'iniettore 2 elettromagnetico se il valore massimo della derivata d?v/dt prima nel tempo della differenza ?v di tensione ?, in valore assoluto, inferiore la seconda soglia.
Inoltre, l'unit? di controllo elettronica 9 calcola un valore massimo della differenza ?v di tensione, identifica la presenza di una chiusura dell'iniettore 2 elettromagnetico solo se il valore massimo della differenza ?v di tensione supera, in valore assoluto, la prima soglia e identifica l'assenza di una chiusura dell'iniettore 2 elettromagnetico se il valore massimo della differenza ?v di tensione ?, in valore assoluto, inferiore alla prima soglia.
Secondo una possibile forma di attuazione, la tensione v viene misurata dall?unit? 9 di controllo elettronica tra i due morsetti 100 e 101 della bobina 16 quando vengono rilevati il primo ed il secondo andamento temporale della tensione v1 e v2; questa soluzione prevede una misura differenziale che ? pi? complessa in quanto prevede l?utilizzo di due distinti sensori di tensione collegati ai due morsetti 100 e 101 della bobina 16. In alternativa, la tensione v viene misurata dall?unit? 9 di controllo elettronica tra il morsetto 101 di bassa tensione della bobina 16 ed una massa elettrica quando vengono rilevati gli andamenti temporali della tensione v1 e v2; questa soluzione ? pi? semplice in quanto prevede l?utilizzo un unico sensore di tensione collegato al morsetto 101 di bassa tensione della bobina 16.
Secondo una preferita forma di attuazione, l?unit? 9 di controllo esegue le verifiche sopra descritte (verifica della quantit? media di liquido di prova iniettata in ciascuna singola iniezione di prova e verifica della dispersione dei tempi TC di chiusura delle iniezioni di prova che ? direttamente correlabile con la dispersione della quantit? di liquido di prova iniettata nelle iniezioni di prova) per almeno due diversi tempi TINJ di iniezione; in particolare per un tempo TINJ di iniezione pi? breve che si colloca nella zona B balistica (in cui all?istante t3 di fine dell?iniezione lo spillo 23 non ha ancora raggiunto la posizione di completa apertura della valvola 15 di iniezione) e per un tempo TINJ di iniezione pi? lungo che si colloca nella zona C lineare (in cui all?istante t3 di fine dell?iniezione lo spillo 23 ha raggiunto la posizione di completa apertura della valvola 15 di iniezione). Secondo altre forma di attuazione, l?unit? 9 di controllo esegue le verifiche sopra descritte per un unico tempo TINJ di iniezione o per tre o pi? tempi TINJ di iniezione diversi.
Le forme di attuazione qui descritte si possono combinare tra loro senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.
Il sopra descritto metodo di verifica della ripetibilit? dell?iniezione in un iniettore 2 elettromagnetico di carburante presenta numerosi vantaggi.
In primo luogo, il sopra descritto metodo di verifica permette di verificare la ripetibilit? dell?iniezione in modo efficace (ovvero con una grande precisione ed una ottima affidabilit?) ed efficiente (ovvero in tempi relativamente rapidi).
Inoltre, il sopra descritto metodo di verifica ? utilizzabile senza alcuna difficolt? anche al termine di una linea di produzione, quindi con un utilizzo continuativo ed in un ambiente non controllato.
Infine, il sopra descritto metodo di verifica presenta dei costi di implementazione molto bassi, in quanto rispetto ad un analogo banco 1 di prova nota richiede essenzialmente degli aggiornamenti al software della unit? 9 di controllo elettronica; di conseguenza, il sopra descritto metodo di verifica ? di semplice ed economica implementazione anche in banco 1 di prova esistente in quanto non richiede alcun hardware aggiuntivo rispetto all?hardware gi? normalmente presente, non necessita di una potenza di calcolo elevata, e non comporta una grande occupazione di memoria.
ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO DELLE FIGURE
1 impianto di iniezione
2 motore
3 cilindri
4 iniettori
5 canale comune
6 pompa di alta pressione
7 pompa di bassa pressione
8 serbatoio
9 unit? di controllo elettronica 10 asse longitudinale di 4
11 ugello di iniezione
12 corpo di supporto
13 canale di alimentazione
14 attuatore elettromagnetico
15 valvola di iniezione
16 bobina
17 custodia toroidale
18 polo magnetico fisso
19 ancora mobile
20 armatura magnetica
21 sede anulare
22 rosetta magnetica
23 spillo
24 sede valvolare
25 foro centrale
26 molla di chiusura
27 corpo di riscontro
100 morsetto
101 morsetto
t1 istante di tempo
12 istante di tempo
13 istante di tempo
14 istante di tempo
t5 istante di tempo
A zona iniziale
B zona balistica
C zona lineare
Q quantit? di carburante
TINJ tempo di iniezione
THYD tempo idraulico
TC tempo di chiusura
TZ tempo di azzeramento
TF tempo di volo
TO tempo di apertura
v1 andamento temporale di attuazione della tensione v2 andamento temporale di paragone della tensione ?v differenza di tensione
? deviazione standard
Claims (13)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1) Metodo di verifica della ripetibilit? dell?iniezione in un iniettore (2) elettromagnetico di carburante, il quale comprende: uno spillo (23) mobile tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura di una valvola (15) di iniezione, ed un attuatore (14) elettromagnetico che ? provvisto di una bobina (16) ed ? atto spostare lo spillo (23) tra la posizione di chiusura e la posizione di apertura; il metodo di verifica comprende le fasi di: montare l?iniettore (2) elettromagnetico in un banco (1) di prova che alimenta all?iniettore (2) elettromagnetico stesso un liquido di prova in pressione; e pilotare l?iniettore (2) elettromagnetico per eseguire una successione di iniezioni di prova con lo stesso tempo (TINJ) di iniezione; il metodo di verifica ? caratterizzato dal fatto di comprendere le ulteriori fasi di: determinare per ciascuna iniezione di prova un corrispondente tempo (TC) di chiusura; elaborare statisticamente i tempi (TC) di chiusura della successione di iniezioni di prova per determinare una dispersione dei tempi (TC) di chiusura; e scartare l?iniettore (2) elettromagnetico se la dispersione dei tempi (TC) di chiusura ? esterna ad un intervallo di accettabilit? predeterminato.
- 2) Metodo di verifica secondo la rivendicazione 1 e comprendente le ulteriori fasi di: calcolare una deviazione standard (?) dei tempi (TC) di chiusura della successione di iniezioni di prova; e scartare l?iniettore (2) elettromagnetico se la deviazione standard (?), in particolare il triplo della deviazione standard (?), ? superiore ad una soglia predeterminata.
- 3) Metodo di verifica secondo la rivendicazione 2, in cui la deviazione standard (?) corrisponde allo scarto quadratico medio.
- 4) Metodo di verifica secondo la rivendicazione 1, 2 o 3 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare, prima di iniziare le iniezioni di prova, un andamento temporale di paragone della tensione (v2) ad almeno un capo della bobina (16) dell?attuatore (14) elettromagnetico; determinare, per ciascuna iniezione di prova, un andamento temporale di attuazione della tensione (v1) ad almeno un capo della bobina (16) dell?attuatore (14) elettromagnetico; calcolare, per ciascuna iniezione di prova, una differenza (?v) di tensione tra l?andamento temporale di attuazione della tensione (v1) e l?andamento temporale di paragone della tensione (v2); identificare, per ciascuna iniezione di prova, un istante (t5) di chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico in funzione della differenza (?v) di tensione; e determinare, per ciascuna iniezione di prova, il tempo (TC) di chiusura in funzione dell?istante (t5) di chiusura.
- 5) Metodo di verifica secondo la rivendicazione 4, in cui la fase di determinare l?andamento temporale di paragone della tensione (v2) prevede le ulteriori fasi di: applicare ad un istante (t1) di inizio di un rilevamento una tensione (v) positiva alla bobina (16) dell?attuatore (14) elettromagnetico per fare circolare attraverso la bobina (16) una corrente (i) elettrica di rilevamento che non determina l?apertura della valvola (15) di iniezione; applicare ad un istante (t3) di fine del rilevamento una tensione (v) negativa alla bobina (16) dell?attuatore (14) elettromagnetico per annullare la corrente (i) elettrica di rilevamento; e rilevare l?andamento temporale di paragone della tensione (v2) ad almeno un capo della bobina (16) dell?attuatore (14) elettromagnetico dopo l?annullamento della corrente (i) elettrica di rilevamento.
- 6) Metodo di verifica secondo la rivendicazione 4 e 5, in cui, prima di iniziare le iniezioni di prova, l?andamento temporale di paragone della tensione (v2) viene rilevata pi? volte per calcolare successivamente una corrispondente media.
- 7) Metodo di verifica secondo la rivendicazione 4, 5 o 6, in cui, per ciascuna iniezione di prova, la fase di determinare l?andamento temporale di attuazione della tensione (v1) prevede le ulteriori fasi di: applicare ad un istante (t1) di inizio della iniezione di prova una tensione (v) positiva alla bobina (16) dell?attuatore (14) elettromagnetico per fare circolare attraverso la bobina (16) una corrente (i) elettrica di attuazione che determina l?apertura della valvola (15) di iniezione; applicare ad un istante (t3) di fine della iniezione di prova una tensione (v) negativa alla bobina (16) dell?attuatore (14) elettromagnetico per annullare la corrente (i) elettrica di attuazione; rilevare l?andamento temporale di attuazione della tensione (v1) ad almeno un capo della bobina (16) dell?attuatore (14) elettromagnetico dopo l?annullamento della corrente (i) elettrica di attuazione.
- 8) Metodo di verifica secondo una delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui la fase di identificare, per ciascuna iniezione di prova, l?istante (t5) di chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico comprende le ulteriori fasi di: calcolare una derivata (d?v/dt) prima nel tempo della differenza (?v) di tensione; determinare un minimo assoluto della derivata (d?v/dt) prima nel tempo della differenza (?v) di tensione; ed identificare l?istante (t5) di chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico in corrispondenza del minimo assoluto della derivata (d?v/dt) prima nel tempo della differenza (?v) di tensione.
- 9) Metodo di verifica secondo la rivendicazione 8, in cui la fase di identificare, per ciascuna iniezione di prova, l?istante (t5) di chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico comprende le ulteriori fasi di: calcolare un valore massimo della derivata (d?v/dt) prima nel tempo della differenza (?v) di tensione; riconoscere la presenza di una chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico solo se il valore massimo della derivata (d?v/dt) prima nel tempo della differenza (?v) di tensione ?, in valore assoluto, superiore ad una prima soglia; e riconoscere l?assenza di una chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico se il valore massimo della derivata (d?v/dt) prima nel tempo della differenza (?v) di tensione ?, in valore assoluto, inferiore alla prima soglia.
- 10) Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui la fase di identificare, per ciascuna iniezione di prova, l?istante (t5) di chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico comprende le ulteriori fasi di: calcolare un valore massimo della differenza (?v) di tensione; riconoscere la presenza di una chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico solo se il valore massimo della differenza (?v) di tensione ?, in valore assoluto, superiore ad una seconda soglia; e riconoscere l?assenza di una chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico se il valore massimo della differenza (?v) di tensione ?, in valore assoluto, inferiore alla seconda soglia.
- 11) Metodo secondo la rivendicazione 8, 9 o 10 e comprendente l?ulteriore fase di applicare all?istante (t5) del minimo assoluto della derivata (d?v/dt) prima nel tempo della differenza (?v) di tensione un anticipo temporale predeterminato che compensa i ritardi di fase introdotti da tutti i filtraggi che vengono applicati.
- 12) Metodo di verifica secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui il tempo (TC) di chiusura ? l?intervallo di tempo che intercorre tra un termine di un comando (c) logico di pilotaggio dell?iniettore (2) elettromagnetico ed una chiusura dell?iniettore (2) elettromagnetico.
- 13) Banco (1) di prova per la verifica della ripetibilit? dell?iniezione in un iniettore (2) elettromagnetico di carburante, il quale comprende: uno spillo (23) mobile tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura di una valvola (15) di iniezione, ed un attuatore (14) elettromagnetico che ? provvisto di una bobina (16) ed ? atto spostare lo spillo (23) tra la posizione di chiusura e la posizione di apertura; il banco (1) di prova comprende: almeno una pompa (5, 7) atta ad alimentare all?iniettore (2) elettromagnetico un liquido di prova in pressione; ed una unit? (9) elettronica di controllo atta a pilotare l?iniettore (2) elettromagnetico per eseguire una successione di iniezioni di prova con lo stesso tempo (TINJ) di iniezione; il banco (1) di prova ? caratterizzato dal fatto che l?unit? (9) elettronica di controllo ? configurata per: determinare per ciascuna iniezione di prova un corrispondente tempo (TC) di chiusura; elaborare statisticamente i tempi (TC) di chiusura della successione di iniezioni di prova per determinare una dispersione dei tempi (TC) di chiusura; e scartare l?iniettore (2) elettromagnetico se la dispersione dei tempi (TC) di chiusura ? esterna ad un intervallo di accettabilit? predeterminato.
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| IT102020000004003A IT202000004003A1 (it) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Metodo di verifica della ripetibilita' dell'iniezione in un iniettore elettromagnetico di carburante e corrispondente banco di prova |
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- 2021-02-26 DE DE102021104645.9A patent/DE102021104645A1/de active Pending
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