ITBO20100046A1 - Metodo e sistema di diagnosi di un circuito di pilotaggio di almeno una valvola elettromeccanica di un motore a combustione interna - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

“METODO E SISTEMA DI DIAGNOSI DI UN CIRCUITO DI PILOTAGGIO DI ALMENO UNA VALVOLA ELETTROMECCANICA DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNAâ€

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo e ad un sistema di diagnosi di un circuito di pilotaggio di almeno una valvola elettromeccanica di un motore a combustione interna.

La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione in un circuito di pilotaggio di elettromagneti di iniettori di carburante, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità.

ARTE ANTERIORE

Il pilotaggio di elettromagneti di iniettori di carburante (cioà ̈ di valvole elettro-meccaniche di tipo induttivo) viene normalmente realizzato tramite un circuito di pilotaggio elettronico controllato da un microcontrollore che regola le correnti elettriche alimentate agli elettromagneti. Il circuito di pilotaggio elettronico à ̈ composto da componenti di potenza (tipicamente Mosfet), che provvedono alla regolazione della corrente, e da un circuito logico che legge la corrente elettrica ed attua opportunamente i componenti di potenza per controllare la corrente elettrica al valore desiderato.

Il circuito logico esegue anche il monitoraggio continuo dello stato del circuito di pilotaggio elettronico e, nel caso di anomalie (ad esempio corto-circuiti verso massa o verso una tensione di alimentazione, distacchi accidentali delle valvole, corto-circuiti ai capi delle valvole...), provvede alla diagnosi dell’anomalia e quindi alla protezione dei componenti del circuito di pilotaggio (Mosfet, diodi, valvole...) per evitare che l’anomalia diagnosticata possa distruggere i componenti stessi. La diagnosi di una anomalia prevede di rilevare la presenza dell’anomalia e, con la massima precisione possibile, prevede di determinare sia la posizione dell’anomalia sia la tipologia dell’anomalia.

La diagnosi di una anomalia, se effettuata in modo efficace nelle fasi in cui le valvole non sono attuate (cioà ̈ tra il termine di un’attuazione e prima dell’inizio della attuazione successiva), consente di garantire un ottimo grado di protezione ai componenti del circuito di pilotaggio elettronico: una volta diagnosticata una anomalia le attuazioni delle valvole possono essere inibite o limitate per evitare di danneggiare i componenti di pilotaggio e le valvole stesse.

Per diagnosticare eventuali anomalie in un circuito di pilotaggio à ̈ noto di monitorare la tensione in specifici nodi di diagnosi del circuito di pilotaggio e di individuare una anomalia quando una tensione di un nodo di diagnosi à ̈ al di fuori di un corrispondente intervallo consentito che contraddistinguono il funzionamento regolare (cioà ̈ l’assenza di anomalie). Queste tecniche di diagnosi note consentono di rilevare alcune anomalie presenti nel circuito di pilotaggio, ma non offrono un’adeguata funzionalità di distinzione dell’anomalia (cioà ̈ rilevano l’esistenza di una anomalia, ma non riescono a determina l’esatta tipologia e/o posizione dell’anomalia stessa), particolarmente quando il circuito di pilotaggio presenta una struttura “a bancate†che pilota almeno due valvole condividendo tra le due valvole alcune risorse (cioà ̈ alcuni componenti elettronici).

Ad esempio, quando si utilizza una struttura “a bancate†che pilota almeno due valvole condividendo tra le due valvole alcune risorse, se non si à ̈ in grado di distinguere la posizione e/o il tipo di anomalia (ad esempio distinguere l’anomalia causata da un corto circuito dalla anomalia causata da un distacco accidentale di una valvola) a fronte di un rilevamento di anomalia à ̈ necessario spengere tutta la bancata (perdendo quindi la possibilità di pilotare entrambe le valvole). Invece, se si à ̈ in grado di distinguere la posizione ed il tipo di anomalia à ̈ possibile, almeno per la maggior parte delle anomalie, inibire il pilotaggio della valvola interessata dalla anomalia continuando a pilotare in modo normale l’altra valvola che non à ̈ interessata dalla anomalia.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un metodo ed un sistema di diagnosi di un circuito di pilotaggio di almeno una valvola elettromeccanica di un motore a combustione interna, i quali metodo e sistema di diagnosi siano esenti dagli inconvenienti sopra descritti e siano nel contempo di facile ed economica implementazione.

Secondo la presente invenzione vengono forniti un metodo ed un sistema di diagnosi di un circuito di pilotaggio di almeno una valvola elettromeccanica di un motore a combustione interna secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

· la figura 1 Ã ̈ uno schema di un circuito di pilotaggio che pilota due valvole elettromeccaniche;

· la figura 2 Ã ̈ uno schema del circuito di pilotaggio della figura 1 provvisto di un sistema di diagnosi realizzato in accordo con la presente invenzione; e

· le figure 3 e 4 sono due diagrammi temporali che illustrato l’evoluzione temporale di alcune grandezze elettriche del circuito di pilotaggio della figura 1 durante due diversi tipi di anomalie.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE

Nella figura 1, con il numero 1 Ã ̈ indicato nel suo complesso un circuito di pilotaggio che pilota due valvole VAe VBelettromeccaniche (in particolare due elettromagneti di due rispettivi iniettori di carburante) di un motore a combustione interna.

Il circuito 1 di pilotaggio presenta una architettura “a bancate†e condivide alcune risorse tra le due valvole VAe VB; di conseguenza, il circuito 1 di pilotaggio permette il pilotaggio di solo una valvola VAo VBalla volta.

Il circuito 1 di pilotaggio comprende un lato ad alta tensione o lato alto (“High-Side†) che nella figura 1 à ̈ rappresentato al di sopra delle valvole VAe VBed un lato a bassa tensione o lato basso (“Low-Side†) che nella figura 1 à ̈ rappresentato al di sotto delle valvole VAe VB.

Il lato alto del circuito 1 di pilotaggio comprende un nodo F che à ̈ permanentemente collegato ad un morsetto A1e B1di ciascuna valvola VAe VB, à ̈ collegato a massa (“GND†) mediante un diodo D1, à ̈ collegabile ad una tensione VBATdi alimentazione bassa (tipicamente pari a 12 Volt forniti da una batteria del motore a combustione interna) mediante un Mosfet HSB collegato in serie ad un diodo D2, ed à ̈ collegabile ad una tensione VTANKdi alimentazione alta (superiore alla tensione VBATdi alimentazione bassa ed ottenuta elevando la tensione VBATdi alimentazione bassa mediante un convertitore elettronico continua-continua) mediante un Mosfet HST.

Il lato basso del circuito 1 di pilotaggio comprende due nodi EAed EBche sono permanentemente collegati ai rispettivi morsetti A2e B2delle valvole VAe VB, sono collegabili a massa (“GND†) mediante corrispondenti Mosfet LSAe LSB, e sono permanentemente collegati ad una tensione VRECYCLEdi ricircolo (normalmente, ma non necessariamente, corrispondente alla tensione VTANKdi alimentazione alta oppure alla tensione VBATdi alimentazione bassa) mediante un corrispondente diodo D2 e D3.

Per brevità viene di seguito descritta la modalità di funzionamento del circuito 1 di pilotaggio con riferimento alla sola valvola VA; il funzionamento del circuito 1 di pilotaggio con riferimento alla valvola VBà ̈ del tutto analogo sostituendo il Mosfet LSAed il diodo D2 associati alla valvola VAcon il Mosfet LSBed il diodo D3 associati alla valvola VB.

Per aumentare la corrente che circola attraverso la valvola VA, à ̈ necessario chiudere il Mosfet LSAper collegare il morsetto A2alla massa (“GND†) e, in alternativa, chiudere il Mosfet HST (per collegare il morsetto A1alla tensione VTANKdi alimentazione alta) oppure chiudere il Mosfet HSB (per collegare il morsetto A1alla tensione VBATTdi alimentazione bassa).

Per diminuire la corrente che circola attraverso la valvola VAà ̈ necessario aprire entrambi i Mosfet HST e HSB per mantenere il morsetto A1isolato dalla tensione VTANKdi alimentazione alta e dalla tensione VBATTdi alimentazione bassa e, in alternativa, si può aprire o chiudere il Mosfet LSA. Quando nella valvola VAcircola della corrente, il Mosfet LSAà ̈ chiuso ed i Mosfet HST e HSB sono aperti, il morsetto A1risulta collegato alla massa (“GND†) attraverso il diodo D1 ed il morsetto A2risulta collegato alla massa (“GND†) attraverso il Mosfet LSA; quindi i due morsetti A1ed A2sono entrambi collegati a massa (“GND†), cioà ̈ sono cortocircuitati, quindi la corrente che circola attraverso la valvola VAdiminuisce in modo lento. Quando nella valvola VAcircola della corrente e tutti i Mosfet LSA, HST e HSB sono aperti, il morsetto A1risulta collegato alla massa (“GND†) attraverso il diodo D1 ed il morsetto A2risulta collegato alla tensione VRECYCLEdi ricircolo attraverso il diodo D2; quindi alla valvola VAà ̈ applicata in modo inverso (cioà ̈ in modo contrario rispetto alla direzione della corrente) la tensione VRECYCLEdi ricircolo e la corrente che circola attraverso la valvola VAdiminuisce in modo rapido.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, al circuito 1 di pilotaggio viene accoppiato un sistema 2 di diagnosi che effettua un monitoraggio del circuito 1 di pilotaggio quando non à ̈ in corso alcuna attuazione delle valvole VAe VB, cioà ̈ quando tutti i Mosfet LSA, LSB, HST e HSB sono aperti ed attraverso le valvole VAe VBnon circola alcuna corrente elettrica.

Il sistema 2 di diagnosi comprende tre dispositivi M1, M2 e M3 di diagnosi che sono collegati a tre nodi F, EAed EBdi diagnosi distinti del circuito 1 di pilotaggio. In uso, i dispositivi M1, M2 e M3 di diagnosi fanno circolare nei corrispondenti rami del circuito 1 di pilotaggio delle correnti di polarizzazione predeterminate (dell’ordine di mA o di decine di mA) e quindi analizzano le tensioni nei relativi nodi F, EAed EBdi diagnosi per determinare eventuali anomalie nel circuito 1 di pilotaggio. In altre parole, in funzione delle tensioni nei nodi F, EAed EBdi diagnosi in seguito all’applicazione delle correnti di polarizzazione predeterminate à ̈ possibile determinare con sicurezza se sono presenti anomalie nel circuito 1 di pilotaggio.

Per applicare la corrente di polarizzazione predeterminata, ciascun dispositivo M1, M2 ed M3 di diagnosi comprende un generatore P1, P2 e P3 di corrente che in uso impone la circolazione attraverso il nodo F, EAed EBdi diagnosi della propria corrente di polarizzazione predeterminata. Chiaramente, i generatori P1, P2 o P3 di corrente dei dispositivi M1, M2 ed M3 di diagnosi vengono spenti quando una valvola VAo VBà ̈ attuata (cioà ̈ à ̈ interessata da una corrente elettrica non nulla) e vengono accesi solo quando entrambe le valvole VAe VBsono inattive.

I dispositivi M1, M2 ed M3 di diagnosi comprendono rispettivi analizzatori C1, C2 e C3 che analizzano le tensioni nei nodi F, EAed EBdi diagnosi e quindi forniscono in uscita un giudizio sulle tensioni nei nodi F, EAed EBdi diagnosi. Secondo una preferita forma di attuazione, gli analizzatori C1, C2 e C3 dei dispositivi M1, M2 ed M3 di diagnosi sono comparatori che confrontano le tensioni nei nodi F, EAed EBdi diagnosi con tensioni VF, VEAe VEBdi confronto che sono predeterminate e, in particolare, sono derivate dalla tensione di massa (“GND†) e dalla tensione VBATTdi alimentazione bassa.

Il comparatore C1 del dispositivo M1 di diagnosi confronta la tensione del nodo F di diagnosi con la tensione VFdi confronto (pari alla tensione VBATTdi alimentazione bassa ridotta di una soglia di tensione determinata da un generatore G1 di tensione): se la tensione del nodo F di diagnosi à ̈ minore della tensione VFdi confronto allora una uscita HS del comparatore C1 à ̈ alta (cioà ̈ à ̈ “1†), mentre se la tensione del nodo F di diagnosi à ̈ maggiore della tensione VFdi confronto allora l’uscita HS del comparatore C1 à ̈ bassa (cioà ̈ à ̈ “0†).

Il comparatore C2 del dispositivo M2 di diagnosi confronta la tensione del nodo EAdi diagnosi con la tensione VEAdi confronto pari alla tensione di massa aumentata di una soglia di tensione determinata da un generatore G2 di tensione: se la tensione del nodo EAdi diagnosi à ̈ maggiore della tensione VEAdi confronto allora una uscita LSAdel comparatore C2 à ̈ alta (cioà ̈ à ̈ “1†), mentre se la tensione del nodo EAdi diagnosi à ̈ minore della tensione VEAdi confronto allora l’uscita LSAdel comparatore C2 à ̈ bassa (cioà ̈ à ̈ “0†).

Il comparatore C3 del dispositivo M3 di diagnosi confronta la tensione del nodo EBdi diagnosi con la tensione VEBdi confronto pari alla tensione di massa aumentata di una soglia di tensione determinata da un generatore G3 di tensione: se la tensione del nodo EBdi diagnosi à ̈ maggiore della tensione VEBdi confronto allora una uscita LSBdel comparatore C3 à ̈ alta (cioà ̈ à ̈ “1†), mentre se la tensione del nodo EBdi diagnosi à ̈ minore della tensione VEBdi confronto allora l’uscita LSBdel comparatore C3 à ̈ bassa (cioà ̈ à ̈ “0†).

Secondo una preferita forma di attuazione, i valori effettivi delle tensioni VF, VEAe VEBdi confronto (determinate dai generatori G1, G2 e G3 di tensione) vengono inizialmente determinati in modo teorico e quindi affinato in modo sperimentale; in alternativa, i valori effettivi delle tensioni VF, VEAe VEBdi confronto possono venire determinati unicamente in modo sperimentale. E’ importante osservare che i valori effettivi delle tensioni VF, VEAe VEBdi confronto devono tenere conto della dispersione delle caratteristiche costruttive dei componenti elettronici del circuito 1 di pilotaggio e delle cadute di tensione che si verificano nel circuito 1 di pilotaggio.

Le uscite HS, LSAe LSBdei comparatori C1, C2 e C3 dei dispositivi M1, M2 ed M3 di diagnosi vengono lette da una unità 3 di controllo del sistema 2 di diagnosi ed in funzione dello stato combinato delle uscite HS, LSAe LSBl’unità 3 di controllo effettua la diagnosi del circuito 1 di pilotaggio secondo la seguente tabella di decodifica delle anomalie:

Uscite

comparatori Tipo anomalia Posizione anomalia HS LSALSB

1 1 1 Nessuna -0 1 1 Corto circuito a VBATF oppure EAoppure EB1 0 0 Corto circuito a massa F oppure EAoppure EB1 0 1 VA

1 1 0 Distacco valvola VB

0 0 0 VAe VBDistacco VA

0 0 1 Distacco valvola

Corto circuito F o EB

Distacco VB

0 1 0 Corto circuito a VBAT

Corto circuito F o EA

In altre parole, l’unità 3 di controllo non considera singolarmente uscite HS, LSAe LSBdei comparatori C1, C2 e C3 (cioà ̈ i risultati dei confronti tra le tensioni dei nodi F, EAed EBdi diagnosi e le corrispondenti tensioni VF, VEAe VEBdi confronto), ma utilizza solamente una combinazione delle uscite HS, LSAe LSBdei comparatori C1, C2 e C3 per riconoscere la presenza di una anomalia nel circuito 1 di pilotaggio. Ad esempio, per l’unità 3 di controllo l’informazione che l’uscita HS del comparatore C1 sia alta (“1†) o bassa (“0†) presa da sola ha un significato ridotto, ma assume un significato molto più elevato e completo quando viene considerata in relazione (combinazione) con le informazioni sulle altre uscite LSAe LSBdei comparatori C2 e C3.

Le correnti di polarizzazione generate dai generatori P1, P2 e P3 di corrente vengono scelte (in modo teorico e/o in modo sperimentale) in modo tale che la circolazione delle correnti di polarizzazione in assenza di anomalie determini sui nodi F, EAed EBdi diagnosi delle corrispondenti tensioni VPF, VPEAe VPEBdi polarizzazione tali per cui le uscite HS, LSAe LSBdei comparatori C1, C2 e C3 siano tutte alte (cioà ̈ “1). In altre parole, in assenza di anomalie la circolazione delle correnti di polarizzazione imposte dai generatori P1, P2 e P3 di corrente determina sul nodo F una tensione VPFdi polarizzazione (significativamente) minore della tensione VFdi confronto, e determina sui nodi EAed EBdi diagnosi delle tensioni VPEAe VPEBdi polarizzazione (significativamente) maggiori delle corrispondenti tensioni VEAe VEBdi confronto.

In caso di corto circuito alla tensione VBATTdi alimentazione bassa di uno dei nodi F, EAed EBdi diagnosi, la tensione imposta dal corto circuito prevale sulle polarizzazioni determinate dai generatori P1, P2 e P3 di corrente e l’uscita HS del comparatore C1 assume il valore basso (“0†) mentre le uscite LSAe LSBdei comparatori C2 e C3 assumono il valore alto (“1†), in quanto i nodi F, EAed EBdi diagnosi si portano sostanzialmente alla tensione VBATTdi alimentazione bassa.

In caso di corto circuito a massa (GND) di uno nodi F, EAed EBdi diagnosi, la tensione imposta dal corto circuito prevale sulle polarizzazioni determinate dai generatori P1, P2 e P3 di corrente e le uscite LSAe LSBdei comparatori C2 e C3 assumono il valore basso (“0†), mentre l’uscita HS del comparatore C1 assume il valore alto (“1†) quanto i nodi F, EAed EBdi diagnosi si portano sostanzialmente alla tensione di massa.

In caso di distacco della valvola VA, l’uscita LSAdel comparatore C2 assume il valore basso (“0†), in quanto per effetto dell’azione del generatore P2 di corrente il nodo EAdi diagnosi si porta sostanzialmente alla tensione di massa; nello stesso tempo, le uscite HS e LSBdei comparatori C1 e C3 restano al valore alto (“1†).

In caso di distacco della valvola VB, l’uscita LSBdel comparatore C3 assume il valore basso (“0†), in quanto per effetto dell’azione del generatore P3 di corrente il nodo EAdi diagnosi si porta sostanzialmente alla tensione di massa; nello stesso tempo, le uscite HS e LSAdei comparatori C1 e C2 restano al valore alto (“1†).

In caso di distacco di entrambe le valvole VAe VBle uscite HS, LSAe LSBdei comparatori C1, C2 e C3 assumono il valore basso (“0†), in quanto per effetto dell’azione dei generatori P1, P2 e P3 di corrente i nodi EAed EBdi diagnosi si portano sostanzialmente alla tensione di massa mentre il nodo F di diagnosi si porta sostanzialmente alla tensione VBATTdi alimentazione bassa.

Secondo una preferita forma di attuazione, la strategia di diagnosi implementata nella unità 3 di controllo effettua con una frequenza determinata la lettura delle uscite HS, LSAe LSBdei comparatori C1, C2 e C3; fino a quando tutte le uscite HS, LSAe LSBrimangono al valore alto (“1†), l’unità 3 di controllo stabilisce che il circuito 1 di pilotaggio à ̈ privo di anomalie. Quando l’unità 3 di controllo rileva che almeno una delle uscite HS, LSAe LSBdei comparatori C1, C2 e C3 assume il valore basso (“0†) allora viene iniziata una procedura di classificazione che prevede di attendere un tempo T1 di attesa e quindi dopo avere atteso il tempo T1 di attesa prova a rilevare una eventuale condizione di distacco di una sola valvola VAo VBverificando se una uscita LSAo LSBdei comparatori C2 e C3 à ̈ a livello alto (“1†) mentre l’altra uscita LSBo LSAdei comparatori C2 e C3 à ̈ a livello basso (“0†), cioà ̈ se LSA=†1†e LSB=†0†oppure se LSA=†0†e LSB=†1†. Se tale condizione di distacco di una sola valvola VAo VBà ̈ verificata, cioà ̈ se LSA=†1†e LSB=†0†oppure se LSA=†0†e LSB=†1†, allora viene diagnosticato il distacco di una sola valvola VAo VB(in particolare della valvola VBse LSA=†1†e LSB=†0†e della valvola VAse LSA=†0†e LSB=†1†). Se tale condizione di distacco di una sola valvola VAo VBnon à ̈ verificata, allora viene atteso un procedura di classificazione che prevede di attendere un tempo T2 di attesa; solo dopo avere atteso l’intervallo 㥀T2 viene effettuata la classificazione dell’anomalia utilizzando la sopra descritta tabella di decodifica delle anomalie.

L’attesa degli tempi T1 e T2 di attesa à ̈ necessario per permettere al circuito 1 di pilotaggio di esaurire i transitori portandosi quindi in condizioni statiche (o almeno quasi statiche); à ̈ necessario cominciare l’operazione di classificazione dell’anomalia in una condizione statica per evitare un possibile rilevamento errato di un distacco valvola al posto di un corto circuito a massa (“GND†). In particolare, il tempo T1 di attesa deve venire atteso perché in caso di corto circuito a massa (“GND†) le uscite dei comparatori C2 e C3 si trovino in condizioni statiche: in transitorio, infatti, non si può garantire che entrambi i comparatori C2 e C3 commutino l’uscita a livello basso (“0†) nello stesso istante.

Se al termine del tempo T1 di attesa la condizione di distacco di una sola valvola V non à ̈ verificata à ̈ necessario attendere anche il tempo T2 di attesa per effettuare la classificazione dell’anomalia affinché la classificazione del’anomalia sia eseguita in condizioni statiche: il riconoscimento del distacco di entrambe le valvole VAe VBà ̈ contraddistinto dalle uscite dei comparatori C1, C2 e C3 a livello basso (“0†). Come descritto in precedenza, questa condizione à ̈ garantita dall’azione dei generatori G1, G2 e G3 di corrente; tuttavia, non può essere garantito che i tre comparatori C1, C2 e C3, in fase di transitorio, commutino le loro uscite HS, LSAe LSBa livello basso (“0†) nello stesso istante, a causa delle differenti caratteristiche che possono tra loro presentare i tre generatori G1, G2 e G3 di corrente che determinano transitori con costanti di tempo differenti sui nodi F, EAed EBdi diagnosi. E’ quindi necessario attendere il tempo T2 di attesa affinché la classificazione delle anomalie sia eseguita in una condizione statica, per garantire una corretta distinzione del distacco valvole dai corto circuiti.

Grazie alla sopra descritta procedura à ̈ possibile effettuare una diagnosi precoce, cioà ̈ al termine del solo tempo T1 di attesa e senza dovere attendere anche il tempo T2 di attesa, del distacco di una sola valvola VAo VB; in questo modo, la diagnosi dell’anomalia del distacco di una sola valvola VAo VBà ̈ estremamente rapida.

Nelle figure 3 e 4 sono illustrati due diagrammi temporali esemplificativi del riconoscimento delle anomalie tramite la sopra descritta strategia di classificazione, con evidenziata la necessità dei tempi T1 e T2 di attesa.

Nella figura 3 à ̈ illustrato in modo schematico il caso di un corto circuito a massa (“GND†) di uno dei nodi F, EAed EBdi diagnosi; in particolare prima dell’istante t1di tempo non à ̈ presente alcuna anomalia ed all’istante t1di tempo avviene un corto circuito a massa (“GND†) di uno dei nodi F, EAed EBdi diagnosi. All’istante t2di tempo l’uscita LSAdel comparatore C2 diventa bassa (“0†) in quanto la tensione del nodo EAdi diagnosi diventa inferiore alla tensione VEBdi confronto; successivamente, all’istante t3di tempo l’uscita LSBdel comparatore C3 diventa bassa (“0†) in quanto la tensione del nodo EBdi diagnosi diventa inferiore alla tensione VEBdi confronto. La differenza temporale tra all’istante t2di tempo in cui commuta l’uscita LSAdel comparatore C2 e l’istante t3di tempo in cui commuta l’uscita LSBdel comparatore C3 à ̈ dovuta la fatto che i transitori nei nodi EAed EBdi diagnosi non sono identici come chiaramente mostrato nella figura 3. Aspettare il tempo T1 di attesa dalla prima commutazione che avviene all’istante t2di tempo permette di stabilizzare le uscite LSAe LSBdei comparatori C2 e C3; tale attesa del tempo T1 di attesa à ̈ più che opportuna, in quanto durante il tempo T1 di attesa avviene anche la commutazione dell’uscita LSBdel commutatore C2: se fosse stata eseguito un riconoscimento dell’anomalia all’istante t2di tempo (cioà ̈ senza attendere il tempo T1 di attesa) si sarebbe verificato un riconoscimento sbagliato dell’anomalia. Nell’esempio illustrato nella figura 3, al termine del tempo T1 di attesa non viene verificata la condizione di distacco di una sola valvola, quindi viene atteso anche il tempo T2 di attesa per eseguire il riconoscimento dell’anomalia.

Nella figura 4 à ̈ illustrato in modo schematico il caso di un doppio distacco valvola, quindi un contemporaneo distacco di VAe di VB; in particolare prima dell’istante t1di tempo non à ̈ presente alcuna anomalia ed all’istante t1di tempo avviene un distacco contemporaneo di entrambe le valvole VAe di VB. All’istante t2di tempo l’uscita LSAdel comparatore C2 diventa bassa (“0†) in quanto la tensione del nodo EAdi diagnosi diventa inferiore alla tensione VEBdi confronto; successivamente, all’istante t3di tempo l’uscita LSBdel comparatore C3 diventa bassa (“0†) in quanto la tensione del nodo EBdi diagnosi diventa inferiore alla tensione VEBdi confronto. La differenza temporale tra all’istante t2di tempo in cui commuta l’uscita LSAdel comparatore C2 e l’istante t3di tempo in cui commuta l’uscita LSBdel comparatore C3 à ̈ dovuta la fatto che i transitori nei nodi EAed EBdi diagnosi non sono identici come chiaramente mostrato nella figura 4. All’istante t4di tempo l’uscita HS del comparatore C1 diventa bassa (“0†) in quanto la tensione del nodo F di diagnosi diventa superiore tensione VFdi confronto. Aspettare il tempo T1 di attesa dalla prima commutazione che avviene all’istante t2di tempo permette di stabilizzare le uscite LSAe LSBdei comparatori C2 e C3; tale attesa del tempo T1 di attesa à ̈ più che opportuna, in quanto durante il tempo T1 di attesa avviene anche la commutazione dell’uscita LSBdel commutatore C2: se fosse stata eseguito un riconoscimento dell’anomalia all’istante t2di tempo (cioà ̈ senza attendere il tempo T1 di attesa) si sarebbe verificato un riconoscimento sbagliato dell’anomalia. Nell’esempio illustrato nella figura 4, al termine del tempo T1 di attesa non viene verificata la condizione di distacco di una sola valvola, quindi viene atteso anche il tempo T2 di attesa per eseguire il riconoscimento dell’anomalia; tale attesa del tempo T2 di attesa à ̈ più che opportuna, in quanto durante il tempo T2 di attesa avviene anche la commutazione dell’uscita HS del commutatore C1: se fosse stata eseguito un riconoscimento dell’anomalia al termine del tempo T1 di attesa (cioà ̈ senza attendere il tempo T2 di attesa) si sarebbe verificato un riconoscimento sbagliato dell’anomalia.

E’ importante osservare che le effettive durate dei tempi T1 e T2 di attesa vengono generalmente ricavate sperimentalmente, in quanto dipendono dalle costanti di tempo del circuito 1 di pilotaggio che sono fortemente influenzate dalle capacità parassite presenti nel circuito 1 di pilotaggio: le capacità parassite sono estremamente difficili da calcolare con precisione accettabile, e quindi à ̈ più conveniente seguire la via sperimentale.

Il sopra descritto metodo di diagnosi presenta numerosi vantaggi.

In primo luogo, il sopra descritto metodo di diagnosi à ̈ di semplice ed economica implementazione, in quanto richiede l’utilizzo di un limitato numero di componenti elettronici aggiuntivi.

Inoltre, il sopra descritto metodo di diagnosi permette di riconoscere in modo rapido e preciso sia l’insorgenza di una anomalia nel circuito 1 di pilotaggio, sia il tipo e la posizione dell’anomalia stessa. Quindi da un lato à ̈ possibile interrompere rapidamente l’attuazione della valvola VAo VBinteressata dall’anomalia evitando quindi di sottoporre i relativi componenti elettronici a stress elettrici che li possono danneggiare, mentre dall’altro lato à ̈ possibile continuare ad attuare in sicurezza l’altra valvola VBo VAnon interessata dall’anomalia minimizzando quindi l’impatto complessivo dell’anomalia (ad esempio nel caso di iniettori di carburante viene spento un solo cilindro del motore mentre l’altro cilindro continua a lavorare in modo normale).

Claims (12)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Metodo di diagnosi di un circuito (1) di pilotaggio di almeno una valvola (VA, VB) elettromeccanica di un motore a combustione interna; il metodo di diagnosi comprende le fasi di: rilevare, quando la valvola (VA, VB) non à ̈ attuata, le tensione in almeno due nodi (F, EA, EB) di diagnosi distinti del circuito (1) di pilotaggio; confrontare le tensioni dei nodi (F, EA, EB) di diagnosi con corrispondenti tensioni (VF, VEA, VEB) di confronto; e riconoscere la presenza di una anomalia nel circuito (1) di pilotaggio in funzione dei risultati dei confronti tra le tensioni dei nodi (F, EA, EB) di diagnosi e le corrispondenti tensioni (VF, VEA, VEB) di confronto; il metodo di diagnosi à ̈ caratterizzato dal fatto di comprendere l’ulteriore fase di utilizzare solamente una combinazione dei risultati dei confronti tra le tensioni dei nodi (F, EA, EB) di diagnosi e le corrispondenti tensioni (VF, VEA, VEB) di confronto per riconoscere la presenza di una anomalia nel circuito (1) di pilotaggio.
2. 2) Metodo di diagnosi secondo la rivendicazione 1 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare preventivamente una associazione tra tutte le possibili combinazioni dei risultati dei confronti ed i corrispondenti stati del circuito (1) di pilotaggio; confrontare la combinazione corrente dei risultati dei confronti con le combinazioni determinate preventivamente; e riconoscere come stato corrente del circuito (1) di pilotaggio lo stato associato alla combinazione che corrispondente alla combinazione corrente dei risultati dei confronti.
3. 3) Metodo di diagnosi secondo la rivendicazione 1 o 2 e comprendente l’ulteriore fase di immettere nel circuito (1) di pilotaggio ed attraverso i nodi (F, EA, EB) di diagnosi delle correnti di polarizzazione predeterminate che determinano, quando il circuito (1) di pilotaggio à ̈ privo di anomalie, nei nodi (F, EA, EB) di diagnosi delle corrispondenti tensioni (VPF, VPEA, VPEB) di polarizzazione note a priori.
4. 4) Metodo di diagnosi secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui il circuito (1) di pilotaggio presenta una architettura “a bancate†e pilota due diverse valvole (VA, VB) condividendo alcune risorse tra le due valvole (VA, VB) stesse; il circuito (1) di pilotaggio comprende: un primo nodo (F) di diagnosi che à ̈ permanentemente collegato ad un primo morsetto (A1, B1) di ciascuna valvola (VA, VB) ed à ̈ collegabile ad almeno una tensione (VBAT, VTANK) di alimentazione mediante un primo Mosfet (HSB, HST); un secondo nodo (EA) di diagnosi che à ̈ permanentemente collegato ad un secondo morsetto (A2) di una prima valvola (VA) ed à ̈ collegabile a massa mediante un secondo Mosfet (LSA); ed un terzo nodo (EB) di diagnosi che à ̈ permanentemente collegato ad un secondo morsetto (B2) di una seconda valvola (VB) ed à ̈ collegabile a massa mediante un terzo Mosfet (LSB).
5. 5) Metodo di diagnosi secondo la rivendicazione 4, in cui il primo nodo (F) di diagnosi à ̈ collegato a massa (GND) mediante un primo diodo (D1).
6. 6) Metodo di diagnosi secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui: il secondo nodo (EA) di diagnosi à ̈ collegato ad una tensione (VRECYCLE) di ricircolo mediante un secondo diodo (D2); e il terzo nodo (EB) di diagnosi à ̈ collegato alla tensione (VRECYCLE) di ricircolo mediante un terzo diodo (D3).
7. 7) Metodo di diagnosi secondo la rivendicazione 4, 5 o 6 e comprendente le ulteriori fasi di: confrontare la tensione del primo nodo (F) di diagnosi con una prima tensione (VF) di confronto determinata in funzione della tensione (VBAT) di alimentazione; confrontare la tensione del secondo nodo (EA) di diagnosi con una seconda tensione (VEA) di confronto determinata in funzione della tensione di massa; e confrontare la tensione del terzo nodo (EB) di diagnosi con una terza tensione (VEB) di confronto determinata in funzione della tensione di massa.
8. 8) Metodo di diagnosi secondo la rivendicazione 7, in cui: la prima tensione (VF) di confronto pari alla tensione (VBAT) di alimentazione ridotta di una soglia di tensione determinata da un primo generatore (G1) di tensione; la seconda tensione (VEA) di confronto à ̈ pari alla tensione di massa aumentata di una soglia di tensione determinata da un secondo generatore (G2) di tensione; e la terza tensione (VEB) di confronto à ̈ pari alla tensione di massa aumentata di una soglia di tensione determinata da un terzo generatore (G3) di tensione.
9. 9) Metodo di diagnosi secondo una delle rivendicazioni da 4 a 8, in cui: al primo nodo (F) di diagnosi à ̈ collegato un primo dispositivo (M1) di diagnosi provvisto di un primo comparatore (C1) che fornisce una prima uscita (HS); al secondo nodo (EA) di diagnosi à ̈ collegato un secondo dispositivo (M2) di diagnosi provvisto di un secondo comparatore (C2) che fornisce una seconda uscita (LSA); e al terzo nodo (EB) di diagnosi à ̈ collegato un terzo dispositivo (M3) di diagnosi provvisto di un terzo comparatore (C3) che fornisce una terza uscita (LSB).
10. 10) Metodo di diagnosi secondo la rivendicazione 9, in cui: il primo dispositivo (M1) di diagnosi à ̈ provvisto di un primo generatore (P1) di corrente; il secondo dispositivo (M2) di diagnosi à ̈ provvisto di un secondo generatore (P2) di corrente; e il terzo dispositivo (M3) di diagnosi à ̈ provvisto di un terzo generatore (P3) di corrente.
11. 11) Metodo di diagnosi secondo la rivendicazione 9 o 10 e comprendente le ulteriori fasi di: attendere un primo intervallo (T1) di attesa quando viene rilevato il cambiamento di stato di una delle uscite (HS, LSAe LSB) dei comparatori (C1, C2, C3); verificare, al termine del primo intervallo (T1) di attesa, se à ̈ presente la condizione di distacco di una sola valvola (VA, VB); diagnosticare il distacco di una sola valvola (VA, VB) se al termine del primo intervallo (T1) di attesa à ̈ presente la condizione di distacco di una sola valvola (VA, VB); attendere un secondo intervallo (T2) di attesa se al termine del primo intervallo (T1) di attesa non à ̈ presente la condizione di distacco di una sola valvola (VA, VB); e classificare l’anomalia al termine del secondo intervallo (T2) di attesa.
12. 12) Sistema (2) di diagnosi di un circuito (1) di pilotaggio di almeno una valvola (VA, VB) elettromeccanica di un motore a combustione interna; il sistema (2) di diagnosi comprende: almeno due dispositivi (M1, M2 ed M3) di diagnosi che rilevano, quando la valvola (VA, VB) non à ̈ attuata, le tensioni in almeno due nodi (F, EA, EB) di diagnosi distinti del circuito (1) di pilotaggio, e confronta le tensioni dei nodi (F, EA, EB) di diagnosi con corrispondenti tensioni (VF, VEA, VEB) di confronto; ed una unità (3) di controllo che riconosce la presenza di una anomalia nel circuito (1) di pilotaggio in funzione dei risultati dei confronti tra le tensioni dei nodi (F, EA, EB) di diagnosi e le corrispondenti tensioni (VF, VEA, VEB) di confronto; il sistema (2) di diagnosi à ̈ caratterizzato dal fatto che l’unità (3) di controllo utilizza solamente una combinazione dei risultati dei confronti tra le tensioni dei nodi (F, EA, EB) di diagnosi e le corrispondenti tensioni (VF, VEA, VEB) di confronto per riconoscere la presenza di una anomalia nel circuito (1) di pilotaggio.