ITBO20120561A1 - Metodo e dispositivo di verifica di un motore elettrico per un attuatore di un motore a combustione interna - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
“METODO E DISPOSITIVO DI VERIFICA DI UN MOTORE ELETTRICO PER UN ATTUATORE DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNAâ€
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo, un software ed un dispositivo di verifica di un motore elettrico per un attuatore di un motore a combustione interna.
ARTE ANTERIORE
Nei motori a combustione interna à ̈ normalmente prevista una valvola a farfalla, la quale à ̈ disposta a monte di un collettore di aspirazione e regola la portata dell’aria che viene alimentata ai cilindri. Una tipica valvola a farfalla attualmente in commercio presenta un corpo valvola provvisto di un condotto di alimentazione tubolare attraverso cui fluisce l’aria aspirata dal motore a combustione interna; all’interno del condotto di alimentazione à ̈ alloggiato un piattello a farfalla, il quale à ̈ calettato su di un albero girevole per ruotare tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura del condotto di alimentazione. La rotazione del piattello a farfalla à ̈ comandata da un dispositivo attuatore comprendente normalmente un motore elettrico accoppiato all’albero del piattello a farfalla mediante una trasmissione ad ingranaggi ed almeno una molla che spinge l’albero del piattello a farfalla verso la posizione di chiusura (o meglio verso una posizione di limp-home prossima alla posizione di chiusura, nelle applicazioni Gasoline) o apertura (nelle applicazioni Diesel).
Durante la fase di assemblaggio della valvola a farfalla à ̈ necessario verificare la presenza di eventuali anomalie del motore elettrico della valvola a farfalla. La fase di verifica del motore elettrico avviene tipicamente in una fase preliminare di messa a punto, quando il motore elettrico e’ assemblato nel corpo valvola ma non ancora connesso alla trasmissione per stabilire se il motore elettrico à ̈ funzionalmente idoneo e il montaggio del corpo valvola può essere pertanto completato.
I metodi di verifica dei motori elettrici per attuatori di un motore a combustione interna di tipo noto, particolarmente quando i motori elettrici sono già assemblati sull’attuatore e pertanto inaccessibili e non strumentabili, sono però scarsamente affidabili in quanto consentono di riconoscere solo alcune delle possibili anomalie che possono presentarsi in un motore elettrico. DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare un metodo di verifica di un motore elettrico per un attuatore di un motore a combustione interna, il quale metodo sia privo degli inconvenienti dello stato dell’arte, sia affidabile e sia di facile, rapida ed economica implementazione.
Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo di verifica di un motore elettrico per un attuatore di un motore a combustione interna, il quale dispositivo sia privo degli inconvenienti dello stato dell’arte, sia affidabile, veloce e sia di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di verifica di un motore elettrico per un attuatore di un motore a combustione interna secondo quanto rivendicato dalla rivendicazione 1 e da una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti dalla rivendicazione 1.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo di verifica di un motore elettrico per un attuatore di un motore a combustione interna secondo quanto rivendicato dalla rivendicazione 1 e da una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti dalla rivendicazione 10.
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 ̈ una vista prospettica, parzialmente esplosa e con parti asportate per chiarezza di una valvola a farfalla provvista di un motore elettrico che viene testato attraverso il dispositivo realizzato secondo la presente invenzione;
- la figura 2 Ã ̈ una vista frontale e con parti asportate per chiarezza della valvola a farfalla della figura 1;
- la figura 3 illustra un dispositivo di verifica di un motore elettrico per un attuatore di un motore a combustione interna realizzato secondo la presente invenzione; e
- figura 4 illustra l’andamento della forza elettromotrice e del segnale di corrente durante la fase di verifica implementata dal dispositivo di verifica della figura 3.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nelle figure 1 e 2, con il numero 1 à ̈ indicata nel suo complesso una valvola a farfalla a controllo elettronico per un motore a combustione interna (non illustrato). La valvola 1 a farfalla comprende un corpo 2 valvola alloggiante un motore 3 elettrico provvisto di un pignone 3* (illustrato nella figura 2), un condotto 4 di alimentazione tubolare a sezione circolare attraverso cui fluisce l’aria aspirata dal motore a combustione interna, ed un piattello 5 a farfalla (illustrato schematicamente in tratteggio), il quale à ̈ di forma circolare, impegna il condotto 4 di alimentazione e ruota tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura del condotto 4 di alimentazione per effetto dell’azione di un dispositivo attuatore. Il piattello 5 a farfalla à ̈ calettato su di un albero 6 presentante un asse 7 di rotazione longitudinale per ruotare tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura per effetto dell’azione del dispositivo attuatore.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, il dispositivo attuatore comprende il motore 3 elettrico il cui pignone 3* à ̈ accoppiato all’albero 6 stesso mediante una trasmissione 8 ad ingranaggi, una molla di ritorno (non illustrata ed accoppiata all’albero 6) atta a ruotare il piattello 5 a farfalla verso la posizione di fine corsa (che corrisponde alla chiusura per applicazioni Gasoline), e, secondo la variante delle applicazioni Gasoline, una molla di contrasto (non illustrata ed accoppiata all’albero 6) atta a ruotare il piattello 5 a farfalla verso una posizione di parziale apertura o posizione di limp-home definita da un corpo di riscontro (non illustrato) contro l’azione della molla di ritorno.
Il motore 3 elettrico presenta un corpo cilindrico, il quale à ̈ disposto in un alloggiamento 9 tubolare (illustrato nella figura 1) del corpo 2 valvola disposto a fianco del condotto 4 di alimentazione ed à ̈ mantenuto in una posizione determinata all’interno dell’alloggiamento 9 tubolare da una piastra metallica provvista di una coppia di connettori 10 elettrici femmina (illustrati nella figura 2), i quali sono elettricamente collegati al motore 3 elettrico e sono atti a venire impegnati da una coppia di rispettivi connettori 11 elettrici maschio (illustrati nella figura 1).
La trasmissione 8 ad ingranaggi à ̈ disposta in una camera 12 (illustrato nella figura 2) del corpo 2 valvola, la quale viene chiusa da un coperchio 13 asportabile (illustrato nella figura 1).
Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2, la valvola 1 a farfalla comprende un sensore di posizione, preferibilmente di tipo induttivo “senza contatto†, il quale à ̈ accoppiato all’albero 6 ed à ̈ atto a rilevare la posizione angolare dell’albero 6 e, quindi, del piattello 5 a farfalla per permettere una controllo in retroazione della posizione del piattello 5 a farfalla stesso. Il sensore di posizione comprende un rotore 14 (illustrato nella figura 2) solidale all’albero 6 ed uno statore 15 (illustrato nella figura 1) supportato dal coperchio 13 ed in uso disposto affacciato al rotore 14.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, il coperchio 13 Ã ̈ provvisto di un connettore 16 elettrico femmina, il quale comprende una serie di contatti elettrici (non illustrati in dettaglio): due contatti elettrici sono collegati ai connettori 11 elettrici maschio atti ad alimentare il motore 3 elettrico, mentre gli altri contatti elettrici sono collegati allo statore 15 del sensore di posizione.
Viene di seguito descritto il dispositivo ed il metodo di verifica del motore 3 elettrico della valvola 1 a farfalla. La fase di verifica del motore 3 elettrico avviene tipicamente in una fase preliminare di messa a punto, vale a dire in una fase intermedia di assemblaggio della valvola 1 a farfalla, quando il motore 3 elettrico à ̈ installato nell’alloggiamento 9 tubolare del corpo 2 valvola e il pignone 3* del motore 3 elettrico non à ̈ ancora impegnato alla trasmissione ed à ̈ quindi libero di ruotare senza alcun carico meccanico.
La fase di verifica del motore 3 elettrico à ̈ realizzata per stabilire se il motore 3 elettrico dopo assemblaggio nell’alloggiamento 9 tubolare del corpo 2 valvola à ̈ funzionalmente idoneo e il montaggio della valvola 1 a farfalla può essere continuato / completato. La fase di verifica del motore 3 elettrico à ̈ realizzata mediante un dispositivo di verifica, illustrato nella figura 3 e indicato con il numero 17 per stabilire se il motore 3 elettrico, assemblato nell’alloggiamento 9 tubolare del corpo 2 valvola, à ̈ privo di malfunzionamenti e idoneo al proseguimento dell’assemblaggio della valvola 1 a farfalla.
Secondo quanto meglio illustrato nella figura 3, la linea di produzione delle valvole 1 a farfalla comprende un dispositivo 17 di verifica comprende sostanzialmente quattro elementi:
- una unità A di comunicazione che à ̈ collegata con la linea di produzione della valvola 1 a farfalla ed à ̈ configurata per ricevere e/o trasmettere informazioni dalla / alla linea di produzione;
- una unità B di alimentazione del motore 3 elettrico predisposta per fornire al motore 3 elettrico un impulso di tensione predeterminata per un tempo predeterminato;
- una unità C di controllo dei parametri di funzionamento del motore 3 elettrico durante la fase di verifica del motore 3 elettrico stesso;
- una unità D esterna di interfaccia con un operatore del dispositivo 17 di verifica per il controllo o per il monitoraggio manuale della fase di verifica e per la visualizzazione dei risultati della fase di verifica; e - una unita E di comunicazione con uno strumento opzionale di visualizzazione delle tensione / corrente del motore elettrico durante tutta la durata della fase di verifica.
Il metodo di verifica prevede che l’unità A di comunicazione che à ̈ collegata con la linea di produzione della valvola 1 a farfalla, riceva un segnale dalla linea di produzione della valvola 1 a farfalla stessa relativo al tipo di motore 3 elettrico da sottoporre al processo di verifica e un successivo segnale atto a comandare l’avvio della fase di verifica sul motore 3 elettrico.
In particolare, l’unita A di comunicazione à ̈ collegata alla unità B di alimentazione per trasmettere il segnale circa l’avvio della fase di verifica sul motore 3 elettrico. L’unità B di alimentazione à ̈ a sua volta configurata per comandare un breve impulso di tensione al motore 3 elettrico da verificare. La durata e l’ampiezza dell’impulso di tensione da alimentare al motore 3 elettrico vengono scelte in una fase preliminare di settaggio e messa a punto della fase di verifica e in relazione al tipo di motore 3 elettrico da testare.
Prima dell’avvio del processo di verifica, la linea di produzione comunica all’unità A di comunicazione il tipo di motore 3 elettrico da testare; in questo modo l’unità B di comunicazione à ̈ in grado di determinare sia la corretta tensione da alimentare sia i valori di tolleranza (che verranno meglio descritti in seguito). Secondo una ulteriore variante le informazioni circa la corretta tensione da alimentare ed i valori di tolleranza (che verranno meglio descritti in seguito) vengono forniti dalla linea di produzione direttamente al dispositivo 17 di verifica.
Secondo una prima variante, la durata e l’ampiezza dell’impulso di tensione da alimentare al motore 3 elettrico sono costanti.
Secondo una seconda variante, la durata e l’ampiezza dell’impulso di tensione da alimentare al motore 3 elettrico sono prestabilite e, preferibilmente, variabili in funzione del tipo di motore 3 elettrico da verificare.
In particolare, si à ̈ verificato sperimentalmente che una durata dell’impulso di tensione da alimentare al motore 3 elettrico di qualche secondo consente di limitare la durata della fase di verifica ma al contempo consente di testare in modo affidabile il motore 3 elettrico.
Secondo una preferita variante, la durata dell’impulso di tensione da alimentare al motore 3 elettrico à ̈ pari o leggermente inferiore a tre secondi.
Inoltre, si à ̈ verificato sperimentalmente che una ampiezza dell’impulso di tensione da alimentare al motore 3 elettrico inferiore alla tensione nominale di alimentazione del motore 3 elettrico consente di evidenziare più facilmente le eventuali anomalie meccaniche presenti nel motore 3 elettrico. Secondo una preferita variante, viene alimentata al motore 3 elettrico una tensione pari a 4 volt.
Il dispositivo 17 di verifica à ̈ predisposto per monitorare l’andamento del segnale di corrente nel motore 3 elettrico durante l’alimentazione dell’impulso di tensione. In particolare, il dispositivo 17 di verifica à ̈ predisposto per ignorare la fase di transitorio e regimazione iniziale e monitorare l’andamento della corrente nel motore 3 elettrico durante una fase conclusiva del detto impulso di tensione sufficientemente lunga da consentire almeno una rotazione completa del pignone 3* del motore 3 elettrico.
La durata della fase conclusiva da monitorare del detto impulso di tensione viene stabilita in una fase preliminare di settaggio e messa a punto. Secondo una preferita variante, la durata della fase conclusiva dell’impulso di tensione da alimentare al motore 3 elettrico à ̈ costante.
Secondo una preferita variante, la durata della fase conclusiva dell’impulso di tensione da alimentare al motore 3 elettrico à ̈ pari a 40 millisecondi. Si à ̈ verificato sperimentalmente che una durata della fase conclusiva dell’impulso di tensione da alimentare al motore 3 elettrico pari a 40 millisecondi à ̈ limitata ma consente di comunque di coprire interamente alcune rotazioni del pignone 3* del motore 3 elettrico.
Il metodo prevede quindi di filtrare il segnale di corrente nel motore 3 elettrico durante l’alimentazione dell’impulso di tensione. In particolare, la fase di filtraggio avviene ad una frequenza di taglio relativamente ridotta e, preferibilmente, dell’ordine di 40 Hz. Inoltre, secondo una preferita variante illustrata anche nella figura 4, la fase di filtraggio avviene mediante un filtro con una elevata pendenza, preferibilmente un filtro Bessel dell’ottavo ordine. Si à ̈ verificato sperimentalmente che un filtro con una pendenza così elevata e con una adeguata frequenza di taglio, consente da un lato di annullare i disturbi fisiologici causati dai fenomeni di commutazione della corrente (legati, principalmente al gruppo spazzole e collettore) ma dall’altro lato consente di evidenziare le ondulazioni di corrente causate da irregolarità meccaniche dei componenti del motore 3 elettrico oppure causate da errati o impropri assemblaggi.
Una volta che il segnale di corrente nel motore 3 elettrico durante l’alimentazione dell’impulso di tensione à ̈ stato opportunamente filtrato, il metodo di verifica prevede di elaborare il detto segnale di corrente filtrato nel motore 3 elettrico.
In particolare, il metodo di verifica prevede di calcolare un primo parametro caratteristico del segnale di corrente del motore 3 elettrico. Tale primo parametro caratteristico corrisponde al valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva del detto impulso di tensione.
Inoltre, il metodo di verifica prevede di calcolare un secondo parametro caratteristico del segnale di corrente del motore 3 elettrico. Tale secondo parametro caratteristico corrisponde alla ampiezza della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva del detto impulso di tensione.
In una fase preliminare di settaggio e messa a punto, vengono inoltre determinati un valore Iinfdi soglia inferiore ed un valore Isupdi soglia superiore del valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva del detto impulso di tensione, tali valori di soglia vengono selezionati in relazione al tipo di motore 3 elettrico che la linea di produzione comunica al dispositivo 17 di verifica prima di avviare la fase di verifica.
Secondo una prima variante, i detti valori Iinfdi soglia inferiore e valore Isupdi soglia superiore del valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico sono costanti.
Secondo una seconda variante, i detti valore Iinfdi soglia inferiore e valore Isupdi soglia superiore del valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico sono variabili nel tempo e la loro determinazione avviene in funzione di una pluralità di parametri quali, ad esempio, la tensione di verifica, la temperatura ambientale, la durata dell’impulso di tensione, il numero di volte in cui viene ripetuto il processo di verifica nel caso in cui venga riconosciuto che il motore 3 elettrico sia non idoneo.
Il metodo di verifica prevede quindi di confrontare il valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva del detto impulso di tensione sia con il valore Iinfdi soglia inferiore sia con il valore Isupdi soglia superiore.
In funzione dell’esito del confronto fra il valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione e il valore Iinfdi soglia inferiore e il valore Isupdi soglia superiore possono verificarsi tre condizioni:
- nel caso in cui il valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione sia compreso all’interno dell’intervallo definito dal valore Iinfdi soglia inferiore e dal valore Isupdi soglia superiore, non viene riconosciuta alcuna anomalia relativamente al valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva del detto impulso di tensione;
- nel caso in cui il valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione sia inferiore al valore Iinfdi soglia inferiore viene riconosciuta una anomalia relativamente al valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva del detto impulso di tensione; e
- nel caso in cui il valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione sia superiore al valore Isupdi soglia superiore, viene riconosciuta una anomalia relativamente al valore medio di corrente del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva del detto impulso di tensione.
In particolare, nel caso in cui il valore medio di corrente sia inferiore al valore Iinfdi soglia inferiore significa che il motore 3 elettrico presenta dei problemi elettrici quali ad esempio una elevata resistenza di contatto oppure degli avvolgimenti rotorici interrotti.
Nel caso invece in cui il valore medio di corrente sia superiore al valore Isupdi soglia superiore significa che il motore 3 elettrico presenta dei problemi elettrici (quali ad esempio un corto circuito) oppure elevati attriti interni.
Inoltre in una fase preliminare di settaggio e messa a punto, viene determinato una ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione. Tale ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione presenta una ampiezza predeterminata in funzione del tipo di motore 3 elettrico che la linea di produzione comunica al dispositivo 17 di verifica prima di avviare la fase di verifica. Secondo una prima variante, l’ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione à ̈ costante e funzione del tipo di motore 3 elettrico. Secondo una seconda variante, la ampiezza dell’intervallo di valori di sicurezza à ̈ variabile nel tempo e la determinazione dell’ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione avviene in funzione di una pluralità di parametri quali, ad esempio, la tensione di verifica, la temperatura ambientale, la durata dell’impulso di tensione, il numero di volte in cui viene ripetuto il processo di verifica nel caso in cui venga riconosciuto che il motore 3 elettrico sia non idoneo.
Successivamente, il metodo di verifica prevede quindi di confrontare l’ampiezza della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione con l’ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione
In funzione dell’esito del confronto fra l’ampiezza della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione e l’ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione possono verificarsi due condizioni:
- nel caso in cui l’ampiezza della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione risulti minore o uguale all’ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione, non viene riconosciuta alcuna anomalia relativamente l’ampiezza della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione; e
- nel caso in cui l’ampiezza della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione sia fuori maggiore dell’ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione, viene invece riconosciuta una anomalia relativamente all’ampiezza della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione.
In particolare, nel caso in cui l’ampiezza della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione sia maggiore dell’ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione significa che il motore 3 elettrico presenta attriti irregolari o localizzati a frazioni dell’angolo giro (quali ad esempio punti duri).
Al termine della fase conclusiva da monitorare dell’impulso di tensione (vale a dire, nel momento in cui viene interrotta l’alimentazione di tensione), il motore 3 elettrico continua chiaramente a ruotare per inerzia fino ad arrestarsi completamente una volta trascorso un intervallo di tempo di arresto e dopo avere dissipato per attrito interno tutta l’energia cinetica che era stata immagazzinata mentre veniva fornito l’impulso di tensione.
Il metodo di verifica prevede quindi di monitorare l’andamento della forza elettromotrice generata dal motore 3 elettrico.
In particolare, il metodo di verifica prevede di valutare il decadimento della forza elettromotrice generata dal motore 3 elettrico al termine della fase conclusiva da monitorare dell’impulso di tensione e, in particolare, di determinare l’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto.
In sostanza, il metodo prevede quindi di calcolare un primo parametro caratteristico della forza elettromotrice generata dal motore 3 elettrico. Tale primo parametro caratteristico corrisponde all’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico.
In una fase preliminare di settaggio e messa a punto, viene determinato un valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico in funzione del tipo di motore 3 elettrico che la linea di produzione comunica al dispositivo 17 di verifica prima di avviare la fase di verifica.
Il metodo di verifica prevede di confrontare l’ampiezza effettiva dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico con il valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico.
Tale intervallo di valori di sicurezza presenta una ampiezza predeterminata. Secondo una prima variante, il valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico à ̈ costante. Secondo una seconda variante, il valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico à ̈ variabile nel tempo e la sua determinazione avviene in funzione di una pluralità di parametri quali, ad esempio, la tensione di verifica, la temperatura ambientale, la durata dell’impulso di tensione, il numero di volte in cui viene ripetuto il processo di verifica nel caso in cui venga riconosciuto che il motore 3 elettrico sia non idoneo. Secondo una preferita variante, il valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico à ̈ pari a qualche centinaia di millisecondi.
In funzione dell’esito del confronto fra l’ampiezza effettiva dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico ed il valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico possono verificarsi due condizioni:
- nel caso in cui l’ampiezza effettiva dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico sia maggiore del oppure uguale al valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico, non viene riconosciuta alcuna anomalia relativamente al tempo di arresto del motore 3 elettrico; e - nel caso in cui l’ampiezza effettiva dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico sia minore del valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico, viene riconosciuta una anomalia relativamente al tempo di arresto del motore 3 elettrico.
In particolare, nel caso in cui l’ampiezza effettiva dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico sia minore del valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico significa che il motore 3 elettrico presenta problemi meccanici oppure attriti.
Una volta che à ̈ terminata l’alimentazione dell’impulso di tensione al motore 3 elettrico ed una volta si à ̈ giunti al completo arresto del motore 3 elettrico, il dispositivo 17 di verifica rende disponibile l’esito della verifica sul motore 3 elettrico attraverso l’unità D esterna di interfaccia con l’operatore del dispositivo 17 di verifica e rende disponibile l’esito della procedura di verifica sul motore 3 elettrico attraverso l’unità A di interfaccia del dispositivo 17 di verifica alla linea di produzione.
Chiaramente, il dispositivo 17 di verifica à ̈ configurato per segnalare attraverso l’unità D esterna di interfaccia con l’operatore del dispositivo 17 di verifica eventuali anomalie presenti nel motore 3 elettrico; ed e’ configurato per segnalare attraverso l’unità A di interfaccia alla linea di produzione eventuali anomalie presenti nel motore 3 elettrico affinché la linea di produzione stessa possa scartare automaticamente la valvola 1 a farfalla semi assemblata.
Inoltre, il dispositivo 17 di verifica à ̈ predisposto per rendere riconoscibile attraverso l’unità D esterna di interfaccia con l’operatore del dispositivo 17 di verifica l’anomalia che si à ̈ riscontrata sul motore 3 elettrico da testare fra le quattro possibili anomalie riscontrabili (indicate nella figura 3); ed inoltre il dispositivo 17 di verifica à ̈ predisposto per rendere riconoscibile attraverso l’unità A di interfaccia con la linea di produzione l’anomalia che si à ̈ riscontrata sul motore 3 elettrico da testare fra le quattro possibili anomalie riscontrabili (ad esempio, per successive indagini statistiche) e cioà ̈:
F1: valore medio di corrente inferiore al valore Iinfdi soglia inferiore (e rappresentativo di problemi elettrici quali ad esempio una elevata resistenza di contatto);
F2: valore medio di corrente superiore al valore Isupdi soglia superiore (e rappresentativo di problemi elettrici quali ad esempio un corto circuito oppure elevati attriti interni);
F3: ampiezza della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione maggiore dell’ampiezza ∆ampmassima della oscillazione del segnale di corrente del motore 3 elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione (e rappresentativo di attriti irregolari o localizzati); e F4: ampiezza effettiva dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico minore del valore limite di accettabilità dell’ampiezza dell’intervallo di tempo di arresto del motore 3 elettrico (rappresentativo di problemi meccanici oppure attriti).
E’ inoltre possibile configurare il dispositivo 17 di verifica in modo tale da realizzare delle statistiche sulle quattro possibili anomalie riscontrate nei motori 3 elettrici scartati.
Secondo una preferita variante viene inoltre determinato in una fase preliminare di settaggio e messa a punto un numero N di sicurezza che rappresenta il numero di verifiche da ripetere attraverso il dispositivo 17 di verifica nel caso in cui venga riconosciuta una anomalia per stabilire che il motore 3 elettrico non à ̈ idoneo per il funzionamento. Secondo una preferita variante, tale numero N di sicurezza à ̈ pari a tre. Quindi in sostanza, una volta che il dispositivo 17 di verifica ha diagnosticato la presenza di una anomalia, il processo di verifica deve essere ripetuto tre volte con lo stesso esito per poter confermare la difettosità del motore 3 elettrico. In questo modo à ̈ possibile evitare di scartare motori 3 elettrici che risultano inizialmente difettosi semplicemente per il fatto che questi tipi di motore 3 elettrico necessitano di un maggior tempo di rodaggio (in quanto stoccati da molto tempo) dai motori 3 elettrici realmente difettosi.
E’ inoltre possibile configurare il dispositivo 17 di verifica in modo tale da rendere disponibili per elaborazioni successive alla fase di verifica: la tensione del motore 3 elettrico, il segnale non filtrato di corrente nel motore 3 elettrico durante l’alimentazione dell’impulso di tensione e/o il segnale filtrato di corrente nel motore 3 elettrico durante l’alimentazione dell’impulso di tensione mediante l’interfaccia analogica E.
Nella trattazione che precede abbiamo sempre fatto riferimento ad un motore 3 elettrico di tipo DC ma appare chiaro che la trattazione che precede può trovare vantaggiosa applicazione anche con altri tipi di motori elettrici.
Il dispositivo 17 di verifica e’ in grado di testare sia motori 3 elettrici già assemblati sull’attuatore (ma ancora scollegati dalla trasmissione, in altre parole in cui il pignone 3* à ̈ libero) sia motori 3 elettrici stand alone (come nel caso di un test di fine linea produzione del produttore del motore 3 elettrico). Per gli stabilimenti che producono attuatori e/o valvole e’ preferibile che la fase di verifica del motore 3 elettrico avvenga quando il motore 3 elettrico à ̈ già assemblato sul corpo 2 valvola in quanto il processo di assemblaggio può comportare, se non effettuato in modo corretto, deformazioni meccaniche del motore 3 elettrico tali da comprometterne le caratteristiche funzionali.
Inoltre, nella trattazione che precede abbiamo sempre fatto riferimento ad un motore 3 elettrico configurato per l’attuazione di una valvola 1 a farfalla ma appare chiaro che la trattazione che precede può trovare vantaggiosa applicazione anche con altri tipi di motori elettrici e altre tipologie di valvole e attuatori dotati di motori 3 elettrici.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1.- Metodo di verifica di un motore (3) elettrico per un attuatore (1) di un motore a combustione interna provvisto di un pignone (3*); il metodo comprende le fasi di: comandare l’alimentazione al detto motore (3) elettrico di un impulso di tensione di durata e ampiezza prestabilita e, preferibilmente, variabile in funzione del motore (3) elettrico da testare; calcolare il tempo (∆tstop) di arresto effettivo del motore (3) elettrico al termine della fase di alimentazione di un impulso di tensione di durata e ampiezza prestabilita al motore (3) elettrico; e verificare la presenza di anomalie nel motore (3) elettrico in funzione del tempo (∆tstop) di arresto effettivo del motore (3) elettrico al termine della fase di alimentazione di un impulso di tensione di durata e ampiezza prestabilita al motore (3) elettrico. 2.- Metodo di verifica secondo la rivendicazione 1 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare in una fase preliminare di settaggio e messa a punto, un valore limite di accettabilità del tempo di arresto del motore (3); confrontare il valore limite di accettabilità del tempo di arresto con il tempo (∆tstop) di arresto effettivo del motore (3) elettrico al termine della fase di alimentazione di un impulso di tensione di durata e ampiezza prestabilita al motore (3) elettrico; e verificare la presenza di anomalie nel motore (3) elettrico in funzione del confronto fra il valore limite di accettabilità del tempo di arresto ed il tempo (∆tstop) di arresto effettivo del motore (3) elettrico al termine della fase di alimentazione di un impulso di tensione di durata e ampiezza prestabilita al motore (3) elettrico. 3.- Metodo di verifica secondo la rivendicazione 2 e comprendente l’ulteriore fase di riconoscere la presenza di una anomalia nel motore (3) elettrico nel caso in cui il tempo (∆tstop) di arresto effettivo del motore (3) elettrico al termine della fase di alimentazione di un impulso di tensione di durata e ampiezza prestabilita al motore (3) elettrico sia inferiore al il valore limite di accettabilità del tempo di arresto. 4.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente le ulteriori fasi di: filtrare il segnale di corrente del motore (3) elettrico durante l’alimentazione di un impulso di tensione di durata e ampiezza prestabilita ad una frequenza di taglio relativamente ridotta e, preferibilmente, dell’ordine di 40 Hz mediante un filtro con una elevata pendenza, preferibilmente un filtro Bessel dell’ottavo ordine; individuare una fase conclusiva della fase di alimentazione di un impulso di tensione al detto motore (3) elettrico di durata prestabilita e pari ad almeno una rotazione completa del pignone (3*) del motore (3) elettrico; calcolare il valore medio del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico e la ampiezza della oscillazione del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico nella fase conclusiva della fase di alimentazione di un impulso di tensione al detto motore (3) elettrico; e verificare la presenza di anomalie nel motore (3) elettrico in funzione del valore medio del segnale di corrente filtrato e della ampiezza della oscillazione del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico nella fase conclusiva della fase di alimentazione di un impulso di tensione al motore (3) elettrico. 5.- Metodo di verifica secondo la rivendicazione 4, in cui l’ampiezza dell’impulso di tensione da alimentare al motore (3) elettrico à ̈ inferiore alla tensione nominale di alimentazione del motore (3) elettrico. 6.- Metodo di verifica secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui la fase di comandare l’alimentazione al detto motore (3) elettrico di un impulso di tensione di durata e ampiezza prestabilita prevede di alimentare una tensione pari a 4 volt. 7.- Metodo di verifica secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui la fase di verificare la presenza di anomalie nel motore (3) elettrico in funzione del valore medio del segnale di corrente filtrato e della ampiezza della oscillazione del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico nella fase conclusiva della fase di alimentazione di un impulso di tensione al motore (3) elettrico prevede le sottofasi di: determinare in una fase preliminare di settaggio e messa a punto, un valore (Iinf) di soglia inferiore ed un valore (Isup) di soglia superiore del valore medio del segnale di corrente filtrato; confrontare il valore medio del segnale di corrente filtrato sia con il valore (Iinf) di soglia inferiore sia con il valore (Isup) di soglia superiore; e verificare la presenza di anomalie nel motore (3) elettrico in funzione del confronto fra il valore medio del segnale di corrente filtrato, il valore (Iinf) di soglia inferiore ed il valore (Isup) di soglia superiore. 8.- Metodo di verifica secondo una delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui la fase di verificare la presenza di anomalie nel motore (3) elettrico in funzione del valore medio del segnale di corrente filtrato e della ampiezza della oscillazione del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico nella fase conclusiva della fase di alimentazione di un impulso di tensione al motore (3) elettrico prevede le sottofasi di: determinare in una fase preliminare di settaggio e messa a punto, una ampiezza (∆amp) massima della oscillazione del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione; confrontare l’ampiezza della oscillazione del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico nella fase conclusiva della fase di alimentazione di un impulso di tensione al motore (3) elettrico con l’ampiezza (∆amp) massima della oscillazione del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione; e verificare la presenza di anomalie nel motore (3) elettrico in funzione del confronto fra l’ampiezza della oscillazione del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico nella fase conclusiva della fase di alimentazione di un impulso di tensione al motore (3) elettrico e l’ampiezza (∆amp) massima della oscillazione del segnale di corrente filtrato del motore (3) elettrico nella fase conclusiva dell’impulso di tensione. 9.- Metodo di verifica secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente le ulteriori fasi di: determinare in una fase preliminare di settaggio e messa a punto, un valore (N) di sicurezza; riconoscere la presenza di una anomalia nel motore (3) elettrico; e diagnosticare l’effettiva presenza di una anomalia nel motore (3) elettrico nel caso in cui venga riconosciuta la presenza di una anomalia nel motore (3) elettrico un numero di volte consecutive pari almeno al valore (N) di sicurezza. 10.- Dispositivo (17) per la verifica di un motore (3) elettrico per un attuatore (1) di un motore a combustione interna configurato per implementare un metodo di verifica secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9.
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| IT000561A ITBO20120561A1 (it) | 2012-10-12 | 2012-10-12 | Metodo e dispositivo di verifica di un motore elettrico per un attuatore di un motore a combustione interna |
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2012
- 2012-10-12 IT IT000561A patent/ITBO20120561A1/it unknown
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