ITMI980374A1

ITMI980374A1 - Dispositivo e procedimento per la regolazione o il comando di un organo di regolazione

Info

Publication number: ITMI980374A1
Application number: IT98MI000374A
Authority: IT
Inventors: Helmut Schilly; Dirk Heintzen; Dirk Neubauer; Harald Schmitz
Original assignee: Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 1999-08-25
Also published as: DE19807763A1; JPH10238373A; ES2156479B1; FR2760104B1; IT1298948B1; US6199523B1; FR2760104A1; US6158404A; ES2156479A1; KR19980071489A

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un dispositivo con almeno un organo di regolazione con una parte di organo di regolazione per un posizionamento o spostamento continuo di un regolatore di fase.

Alla base dell'invenzione vi è il compito d1 realizzare un dispositivo, per mezzo del quale possa venire comandato un regolatore di fase,e di semplificare contemporaneamente almeno singole parti del dispositivo o l'intero dispositivo, per renderlo per esemplo più economico.

Questo viene ottenuto secondo l'invenzione, nel caso di un dispositivo di cui sopra con almeno un organo di regolazione con una parte di organo di regolazione per un posizionamento o spostamento continuo di un regolatore di fase, in particolare in alberi a camme di motori a combustione interna, per il fatto che la parte di organo di regolazione idraulica proporzionale è collegata con un attuatore non proporzionale ed è azionabile da quest'ultimo.

Vantaggiose esecuzioni dell'invenzione vengono descritte dalle sottorivendicazioni da 2 a 8.

Inoltre alla base dell'invenzione vi è il compito di realizzare un procedimento per il comando o la regolazione, che equalizzi e compensi possibili deficit funzionali di un dispositivo semplificato.

Secondo un ulteriore concetto inventivo, 1'almeno un compito parziale viene anch'esso risolto in quanto viene realizzato un procedimento per il posizionamento a spostamento continuo di un regolare di fase, in particolare in alberi a camme di motori a combustione interna, in cui la parte di organo di regolazione proporzionale idraulica o elettrica è collegata con un attuatore elettromagnetico, non proporzionale, ed è azionabile da quest'ultimo, ove presenta funzioni ausiliarie per la compensazione della non proporzionalità o non linearità della parte di organo di comando idraulico o elettrico.

Vantaggiose esecuzioni dell'invenzione vengono descritte dalle sotto rivendicazioni da 10 a 15.

L'invenzione viene illustrata con l'aiuto delle figure. In questo caso:

la figura 1 mostra una rappresentazione schematica di un dispositivo, la figura 2 mostra una rappresentazione schematica di un dispositivo

la figura 3 mostra uno schema a blocchi.

Le figure 1 e 2 mostrano un dispositivo 10 con un regolatore di fase 1 idraulico per esempio in alberi a camme 12 di un motore termico 11 o un motore a combustione interna. In un esempio di esecuzione, questi sistemi o dispositivi nel funzionamento continuo vengono posizionati e comandati, entro un anello di regolazione chiuso, preferibilmente da un organo di regolazione 13 proporzionale idraulico o elettroidraulico, come per esemplo una valvola, che si suddivide in una parte 4 idraulica e una parte 5 elettromagnetica. Il collegamento idraulico, come collegamento fluidico, viene realizzato fra la parte 4 idraulica dell'organo di regolazione e 11 regolatore di fase mediante i collegamenti fiuidici 2, 3. Questi collegamenti fluidici possono essere eseguiti come condutture idrauliche. La parte 5 elettromagnetica è inoltre anche indicata come attuatore.

Il dispositivo 10 presenta almeno un organo di regolazione 13 con una parte di organo di regolazione 4 per un posizionamento e spostamento continuo di un regolatore di fase 1, in particolare in alberi a camme 12 di motori a combustione interna 11, in cui la parte di organo di regolazione 4 proporzionale idraulica è collegata con un attuatore 5 non proporzionale ed è azionabile da quest'ultimo. In questo caso l'attuatore 5 non proporzionale è eseguito come magnete di commutazione elettromagnetico o ne presenta uno. L'attuatore 5 elettromagnetico, non proporzionale, è eseguito come magnete d1 sollevamento elettromagnetico o ne presenta uno. La parte di organo di regolazione 4 idraulica presenta una caratteristica di commutazione che provoca una commutazione fra almeno due posizioni, ove non vengono regolate posizioni intermedie. Analogamente la parte di organo di regolazione 4 idraulica può presentare una caratteristica proporzionale, ove possono venire regolate posizioni intermedie fra singole posizioni. La parte di organo di regolazione 4 idraulica è mobile fra due posizioni di estremità e presenta nelle posizioni di estremità un carattere di commutazione e in posizioni intermedie fra le posizioni di estremità un carattere proporzionale. Può anche essere opportuno che la parte di organo di regolazione 4 idraulica sia mobile fra due posizioni di estremità e presenti nelle vicinanze delle posizioni di estremità una caratteristica di commutazione e in posizioni intermedie presenti un carattere proporzionale fra le posizioni di estremità.

Inoltre è opportuno quando il dispositivo 10 per il posizionamento o spostamento continuo del regolatore di fase 1 presenta almeno due organi di regolazione 13.

Inoltre l'invenzione riguarda un procedimento per il posizionamento o spostamento continuo di un regolare di fase 1, in particolare in alberi a camme 12 di motori a combustione interna 11, in cui la parte di organo di regolazione proporzionale idraulica o elettrica è collegata con un attuatore 5 elettromagnetico, non proporzionale, ed è azionabile da quest'ultimo, ove il procedimento presenta funzioni ausiliarie per la compensazione della non proporzionalità o non linearità della parte di organo di regolazione idraulica o elettrica. In questo caso è vantaggioso quando è contenuta una funzione ausiliaria per la compensazione di una non linearità o non proporzionalità mediante apprendimento almeno temporaneo o continuo di una deviazione dalla proporzionalità o dalla linearità.Analogamente è opportuno quando è contenuta una funzione ausiliaria, che riconosce e apprende la posizione di zone di funzionamento, caratteristiche del circuito, dell'organo di regolazione. Inoltre, in un altro esempio esecuzione, è opportuno quando è contenuta una funzione ausiliaria, che riconosce e impara la posizione di zone di funzionamento, a caratteristica proporzionale, dell'organo di regolazione. Inoltre è opportuno quando è contenuta una funzione auslliaria, che riconosce e apprende la posizione dell'organo di regolazione 13, che mantiene in posizione costante il regolatore di fase 1. Opportuno è anche quando è.contenuta una funzione ausiliaria, che riconosce e apprende la posizione dell'organo di regolazione 13, che mantiene in posizione costante il regolatore di fase 1, è adattata continuamente per mezzo di piccoli interventi nel segnale di comando dell'organo di regolazione. Inoltre è vantaggioso quando è contenuta una funzione ausiliaria la quale, dipendentemente dalla velocità di movimento appresa dal regolatore di fase 1, fornisce valori di predeterminazione per la durata del comando dell'organo di regolazione.

L'energia idraulica viene messa a disposizione dalla pompa 6 o da un accumulatore di pressione, ove la pompa può venire azionata da un azionamento. L'azionamento 7 può essere per esempio un motore elettrico.

Per il comando vengono impiegati regolatori, come per esempio 1 regolatori PID, regolatori a predizione o altri regolatori.

Un azionamento di regolazione idraulico o un regolatore di fase continuo, con la parte idraulica di almeno un organo di regolazione 4, come per esempio una valvola, che viene comandata elettricamente per mezzo di almeno un attuatore non proporzionale, come per esempio un magnete di commutazione 5, che è comandato da un regolatore e da un procedimento di regolazione con funzioni realizzative entro un anello di regolazione chiuso o un percorso di comando aperto, viene portato continuamente in qualsiasi posizione intermedia fra due posizioni di estremità. Il procedimento di regolazione viene eseguito entro un apparecchio di comando per anello di regolazione chiuso o il percorso di comando aperto.

Cosi viene raggiunta una regolazione o un comando di posizione quasi proporzionale di un regolatore di fase Idraulico o di un motore di regolazione per mezzo d1 una parte di organo di regolazione idraulica e di un attuatore elettrico, non proporzionale, che aziona la parte di organo di regolazione idraulica, e funzioni ausiliarie adattative nel procedimento di regolazione o di comando dell'elettronica di regolazione.

In questo caso deficit funzionali vengono compensati mediante le funzioni ausiliarie nel procedimento di regolazione. Le funzioni ausiliare apprendono per esempio una non proporzionalità per esempio per mezzo di una grandezza e rinnovano queste grandezze apprese sostanzialmente e continuamente. In questo caso essi mettono a disposizione del procedimento di regolazione vero e proprio una grandezza di correzione per il calcolo di grandezze, come per esempio grandezze di regolazione. Con ciò è possibile la regolazione di un angolo di regolazione a piacere dell'azionamento di regolazione o del regolatore di fase mediante il procedimento di regolazione che si svolge nell'apparecchio di comando.

Il regolatore di fase funziona come un cilindro a doppio effetto. Nella posizione (I) mostrata nelle figure 1 e 2 lo stantuffo del regolatore di fase viene spostato verso destra. Il primo organo di regolazione (prima camera o cavità in pressione) si sfiata verso il serbatoio o la coppa. Il secondo organo di regolazione (seconda camera o cavità in pressione) lascia passare il mezzo in pressione dalla pompa o dalla alimentazione dimezzi in pressione al cilindro. Quando entrambi gli organi di regolazione sono nella posizione centrale (II), entrambe le condutture in pressione vengono chiuse e non fluisce olio verso il cilindro o verso il serbatolo, oppure non vi è alcuna connessione di pressione. Lo stantuffo 1 è scaricato nella sua posizione momentanea. Esattamente nell'altra posizione di estremità (III) degli organi d1 regolazione, lo stantuffo 1 si sposta verso sinistra.

La figura 3 mostra uno schema a blocchi 100, in cui nel blocco 101 viene avviato il procedimento. All'avvio del motore a combustione interna di un veicolo e durante il funzionamento del motore, il comando del motore con microprocessore e memorie genera un valore nominale alfa-nom dipendente dal numero di giri del motore n, dal carico Md ed eventualmente da ulteriori parametri, per l'angolo dell'albero a gomiti, vedere blocco 102, alfa-nom - f(n, Md, ...). Questo valore di alfa-nom viene immesso nell‘algoritmo di regolazione del regolatore di fase-regolatore di posizione.Dai segnali di misura dell'angolo di albero a gomiti 103 e albero a carmie 104 viene determinato un valore alfa-eff, che descrive la posizione istantanea dell'angolo di manovella dell'albero a camme con regolatore di fase.Alfaeff viene formato in 105 della differenza di tempo delta t fra albero a gomiti e albero a camme, con alfa-eff = n/5 delta t.

Dalla differenza fra alfa-eff e alfa-nom il regolatore determina la grandezza e la lunghezza (lunghezza temporale) dell'intervento sul regolatore di fase. La differenza fra alfa-eff e alfa-nom viene formata come segnale di comando PWM in 106.

In una tabella o in un campo caratteristico con i dati delta alfa e PWM, con delta alfa = f(durata PWM) viene depositata la relazione fra la lunghezza temporale dell'impegno e lo spostamento regolazione di fase con ciò ottenibile. Questi dati sono leggibili corrispondentemente dalla tabella o dal campo caratteristico, vedere 108. Mediante misurazione complementare e confronto questi dati vengono attualizzati sostanzialmente continuamente o a intervalli temporali e depositati in una memoria 107 dell'unità di comando, in cui sono depositati anche valori di partenza o di base. Con 1 valori determinati viene adattata la lunghezza temporale dell'intervento.

La correzione della non linearità dell'organo di regolazione viene eseguita per mezzo di una curva caratteristica e idealizzata, depositata nella memoria, ove viene determinato se lo spostamento della fase al valore regolato dell'intervento devia dalla linea Ideale o dal valore ideale, vedere 109. La grandezza della deviazione viene memorizzata nella memoria e viene considerata nel successivo spostamento o nella successiva regolazione.

Inoltre la funzione di correzione deposita anche zone di risoluzione superiore e inferiore, per esempio provocata da pendenze differenti della curva caratteristica. Con i valori così determinati viene adattata o corretta la grandezza dell'Intervento.

Quando il regolatore stabilisce di non avere più alcuna risoluzione, quindi di poter distinguere per esemplo soltanto ancora fra due punti con velocità di regolazione chiaramente differente, esso ha trovato il limite fra zona proporzionale e zona di coimiutazione. Questi valori o questo valore vengono/viene memorizzati/o, poiché nella zona di commutazione la correzione della non linearità non è forzatamente necessaria, vedere 111.

L'adattamento della posizione stabile avviene quando il regolatore di fase è in una posizione e non è desiderata alcuna variazione, vedere 110. Se il regolatore di fase si muove ancora un po', la posizione di ritenuta dell'attuatore 112, come organo di regolazione, viene adattata in piccoli passi.

Tutti questi procedimenti e correzioni precedentemente descritti influenzano il segnale di comando in uscita del regolatore e arrivano come segnale di comando adattato nell'attuatore 112, che controlla il movimento del regolatore di fase 113.

Le rivendicazioni brevettuali depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per l'ottenimento di protezione brevettale ulteriore. La richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori caratteristiche rese note finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni.

Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni rimandano all'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; esse non sono da intendere come una rinuncia all'ottenimento di una protezione autonoma, oggettiva, per le caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti 1 riferimenti.

Gli oggetti di queste sottorivendicazioni formano però anche Invenzione autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle sottorivendicazioni precedenti.

L'invenzione inoltre non è limitata agli esempi di esecuzione della descrizione. Invece nell'ambito dell'invenzione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che sono inventivi mediante combinazione o modifica di singole caratteristiche rispettivamente elementi o passi di procedimento descritti nella descrizione generale e nelle forme di esecuzione nonché nelle rivendicazioni e contenuti nei disegni, e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento o sequenze di passi di procedimento, anche nella misura in cui esse riguardano procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo con almeno un organo di regolazione con una parte di organo di regolazione per un posizionamento o spostamento continuo di un regolatore di fase, in particolare in alberi a camme di motori a combustione interna, in cui la parte di organo di regolazione proporzionale idraulica è collegata con un attuatore non proporzionale ed è azionabile da quest'ultimo.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che lattuatore non proporzionale è eseguito come magnete di commutazione elettromagnetico o ne presenta uno.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che 1'attuatore elettromagnetico, non proporzionale, è eseguito come magnete di sollevamento elettromagnetico o ne presenta uno.
4. Dispositivo con un organo di regolazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la parte di organo di regolazioe idraulica presenta una caratteristica di commutazione.
5. Dispositivo con un organo di regolazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la parte d1 organo di regolazione idraulica presenta una caratteristica proporzionale.
6. Dispositivo con un organo di regolazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la parte di organo di regolazione Idraulica è mobile fra due posizioni di estremità e nelle posizioni di estremità presenta un carattere di commutazione, e in posizioni intermedie fra le posizioni di estremità presenta un carattere proporzionale.
7. Dispositivo con un organo di regolazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la parte di organo di regolazione idraulica è mobile fra due posizioni di estremità, e nelle vicinanze delle posizioni di estremità presenta un carattere di commutazione, e in posizioni intermedie fra le posizioni di estremità presenta un carattere proporzionale.
8. Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che per il posizionamento o spostamento continuo del regolatore di fase vengano impiegati almeno due organi di regolazione.
9. Procedimento per il posizionamento o spostamento continuo di un regolatore di fase, in particolare in alberi a camme di motori a combustione interna, e in cui la parte di organo di regolazione proporzionale idraulica o elettrica è collegata con un attuatore elettromagnetico, non proporzionale, ed è azionabile da quest'ultimo, ove il procedimento presenta funzioni ausi11arie per la compensazione della non proporzionalità o della non linearità della parte di organo di regolazione idraulica o elettrica.
10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che è contenuta una funzione ausiliaria per la compensazione di una non linearità o di una non proporzionalità mediante apprendimento almeno temporaneo o continuo di una deviazione dalla proporzionalità o dalla linearità.
11. Procedimento secondo la rivendicazione 9 oppure 10, caratterizzato dal fatto che è contenuta una funzione ausiliaria, che riconosce e apprende la posizione di zone di funzionamento, caratteristiche del circuito, dell'organo di regolazione.
12. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 9 a 11, caratterizzato dal fatto che è contenuta una funzione ausiliaria, che riconosce e apprende la posizione di zone di funzionamento a caratteristica proporzionale dell'organo di regolazione.
13. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 9 a 12, caratterizzato dal fatto che è contenuta una funzione ausiliaria, che riconosce e apprende la posizione dell'organo di regolazione, che mantiene in posizione costante il regolatore di fase.
14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che è contenuta una funzione ausiliaria, che riconosce e apprende la posizione dell'organo di regolazione, che mantiene in posizione costante del regolatore di fase, e la adatta continuamente per mezzo di piccoli interventi nel segnale di comando dell'organo di regolazione.
15. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 9 a 13, caratterizzato dal fatto che è contenuta una funzione ausiliaria, la quale, in funzione della velocità di movimento appresa del regolatore di fase, fornisce valori prestabiliti per la durata del comando dell'organo di regolazione.