ITRM20120068A1 - ELECTRONIC DEVICE WITH SYMMETRICAL STAGE OF INHIBITION AND EMULATION SWITCHING INJECTORS FOR OPERATION WITH TWO OR MORE FUELS - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
a corredo di una domanda di brevetto per l’invenzione industriale dal titolo: accompanying a patent application for an industrial invention entitled:
“DISPOSITIVO ELETTRONICO A STADIO SIMMETRICO DI INIBIZIONE ED EMULAZIONE - ELECTRONIC DEVICE WITH SYMMETRIC STAGE OF INHIBITION AND EMULATION
INIETTORI A COMMUTAZIONE, PER IL FUNZIONAMENTO CON DUE O PIU’ CARBURANTI" SWITCHING INJECTORS, FOR OPERATION WITH TWO OR MORE FUELS "
CAMPO DELL’INVENZIONE FIELD OF INVENTION
L’invenzione riguarda un nuovo dispositivo elettronico per l’alimentazione di motori a combustione interna, i quali possono impiegare anche un secondo carburante alternativo, in maniera adattiva e proporzionale, mediante una facile integrazione di detto dispositivo nel sistema originario di iniezione elettronica del carburante. L’invenzione perciò si colloca nel campo applicativo dei motori meccanici a combustione interna e nel campo tecnico degli iniettori attivi per l'immissione modulata del carburante. The invention relates to a new electronic device for powering internal combustion engines, which can also use a second alternative fuel, in an adaptive and proportional manner, by easily integrating said device into the original electronic injection system of the fuel. The invention is therefore placed in the field of application of mechanical internal combustion engines and in the technical field of active injectors for the modulated injection of fuel.
STATO DELL’ARTE PRECEDENTE PREVIOUS STATE OF ART
I moderni motori per autotrazione alimentati a benzina dispongono di una centralina elettronica che, tenendo conto di parametri variabili come il numero di giri al minuto, la coppia meccanica esercitata, eccetera, calcola costantemente la quantità ottimale di benzina da immettere nei cilindri del motore e di conseguenza attiva opportunamente i dispositivi iniettori della benzina. Normalmente ciascun cilindro riceve la benzina tramite un iniettore, che à ̈ azionato elettricamente da circuito elettronico, chiamato “driver†, situato nella centralina elettronica suddetta. Il driver comanda la corrente elettrica che passa nell’iniettore e che genera dentro esso un campo magnetico sufficiente a spostare un otturatore, in modo da aprire un ugello attraverso il quale la benzina può fluire nel cilindro. La quantità di benzina che passa dipende sia dal tempo di apertura di detto ugello sia dalla pressione del carburante, e questi due fattori sono costantemente controllati da detta centralina. Modern petrol-fueled automotive engines have an electronic control unit which, taking into account variable parameters such as the number of revolutions per minute, the mechanical torque exerted, etc., constantly calculates the optimal quantity of petrol to be introduced into the cylinders of the engine and consequently activates the petrol injector devices appropriately. Normally each cylinder receives fuel through an injector, which is electrically operated by an electronic circuit, called â € œdriverâ €, located in the aforementioned electronic control unit. The driver controls the electric current that passes through the injector and generates a sufficient magnetic field inside it to move a shutter, in order to open a nozzle through which the petrol can flow into the cylinder. The quantity of gasoline that passes depends both on the opening time of said nozzle and on the fuel pressure, and these two factors are constantly controlled by said control unit.
Al fine di alimentare il motore a benzina anche con un carburante alternativo, come per esempio il metano o il gpl, occorre installare un secondo serbatoio ed un secondo sistema di alimentazione con una centralina aggiuntiva: chiamata centralina per il carburante alternativo, necessaria per comandare gli iniettori del carburante alternativo, che si applicano solitamente sui collettori di aspirazione. In generale i carburanti alternativi possono venir iniettati sia in fase liquida sia in fase gassosa: nel primo caso si usa una pompa per spingere il carburante alternativo con la necessaria pressione, nel secondo caso si usa un evaporatore a riscaldamento con pressione di uscita stabilizzata. In order to feed the petrol engine also with an alternative fuel, such as methane or LPG, it is necessary to install a second tank and a second fuel system with an additional control unit: call control unit for alternative fuel, necessary to control the alternative fuel injectors, which are usually applied to the intake manifolds. In general, alternative fuels can be injected both in liquid and gas phases: in the first case a pump is used to push the alternative fuel with the necessary pressure, in the second case a heating evaporator with stabilized output pressure is used.
La centralina per il carburante alternativo, oltre a calcolare e comandare la quantità di carburante alternativo da erogare attraverso gli iniettori appositi, deve però anche inibire il funzionamento degli iniettori della benzina, e deve farlo in maniera non intrusiva, cioà ̈ in maniera tale che la centralina originale non se ne accorga. Se così non fosse, la centralina originale, attivando i propri controlli diagnostici, rivelerebbe la presenza di un componente estraneo o la difettosità di un componente originale, e segnalerebbe il problema tramite l’accensione di una spia motore, “check engine†, e potrebbe anche attuare strategie di “recovery†che porterebbero ad un funzionamento non soddisfacente in termini di cattiva combustione nel motore e generazione di emissioni di inquinanti. The control unit for alternative fuel, in addition to calculating and controlling the quantity of alternative fuel to be delivered through the appropriate injectors, must however also inhibit the operation of the petrol injectors, and must do so in a non-intrusive way, that is, in such a way that the original control unit does not notice it. If this were not the case, the original control unit, activating its own diagnostic checks, would reveal the presence of a foreign component or the defect of an original component, and would signal the problem through the lighting of an engine warning light, â € œcheck engineâ € , and could also implement â € œrecoveryâ € strategies that would lead to unsatisfactory operation in terms of poor engine combustion and generation of pollutant emissions.
Pertanto la centralina per il carburante alternativo prevede un apposito dispositivo, chiamato “emulatore" degli iniettori della benzina, che serve a far funzionare correttamente la centralina per la benzina come se gli iniettori della benzina fossero operativi; mentre invece sono di fatto inibiti. Therefore, the alternative fuel control unit includes a special device, called the petrol injectors "emulator", which is used to make the petrol control unit work correctly as if the petrol injectors were operational; while they are actually inhibited.
Nella pratica, per installare anche un sistema di carburante alternativo, occorre interrompere il collegamento originale tra ogni iniettore della benzina ed il corrispondente driver, e quindi collegare quest’ultimo, mediante connettori o fili a saldare, al suddetto dispositivo emulatore dell'iniettore della benzina; il quale può stare all'interno della centralina del carburante alternativo o anche all’esterno. Sostanzialmente detto dispositivo emulatore contiene una impedenza elettrica di valore opportuno, tale cioà ̈ da soddisfare i controlli diagnostici della centralina per la benzina e al contempo ridurre il passaggio di corrente e quindi il campo magnetico dentro l’iniettore della benzina in modo tale da non fargli più aprire l’ugello, tagliando così di fatto il flusso di benzina al motore. In practice, to also install an alternative fuel system, it is necessary to interrupt the original connection between each petrol injector and the corresponding driver, and then connect the latter, by means of connectors or solder wires, to the aforementioned injector emulator device of the gas; which can be inside the alternative fuel control unit or even outside. Substantially, said emulator device contains an electrical impedance of an appropriate value, that is, to satisfy the diagnostic checks of the petrol ECU and at the same time reduce the passage of current and therefore the magnetic field inside the petrol injector in such a way as not to make it open the nozzle further, thus effectively cutting off the flow of petrol to the engine.
La Fig. 1 illustra quanto finora esposto, nel caso di un ordinario motore a quattro cilindri alimentato con benzina, dove i quattro iniettori della benzina B sono collegati da un lato alla tensione di batteria V e dall’altro ai rispettivi driver D situati nella centralina elettronica per la benzina C. Fig. 1 illustrates what has been described so far, in the case of an ordinary four-cylinder engine fueled with petrol, where the four petrol injectors B are connected on one side to the battery voltage V and on the other to the respective drivers D located in the electronic control unit for petrol C.
La Fig. 2 si riferisce ad un singolo iniettore della benzina B, ma vale anche per tutti gli altri, e mostra che, per impiegare il carburante alternativo, bisogna interrompere il collegamento L e, fra i due punti L’ ed L†così ottenuti, introdurre il dispositivo emulatore E sopra citato. D’ora in avanti per semplicità sarà considerato il singolo iniettore, essendo intuibile che il discorso si estende facilmente agli altri. Fig. 2 refers to a single petrol injector B, but also applies to all the others, and shows that, in order to use the alternative fuel, the connection L must be interrupted and, between the two points Lâ € ™ and Lâ € so ¬ obtained, introduce the emulator device E mentioned above. From now on, for simplicity, it will be considered the single injector, as it can be understood that the discussion easily extends to the others.
La Fig. 3 schematizza un circuito del suddetto dispositivo emulatore E dell'iniettore della benzina, formato da un relà ̈ R che ha il contatto K normalmente chiuso così da cortocircuitare l’impedenza Z. Quando il motore à ̈ alimentato con benzina, tutta la corrente fornita dal driver D della centralina per la benzina raggiunge, attraverso il contatto K del relà ̈ R, l’iniettore della benzina B, che quindi à ̈ operativo... Quando invece il motore à ̈ alimentato con carburante alternativo, allora la centralina per il carburante alternativo G comanda il relà ̈ R ad aprire il contatto K e così inserisce l’impedenza Z in serie al collegamento tra il driver D e l’iniettore della benzina B, che quindi à ̈ inibito perché riceve una corrente insufficiente per aprire l’ugello. Fig. 3 schematises a circuit of the aforementioned emulator device E of the petrol injector, formed by a relay R which has the contact K normally closed so as to short-circuit the impedance Z. When the engine is fueled with petrol, all the current supplied by the driver D of the petrol control unit reaches, through the contact K of the relay R, the petrol injector B, which is therefore operational ... When instead the engine is fed with alternative fuel, then the control unit for the alternative fuel G commands the relay R to open the contact K and thus inserts the impedance Z in series with the connection between the driver D and the petrol injector B, which is therefore inhibited because © receives insufficient current to open the nozzle.
La soluzione descritta nella Fsg. 3 tuttavia non dà risultati soddisfacenti, riesce anzi abbastanza limitante per le applicazioni attuali: in quanto, ad esempio, non consente il passaggio progressivo dal funzionamento con benzina a quello con carburante alternativo, perché la commutazione del relà ̈ abilita il funzionamento o con la benzina o con il carburante alternativo, e lo scatto tra questi due tipi di funzionamento à ̈ talvolta molto brusco con conseguenti perdite di potenza e mancate accensioni, “misfire†, che possono essere rilevate dai controlli diagnostici della centralina per la benzina con conseguenti malfunzionamenti. The solution described in the FSG. 3 however does not give satisfactory results, on the contrary it is quite limiting for current applications: as, for example, it does not allow the progressive passage from operation with petrol to that with alternative fuel, because switching the relay enables operation or with the petrol or with alternative fuel, and the snap between these two types of operation is sometimes very abrupt with consequent loss of power and misfires, â € œmisfireâ €, which can be detected by the diagnostic checks of the petrol ECU with consequent malfunctions .
Il mercato propone anche altre soluzioni, tecnologicamente più evolute, che consentono il passaggio progressivo dal funzionamento a benzina al funzionamento a carburante alternativo ed inoltre consentono l’attuazione di funzionamenti temporanei con benzina, eventualmente localizzati solo su alcuni cilindri, per risolvere la problematica del “misfire" sopra citata ed ottimizzare la combustione in alcune regioni di funzionamento, cercando così anche di preservare l’integrità del motore e del catalizzatore. Ad esempio, The market also offers other solutions, technologically more advanced, which allow the gradual transition from petrol operation to alternative fuel operation and also allow the implementation of temporary petrol operations, possibly localized only on some cylinders, to solve the problem of â € œmisfire "mentioned above and optimize combustion in certain operating regions, thus also trying to preserve the integrity of the engine and catalyst. For example,
la Fig. 4 schematizza un moderno tipico esempio di centralina per il carburante alternativo G contenente un dispositivo emulatore E dell’iniettore della benzina; il quale possiede, in parallelo all’impedenza Z, un ulteriore componente attivo, costituito per esempio da un transistor T di tipo MOSFET. Durante il funzionamento con carburante alternativo, la relativa centralina G pilota il transistor T in modo da cortocircuitare l’impedenza Z e così ripristinare il passaggio di corrente per l'iniettore della benzina B, che perciò riprende a funzionare. Questa soluzione permette di iniettare benzina nel motore pure durante la modalità di funzionamento con carburante alternativo; il controllo della carburazione à ̈ garantito da una opportuna compensazione sulla quantità del carburante alternativo introdotto. Pertanto, quando si vuole commutare l’alimentazione del motore da benzina a carburante alternativo, si può ridurre progressivamente la quantità di benzina immessa nel motore, anche agendo sequenzialmente su un cilindro alla volta, in modo da inibire un iniettore della benzina alla volta, ed invece aumentare progressivamente l’iniezione del carburante alternativo abilitando uno alla volta i relativi iniettori. Di conseguenza la commutazione del carburante nel motore avviene gradualmente, in maniera morbida, senza disturbare il guidatore del veicolo e senza creare problemi alla centralina per la benzina, che non avrà motivo di diagnosticare malfunzionamenti. Fig. 4 schematises a typical modern example of a control unit for alternative fuel G containing an emulator device E of the petrol injector; which has, in parallel to the impedance Z, an additional active component, consisting for example of a transistor T of the MOSFET type. During operation with alternative fuel, the relative control unit G drives transistor T so as to short-circuit the impedance Z and thus restore the flow of current for the petrol injector B, which therefore resumes operation. This solution allows gasoline to be injected into the engine also during operation with alternative fuel; the carburetion control is guaranteed by an appropriate compensation on the quantity of alternative fuel introduced. Therefore, when you want to switch the power supply of the engine from petrol to alternative fuel, it is possible to progressively reduce the quantity of petrol introduced into the engine, also by acting sequentially on one cylinder at a time, in order to inhibit one petrol injector at a time, and instead gradually increase the injection of alternative fuel by enabling the relative injectors one at a time. Consequently, the fuel changeover in the engine takes place gradually, in a soft way, without disturbing the driver of the vehicle and without creating problems for the petrol control unit, which will have no reason to diagnose malfunctions.
Di solito le moderne centraline per il carburante alternativo stabiliscono le tempistiche di pilotaggio dei propri iniettori deducendole da quelle stabilite dalla centralina per la benzina; per questo scopo, ogni dispositivo emulatore E dell’iniettore della benzina contiene anche un apposito sensore S che percepisce il comando elettrico generato dal driver D. Usually modern control units for alternative fuel establish the driving times of their injectors by deducting them from those established by the petrol control unit; for this purpose, each emulator device E of the petrol injector also contains a special sensor S which perceives the electric command generated by the driver D.
La Fig. 5 illustra un generico dispositivo emulatore E dell'iniettore della benzina che contiene anche il suddetto sensore S. Fig. 5 illustrates a generic petrol injector emulator device E which also contains the aforementioned sensor S.
Tuttavia la presenza del transistor T richiede, come un esperto dell’arte può notare, una precisa polarità . Questo significa che in fase di installazione le congiunzioni elettriche devono essere compiute con scrupolosa attenzione alla polarità , perché qualora due collegamenti risultino invertiti, caso statisticamente frequente coi fili a saldare, il dispositivo emulatore riceverebbe una polarità invertita e non potrebbe funzionare, col rischio anzi di creare danni. La Fig. 6 illustra il rischio di una simile spiacevole eventualità , per cui, se ad esempio il transistor T à ̈ del tipo MOSFET di potenza, allora il diodo J in esso incorporato può essere attraversato da una corrente tale da percorrere anche l'iniettore della benzina B in misura sufficiente ad aprirne l’ugello, causando così una indesiderata iniezione di benzina durante il funzionamento con carburante alternativo. However the presence of the transistor T requires, as an expert in the art, a precise polarity. This means that during the installation phase the electrical connections must be made with scrupulous attention to the polarity, because if two connections are inverted, statistically frequent case with the solder wires, the emulator device would receive an inverted polarity and could not work, with the risk indeed to create damage. Fig. 6 illustrates the risk of such an unpleasant eventuality, for which, for example, if the transistor T is of the power MOSFET type, then the diode J incorporated in it can be crossed by a current such as to travel also the injector enough petrol B to open the nozzle, thus causing unwanted petrol injection when running on alternative fuel.
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION
L’invenzione determina un significativo miglioramento nella specifica tecnica rispetto allo stato dell’arte sopra citato, per i seguenti motivi di distinzione. The invention determines a significant improvement in the technical specification with respect to the state of the art mentioned above, for the following reasons of distinction.
il primo motivo di distinzione sta nel fatto che l’invenzione introduce un nuovo dispositivo emulatore dell’iniettore della benzina, avente caratteristiche architetturali innovative, in particolare simmetriche, riguardo alle connessioni elettriche richieste durante l’installazione deirimpianto. Esso ammette sempre la possibilità di commutare gradualmente la modalità di funzionamento con benzina e quella con carburante alternativo, nonché la possibilità di attuare i funzionamenti con benzina anche durante il funzionamento con carburante alternativo, in linea cioà ̈ col più moderno stato dell’arte. A tutto questo però l’invenzione apporta un doppio vantaggio aggiuntivo: the first reason for distinction lies in the fact that the invention introduces a new petrol injector emulator device, having innovative architectural characteristics, in particular symmetrical, with regard to the electrical connections required during the installation of the system. It always allows for the possibility of gradually switching the operating mode with petrol and that with alternative fuel, as well as the possibility of carrying out operations with petrol even during operation with alternative fuel, in line with the most modern state of the art. . To all this, however, the invention brings a double additional advantage:
- evitare i malfunzionamenti e i danni conseguenti a collegamenti elettrici invertiti; - avoid malfunctions and damage resulting from inverted electrical connections;
- eseguire le connessioni elettriche in maniera decisamente più facile e veloce. - make the electrical connections much easier and faster.
Questo doppio vantaggio deriva da una prima caratteristica saliente della presente invenzione, e cioà ̈ nel fatto che il circuito elettronico del nuovo dispositivo emulatore dell’iniettore della benzina presenta una architettura simmetrica, la quale elimina ogni esigenza di polarizzazione nel collegamento elettrico. Questo perciò diventa più facile e più spedito, e per giunta senza più il rischio di malfunzionamenti e danni causati da collegamenti elettrici invertiti. This double advantage derives from a first salient feature of the present invention, namely in the fact that the electronic circuit of the new petrol injector emulator device has a symmetrical architecture, which eliminates any need for polarization in the electrical connection. This therefore becomes easier and faster, and moreover without the risk of malfunctions and damage caused by reversed electrical connections.
La Fig. 7 schematizza detto innovativo circuito elettronico avente architettura simmetrica - qui illustrato a titolo puramente esemplificativo e non certo esaustivo, dato che sono disponibili diverse tecnologie per ottenere risultati equivalenti - secondo una prima forma preferita dall’inventore, dove si vede aggiunto, in serie al primo, anche un secondo transistor T†in configurazione simmetrica; in tal caso, durante l’alimentazione con benzina, il relà ̈ R chiude il contatto K fra il driver D e l’iniettore della benzina B; invece, durante l’alimentazione con carburante alternativo, il relà ̈ apre il contatto K e la corrente dell’iniettore della benzina B passa attraverso l’impedenza Z. La possibilità di commutazioni graduali tra l’alimentazione con benzina e quella con carburante alternativo, così come la possibilità di alimentare con benzina anche durante l’alimentazione con carburante alternativo, à ̈ resa possibile dalla presenza dei transistor T e T e dai diodi J’ e J†, che in certi componenti MOSFET di potenza sono anche integrati internamente ad essi, ma che possono essere pure applicati esternamente. Come un esperto dell’arte può facilmente intendere, quando si desidera immettere benzina anche durante il funzionamento con carburante alternativo, la centralina di controllo per il carburante alternativo G pilota opportunamente il transistor T affinché questo consenta alla corrente di passare attraverso al diodo J†ed all’iniettore B in maniera sufficiente a provocarne l’apertura meccanica dell’ugello. Questa soluzione preferita dall’inventore prevede di introdurre anche altre due impedenze Z e Z†di valore identico e molto superiore a quello dell’impedenza Z, e di metterle rispettivamente in parallelo ai transistor TP e T†, così che il nodo centrale comune ad esse e ai due transistor sia sfruttato per applicarvi il sensore S, che serve alla centralina per il carburante alternativo G per conoscere la tempistica d’iniezione del carburante. Fig. 7 schematizes said innovative electronic circuit having symmetrical architecture - illustrated here purely by way of example and certainly not exhaustive, given that different technologies are available to obtain equivalent results - according to a first form preferred by the inventor, where it is seen added, in series with the first, also a second transistor Tâ € in symmetrical configuration; in this case, when fueling with petrol, the relay R closes the contact K between the driver D and the petrol injector B; on the other hand, when feeding with alternative fuel, the relay opens the contact K and the current of the petrol injector B passes through the impedance Z. with alternative fuel, as well as the possibility of fueling with petrol even while feeding with alternative fuel, is made possible by the presence of transistors T and T and diodes Jâ € ™ and Jâ €, which in certain MOSFET components of power are also integrated internally to them, but which can also be applied externally. As an expert in the art can easily understand, when it is desired to fill in petrol even during operation with alternative fuel, the control unit for the alternative fuel G appropriately drives the transistor T so that this allows the current to pass through the diode Jâ And to injector B sufficiently to cause the mechanical opening of the nozzle. This solution preferred by the inventor foresees to introduce also two other impedances Z and Zâ € of identical value and much higher than that of the impedance Z, and to put them respectively in parallel to the transistors TP and Tâ €, so that the node the central unit common to them and to the two transistors is used to apply the sensor S, which is used by the control unit for the alternative fuel G to know the timing of the fuel injection.
La Fig. 8 mostra che, invertendo lo schema del collegamento sopra descritto, il funzionamento del dispositivo rimane ancora corretto. Infatti, grazie alla suddetta innovativa architettura simmetrica del circuito, stavolta entrano in gioco il transistor T†ed il diodo J’ per far passare la corrente deH’iniettore B; mentre nulla cambia per il sensore S che si trova applicato al centro della configurazione simmetrica. Fig. 8 shows that, by inverting the connection diagram described above, the operation of the device still remains correct. In fact, thanks to the aforementioned innovative symmetrical architecture of the circuit, this time the transistor Tâ € and the diode Jâ € ™ come into play to pass the current of the injector B; while nothing changes for the sensor S which is applied to the center of the symmetrical configuration.
La Fig. 9 mostra un’altra forma realizzativa dell’invenzione, con gli stessi vantaggi innanzi descritti, dove l’iniettore della benzina B à ̈ attivato dalla corrente che scorre attraverso il diodo J’ ed il transistor T†, che à ̈ pilotato dalla centralina per il carburante alternativo G. Invertendo lo schema di collegamento, sono invece interessati il diodo J†ed il transistor T', così che la simmetria circuitale del dispositivo lo rende funzionante anche collegandolo con polarità invertita. Ciò vale pure per il sensore S, visto che sta applicato al centro di un circuito simmetrico. Fig. 9 shows another embodiment of the invention, with the same advantages described above, where the petrol injector B is activated by the current flowing through the diode Jâ € ™ and the transistor Tâ €, which is driven by the ECU for the alternative fuel G. By inverting the connection diagram, the diode Jâ € and the transistor T 'are involved, so that the circuit symmetry of the device makes it work even by connecting it with inverted polarity. This also applies to sensor S, as it is applied in the center of a symmetrical circuit.
Il secondo motivo di distinzione, dell’invenzione sta nel fatto che, rispetto ai dispositivi tradizionali, essa denota anche un netto miglioramento tecnologico che si traduce nei seguenti tre ulteriori vantaggi: The second reason for the distinction of the invention lies in the fact that, compared to traditional devices, it also denotes a marked technological improvement which translates into the following three further advantages:
- minor consumo di elettricità ; - lower electricity consumption;
- migliore efficienza del dispositivo per il ridotto dispendio di potenza termica dissipata; - miniaturizzazione più spinta del dispositivo; - improved efficiency of the device due to the reduced waste of dissipated thermal power; - more powerful miniaturization of the device;
come spiegato appresso con l’aiuto della seguente figura. as explained below with the help of the following figure.
La Fig. 10 introduce ancora un’altra forma realizzativa dell’invenzione, dove l’impedenza Z in precedenza considerata à ̈ adesso sostituita da un apposito circuito attivo A. Ordinariamente i dispositivi che troviamo in commercio contengono l’impedenza Z, la quale à ̈ un componente di tipo passivo e piuttosto ingombrante perché deve dissipare una considerevole energia termica: infatti esso ammette tipicamente una corrente di circa 200 mA che, col voltaggio nominale di circa 15V generato dalla batteria, significa una potenza di circa 3W che si dissipa come energia termica. Secondo l’invenzione invece tale impedenza Z à ̈ sostituita dal citato circuito attivo A, il quale sviluppa una originale applicazione della cosiddetta tecnica “switching†, ben nota in un diverso campo applicativo che à ̈ quello degli alimentatori ad alta efficienza, caratterizzati appunto dalla bassa dissipazione di energia termica. Ne discende che anche il nuovo dispositivo emulatore dell’iniettore della benzina risulta avere alta efficienza e bassa dissipazione di energia termica. Questo minore dispendio di energia termica equivale ad un minore fabbisogno di energia elettrica. Inoltre, la minore necessità di dissipazione permette di miniaturizzare ulteriormente il dispositivo stesso. Fig. 10 introduces yet another embodiment of the invention, where the impedance Z previously considered is now replaced by a special active circuit A. Ordinarily the devices that we find on the market contain the impedance Z , which is a passive component and rather bulky because it has to dissipate a considerable thermal energy: in fact it typically admits a current of about 200 mA which, with the nominal voltage of about 15V generated by the battery, means a power of about 3W which is dissipated as thermal energy. According to the invention, on the other hand, this impedance Z is replaced by the aforementioned active circuit A, which develops an original application of the so-called â € œswitchingâ € technique, well known in a different field of application which is that of high efficiency power supplies, characterized precisely from the low dissipation of thermal energy. It follows that the new petrol injector emulator device also has high efficiency and low dissipation of thermal energy. This lower expenditure of thermal energy is equivalent to a lower need for electricity. Furthermore, the reduced need for dissipation allows to further miniaturize the device itself.
La Fig. 11 riporta a titolo puramente esemplificativo un esempio di detto circuito attivo A, anche chiamato circuito di ricircolo, qui adattato alla funzione sopra citata, ma tecnicamente già noto nell’arte e quindi non c’à ̈ bisogno di spiegarlo ulteriormente. Basta dire che la centralina per il carburante alternativo G pilota i due transistor TP e T†in modalità switching con controllo del duty-cycle, mentre abilita il circuito attivo di ricircolo A inviando un comando apposito sull’ingresso H; in tal modo nell’iniettore della benzina B si forma un ricircolo di corrente attraverso il circuito di ricircolo A ed il diodo J’; in caso di collegamento con polarità invertita à ̈ invece interessato il diodo J†. Pertanto la corrente che scorre nell’iniettore della benzina B può essere controllata, elettronicamente, tramite l’ingresso H; in maniera tale che, durante l’alimentazione con carburante alternativo, detta corrente abbia intensità non sufficiente per far scattare l’apertura meccanica dell’ugello, ma al contempo sufficiente per soddisfare i controlli diagnostici svolti dalla centralina per la benzina. Fig. 11 shows, purely by way of example, an example of said active circuit A, also called recirculation circuit, here adapted to the above mentioned function, but technically already known in the art and therefore there is no need to explain it further . Suffice it to say that the alternative fuel control unit G drives the two transistors TP and Tâ € in switching mode with duty-cycle control, while enabling the active recirculation circuit A by sending a specific command on input H; in this way in the petrol injector B a recirculation of current is formed through the recirculation circuit A and the diode Jâ € ™; in case of connection with inverted polarity the diode Jâ € is involved. Therefore the current flowing in the petrol injector B can be controlled electronically through the input H; in such a way that, when feeding with alternative fuel, said current is not strong enough to trigger the mechanical opening of the nozzle, but at the same time sufficient to satisfy the diagnostic checks carried out by the petrol ECU.
In definitiva, l’invenzione considerata secondo la forma illustrata nella Fig. 10 rivela una inedita soluzione elettronica che, oltre all’architettura simmetrica senza bisogno di polarità nei collegamenti elettrici, si avvale anche della tecnica switching. Ciò caratterizza un dispositivo emulatore E dell'iniettore della benzina avente prestazioni superiori ed assolutamente originale rispetto a tutti gli altri dispositivi conosciuti oggi sul mercato, i quali presentano il vincolo della polarità nei collegamenti elettrici, impiegano componenti passivi con impedenza Z e non usano il circuito attivo A della tecnica switching qui considerata. Ultimately, the invention considered according to the form illustrated in Fig. 10 reveals an unprecedented electronic solution which, in addition to the symmetrical architecture without the need for polarity in the electrical connections, also makes use of the switching technique. This characterizes a petrol injector emulator device E having superior and absolutely original performances compared to all the other devices known today on the market, which have the polarity constraint in the electrical connections, use passive components with impedance Z and do not use the circuit. active A of the switching technique considered here.
Merita infine precisare che il dispositivo secondo l’invenzione à ̈ pienamente idoneo e compatibile per la generalità degli impieghi correnti ai quali à ̈ destinato, perché si può applicare indipendentemente da: Finally, it should be noted that the device according to the invention is fully suitable and compatible for the generality of the current uses for which it is intended, because it can be applied independently of:
• tipo e numero di iniettori della benzina presenti sul motore; â € ¢ type and number of petrol injectors on the engine;
• tipo e numero di iniettori del carburante alternativo; â € ¢ type and number of alternative fuel injectors;
• tipo di pilotaggio iniettori esercitato dalla centralina per la benzina; â € ¢ type of injector control exercised by the petrol ECU;
• tipo di pilotaggio iniettori esercitato dalla centralina per il carburante alternativo; â € ¢ type of injector control exercised by the control unit for alternative fuel;
• stato fisico, liquido o gassoso, in cui il carburante alternativo si trova al momento dell'iniezione nel motore; â € ¢ physical state, liquid or gaseous, in which the alternative fuel is at the time of injection into the engine;
• tipo di impianto installato; â € ¢ type of system installed;
• livello di integrazione, parziale o totale, del dispositivo emulatore dell’iniettore benzina dentro la centralina per il carburante alternativo; â € ¢ level of integration, partial or total, of the petrol injector emulator device inside the control unit for alternative fuel;
• modalità di installazione del dispositivo emulatore dell’iniettore benzina. - - â € ¢ installation method of the petrol injector emulator device. - -
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Citations (4)
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2012
- 2012-02-20 IT IT000068A patent/ITRM20120068A1/en unknown
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