MXPA99001496A - Dispositivo y procedimiento para controlar cuando menos un miembro de ajuste capacitivo - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para controlar cuando menos un miembro de ajuste capacitivo contiene dos condensadores CI y C2. Ambos condensadores Cl,C2 conectados en paralelo se cargan a la tensión de salida USNT de la fuente de tensión SNT. Un miembro de ajuste es cargado por los condensadores conectados en serie con una tensión UC1+C2=2 x UsNT y posteriormente se descarga en los condinsad6res nuevamente conectados en paralelo, los cuales, a continuación, se recargan a la tensión de salida UsNT de la fuente de tensión SNT, etc.

Description

DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA CONTROLAR CUANDO MENOS UN MIEMBRO DE AJUSTE CAPACITIVO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un dispositivo para controlar cuando menos un miembro de ajuste capacitivo (Pl a Pn) mediante un circuito de control (ST) , en particular una válvula de inyección de combustible operada piezoeléctricamente de un motor de combustión interna, de conformidad con las características de la reivindicación 1. La invención también se refiere a un procedimiento para la operación de dicho dispositivo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Por la Patente Europea EP 0 464 443 Al se conoce un piezo-miembro de ajuste, el cual se carga partiendo de un condensador, a través de una bobina de carga. Una parte de la energía aplicada se realimenta al condensador a través de una bobina de descarga, al descargar el piezo-miembro de ajuste, mientras que la última parte se elimina por corto circuito también a través de la bobina- de descarga. Al descargar, en el piezo-miembro de ajuste se encuentra una tensión negativa. Por la Patente Alemana DE 36 21 541 C2, se conoce un circuito de excitación para un piezo-miembro de ajuste de una válvula de inyección de combustible, el cual se carga a través de un circuito en serie de dos condensadores y una bobina de carga en una fuente de tensión y se descarga a través de una bobina de descarga en uno de los dos condensadores. En una realización alternativa, el miembro de ajuste se carga a través de un condensador y una bobina de carga en una fuente de tensión; al descargar, la energía almacenada en el piezo-miembro de ajuste se elimina a través de una bobina de descarga.

OBJETIVOS Y VENTAJAS DE LA INVENCIÓN La invención se basa en el objetivo de proporcionar un dispositivo que trabaje con las menores pérdidas posibles y de constitución sencilla, para controlar cuando menos un miembro de ajuste capacitivo, en el cual el miembro de ajuste se vuelve a descargar por completo y se evitan en él las tensiones negativas. Este objetivo se logra de conformidad con la invención mediante las características de la reivindicación 1. En las sub-reivindicaciones se indican modalidades ventajosas de la invención. Es ventajoso en particular que la fuente de tensión se debe diseñar únicamente para la mitad de la tensión de carga, y que incluso en el caso de una gran variación de las capacidades de los miembros de ajuste, tiene lugar una descarga completa, pues cada miembro de ajuste se descarga en los condensadores Cl y C2, conectados en paralelo, cuya capacidad se puede seleccionar aproximadamente cuatro veces mayor que la capacidad del miembro de ajuste. La carga y descarga de cada miembro de ajuste se efectúa con una semioscilación senoidal completa de la corriente. De esta manera el miembro de ajuste alcanza su tensión de operación y, con ello, su amplitud final con velocidad "lenta" (en el valor máximo de una oscilación cosenoidal) . Así, en el espectro de frecuencia, se generan únicamente frecuencias por debajo de una frecuencia base de (en la operación de una válvula de inyección de combustible operada piezoeléctricamente) máximo 300 Hz, con lo que difícilmente surgen problemas EMV. Además, la bobina oscilatoria se puede desplazar más cerca de los miembros de ajuste, a partir de un alojamiento previsto para el circuito, pues entre ella y los miembros de ajuste no está dispuesto ningún interruptor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A continuación se ilustra detalladamente un ejemplo de realización de la invención, haciendo referencia al dibujo esquemático. Muestran: La Figura 1, el circuito de un ejemplo de realización. Y la Figura 2, un diagrama de flujo referente a su funcionamiento.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra el circuito de un ejemplo de realización de conformidad con la invención, para controlar válvulas de inyección de combustible, no mostradas, de un motor de combustión interna, a través de miembros de ajuste Pl a Pn piezoeléctricos, mediante un circuito de control ST, el cual es parte de un aparato de control de motor controlado por microprocesador, no mostrado. Entre el polo positivo +SNT y el polo negativo -SNT de una fuente de tensión SNT, está dispuesta una conexión en serie de un interruptor de recarga X3 , un primer interruptor de descarga X2, un interruptor de carga XI y un segundo interruptor de descarga X4. Los interruptores XI a X4 permiten el paso de corriente en dirección al polo negativo GND. Cuando se habla de interruptores XI a X4 , se trata de interruptores electrónicos que permiten el paso de corriente únicamente en una dirección, que constan de cuando menos un elemento semiconductor, de preferencia interruptores de tiristor, los cuales son controlados de manera conductora por el circuito de control . Paralelo a la conexión en serie del primer interruptor de descarga X2 y el interruptor de carga XI, se dispone un primer condensador Cl, y paralelo a la conexión en serie del interruptor de carga XI y el segundo interruptor de descarga X4, se dispone un segundo condensador (C2) . Partiendo del punto de unión del interruptor de recarga X3 y el primer interruptor de descarga X2 , una conexión en serie de una bobina oscilatoria L, un primer miembro de ajuste Pl y un primer interruptor Power-MOSFET controlado TI, lleva a la conexión a tierra GND. Para cada miembro de ajuste adicional, se prevé una conexión en serie conectada en paralelo a la conexión en serie del primer miembro de ajuste Pl y el primer interruptor Power-MOSFET TI, compuesta por dicho miembro de ajuste P2 a Pn y otro interruptor Power-MOSFET T2 a Tn. Paralelo a todas las conexiones en serie de miembro de ajuste e interruptor Power-MOSFET se dispone un diodo D que permite el paso de corriente desde la conexión a tierra GND hacia la bobina oscilatoria L. Los interruptores Power-MOSFET contienen normalmente diodos inversores, cuya función, como se ilustra más adelante, se aprovecha en la operación del dispositivo de conformidad con la invención. Los interruptores XI a X4 y TI a Tn son controlados por el circuito de control ST, dependiendo de señales de control st del aparato de control del motor. A continuación, con la ayuda de la Figura 2, se ilustra más detalladamente un procedimiento para operar el dispositivo descrito. En el texto siguiente se hace referencia a los recuadros I a X de la Figura 2 únicamente con números romanos . Partiendo de un estado en el cual cada uno de los dos condensadores Cl y C2 están cargados a la tensión de salida USNT de la fuente de tensión, la bobina oscilatoria L se encuentra sin corriente, todos los interruptores XI a X4 y TI a Tn se encuentran en estado no conductor (alto valor óhmico) y todos los miembros de ajuste Pl a Pn están descargados (I) , se debe accionar el miembro de ajuste Pl, para inyectar combustible a un cilindro a través de la válvula de inyección asignada. En primer lugar, el circuito de control selecciona el correspondiente miembro de ajuste (II) , cambiando a conductor el interruptor Power-MOSFET TI asignado al mismo por la duración de un proceso de carga. Sin embargo, TI puede mantenerse conductor (bajo valor óhmico) por un ángulo de cigüeñal KW = 720° KW/Z (Z = número de cilindros) , lo cual implica, por ejemplo, en motores de cuatro cilindros 180°K y en motores de seis cilindros 120° KW. Al inicio de la inyección, el cual está determinado por el inicio de una señal de control st (III) , el circuito de control ST enciende el interruptor de carga XI (IV) , con lo que los dos condensadores Cl y C2 se conectan en serie. De esta manera, la tensión UC1+C2 = 2 x USNT que se encuentra en Cl + C2 se descarga durante una semioscilación senoidal completa, a través de la bobina oscilatoria L, hacia el miembro de ajuste Pl y éste abre la válvula de inyección no mostrada. Después de la oscilación se apaga el interruptor de carga XI (V) , el miembro de ajuste Pl se mantiene cargado. En los condensadores Cl y C2 permanece una tensión residual que depende de la capacidad. Para descargar el miembro de ajuste al final de una señal de control st (VI) , se encienden los dos interruptores de descarga X2 y X4 (VII) . De esta manera, para ambos condensadores Cl y C2 se produce una conexión en paralelo, en la cual se descarga el miembro de ajuste Pl. El circuito eléctrico de descarga se conecta a través del diodo inversor del interruptor Power-MOSFET TI . La energía almacenada en el miembro de ajuste Pl oscila a través de la bobina oscilatoria L hacia los dos condensadores Cl y C2 conectados en paralelo, los cuales, debido a las pérdidas sufridas, se cargan a una tensión U < USNT, y se puede aprovechar para el siguiente ciclo. Por la conexión en paralelo de Cl y C2 (aumento de la capacidad) al descargar el miembro de ajuste, éste, a pesar de la tensión residual (de, por ejemplo, +10V) , se descarga con seguridad. En cuanto el miembro de ajuste se descarga a la tensión umbral del diodo D en paralelo, la corriente que todavía fluye pasa a través del diodo, con lo que se evita una carga del miembro de ajuste a tensión negativa. A continuación se apagan los dos interruptores de descarga X2 y X4 (VIII) . Para el ciclo de carga del siguiente miembro de ajuste, primero se deben compensar las pérdidas sufridas. Para ello, se vuelven a encender los interruptores de descarga X2 y X4 y, adicionalmente, el interruptor de recarga X3 , con lo cual, los condensadores Cl y C2 que vuelven a estar en paralelo entre sí, se cargan a la tensión de salida USNT de la fuente de tensión SNT. Posteriormente se apagan los interruptores X2 , X3 y X4 y se puede seleccionar el siguiente miembro de ajuste y repetirse desde el principio el proceso para dicho miembro de ajuste, etc..

Claims (4)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la invención que antecede, se considera como una novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para controlar cuando menos un miembro de ajuste capacitivo mediante un circuito de control, en particular una válvula de inyección de combustible operada piezoeléctricamente, de un motor de combustión interna, - con una conexión en serie dispuesta entre el polo positivo y el polo negativo de una fuente de tensión, que permite el paso de corriente hacia el polo negativo, compuesta por un interruptor de recarga, un primer interruptor de descarga, un interruptor de carga y un segundo interruptor de descarga, - con un primer condensador dispuesto en paralelo a la conexión en serie del primer interruptor de descarga y el interruptor de carga, - con un segundo condensador dispuesto en paralelo a la conexión en serie del interruptor de carga y el segundo interruptor de descarga, - con una conexión en serie que se encuentra entre el punto de unión del interruptor de recarga y el primer interruptor de descarga y la conexión a tierra, compuesta por una bobina oscilatria, un primer miembro de ajuste y un primer interruptor Power-MOSFET controlado, - con una conexión en serie conectada en paralelo a la conexión en serie del primer miembro de ajuste y el primer interruptor Power-MOSFET, prevista para cada miembro de ajuste adicional, compuesta por dicho miembro de ajuste y otro interruptor Power-MOSFET, y - con un diodo dispuesto en paralelo a todas las conexiones en serie de miembro de ajuste e interruptor Power-MOSFET, el cual permite el paso de corriente desde la conexión a tierra hacia la bobina oscilatoria.

2. Un dispositivo de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de control es una parte de un aparato de control de motor controlado por microprocesador.

3. Un dispositivo de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque los interruptores de carga, los interruptores de descarga y el interruptor de recarga son interruptores electrónicos controlados, que permiten el paso de corriente únicamente en una dirección, con cuando menos un elemento semiconductor.

4. Un procedimiento para la operación del dispositivo de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado - porque los dos condensadores en conexión en paralelo se cargan a la tensión de salida de la fuente de tensión, porque el respectivo miembro de ajuste por controlar se carga a través de la bobina oscilatoria, partiendo de los condensadores conectados en serie, - porque el respectivo miembro de ajuste controlado se descarga a través de la bobina oscilatoria hacia los dos condensadores conectados en serie, y - porque a continuación, los dos condensadores conectados en paralelo se recargan a la tensión de salida de la fuente de tensión.