MXPA99005609A - Procedimiento y dispositivo para controlar cuandomenos un miembro de ajuste capacitivo - Google Patents

Abstract

En un proceso de control, un miembro de ajuste capacitivo que consta de una conexión en serie de dos condensadores (C1, C2) se carga con una tensión de carga (Uc=Ucl + Uc2). La tensión de miembro de ajuste (UPreal) que se ajusta en el miembro de ajuste se regula en el curso de los siguientes procesos de control a un valor teórico predeterminado (UPteóricó);el mismo proceso resulta para miembros de ajuste adicionales.

Description

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA CONTROLAR CUANDO MENOS UN MIEMBRO DE AJUSTE CAPACITIVO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para controlar cuando menos un miembro de ajuste capacitivo, en particular una válvula de inyección de combustible operada piezoeléctricamente de un motor de combustión interna.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los piezo-miembros de ajuste constan de una pluralidad de capas piezocerámicas y forman una llamada "pila", que al aplicar una tensión modifica sus dimensiones, en particular su longitud s por un recorrido ds, o que con presión o tracción mecánica genera una tensión eléctrica. Por la Patente Alemana DE 41 22 984 Al se conoce un dispositivo de control para un elemento piezoeléctrico, en el cual el control del mismo se lleva a cabo a través de correspondientes circuitos electrónicos con tiempos de carga y descarga predeterminados . En la solicitud alemana de patente 19632872.1 más antigua ya se propuso un procedimiento para el control de un miembro de ajuste capacitivo, según el cual éste se carga con una tensión de carga predeterminada, hasta que la tensión medida en el miembro de ajuste durante el proceso de control alcance un valor predeterminado.

OBJETIVOS Y VENTAJAS DE LA INVENCIÓN La invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento para la regulación de la tensión al controlar cuando menos un miembro de ajuste capacitivo, incluso si al controlar no es posible una interrupción del proceso de carga. También es objetivo de la invención proporcionar un dispositivo para la realización de este procedimiento . Este objetivo se logra de conformidad con la invención mediante las características de la reivindicación 1.

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, un diagrama de la tensión del miembro de ajuste Up en relación a la tensión de carga Uc . La Figura 2 , un esquema de conexiones de un dispositivo para controlar varios miembros de ajuste. Y la Figura 3, un diagrama de flujo referente al funcionamiento del circuito según la Figura 2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención parte de la idea de que, por lo regular, se trata de variaciones debidas a la temperatura, las cuales presentan una constante de tiempo muy grande con respecto a la distancia en el tiempo de accionamientos de miembros de ajuste sucesivos en un motor de combustión interna, o bien, se trata de tolerancias ejemplares, las cuales no se modifican. Por esta razón, no es necesario realizar el control o la regulación de la carga en el ciclo regular (proceso de control) mismo, sino que es completamente suficiente determinar una variación en un proceso de control y corregirla en el siguiente. La Figura 1 muestra un diagrama sobre la relación entre la tensión de carga Uc y la tensión del miembro de ajuste Up, mostrándose con línea punteada un valor teórico predeterminado del miembro de ajuste uPteórico* Con base en este diagrama y en el circuito de un dispositivo de control para varios miembros de ajuste, mostrado en la Figura 2, a continuación se describe el procedimiento de conformidad con la invención. El control de n válvulas de inyección de combustible no mostradas de un motor de combustión interna a través de miembros de ajuste piezoeléctricos Pl a Pn se efectúa mediante un circuito de control ST, el cual es parte de un aparato de control del motor no mostrado, controlado por microprocesador. En la Figura 2, entre el polo positivo Ucl y el polo negativo GND de una fuente de tensión controlable SNT, de preferencia de una pieza de red de conmutación, está conectado un condensador de carga Cl, el cual se puede considerar como condensador de salida de la pieza de red de conmutación SNT y que está cargado a su tensión de salida Ucl . En paralelo al condensador de carga Cl está unida una conexión en serie de un interruptor de carga XI conectado con el polo positivo Ucl, que permite el paso de corriente de él hacia afuera, y un interruptor de descarga X2 conectado con el polo negativo GND, que permite el paso de corriente hacia él. Cuando se habla de los interruptores XI y X2 , 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. Entre el punto de unión del interruptor de carga XI y el interruptor de descarga X2 y la conexión a tierra GND, se encuentra una conexión en serie de un condensador de recarga C2, una bobina oscilatoria L, un primer miembro de ajuste Pl y un primer interruptor de poder MOSFET controlado TI.

Para cada miembro de ajuste adicional está unida en paralelo una conexión en serie del miembro de ajuste P2 a Pn y otro interruptor de poder MOSFET T2 a Tn de la conexión en serie del primer miembro de ajuste Pl y el primer interruptor de poder MOSFET TI . En paralelo a las conexiones en serie de miembros de ajuste e interruptores de poder MOSFET, se encuentra un diodo D que permite el paso de corriente desde la conexión a tierra GND hacia la bobina oscilatoria L. Los interruptores de poder MOSFET contienen normalmente diodos inversores, cuya función se aprovecha en la operación del dispositivo de conformidad con la invención, como se ilustra más detalladamente más adelante. Los interruptores XI, X2 y TI a Tn son controlados por el circuito de control ST, según un programa asignado al procedimiento de conformidad con la invención, dependiendo de señales de control st del aparato de control del motor, de la tensión del miembro de ajuste Up y de la tensión Uc2 que se encuentra en el condensador de recarga C2 después de descargar el miembro de ajuste. El procedimiento de conformidad con la invención para controlar sucesivamente varios miembros de ajuste capacitivos, se ilustra detalladamente a continuación, con la ayuda del diagrama de flujo mostrado en la Figura 3, con base en el circuito mostrado en la Figura 2 para un miembro de ajuste Pl. Los recuadros asignados a los respectivos estados del procedimiento, se encuentran marcados con números romanos .

La tensión de carga Uc (= Ucl + Uc2) se determina como valor inicial A (estado 0) en el primer proceso de control al poner en operación el vehículo. Este valor de la tensión de carga Uc puede ser una función de la temperatura del motor: Uc = f (T) , pues la capacidad de los miembros de ajuste en el intervalo de temperatura del motor puede variar por el factor 2. En el primer proceso de control, el condensador de recarga C2 está descargado, Uc2 = 0V (estado I) . Correspondientemente, la tensión de salida de la fuente de tensión controlable SNT se ajusta a la tensión Ucl = Uc (valor inicial A) (estado II) . En un estado III, en el que la bobina oscilatoria L se encuentra sin corriente, todos los interruptores XI, X2 y TI a Tn se encuentran en estado no conductor (de alto número de ohms) y todos los miembros de ajuste Pl a Pn están descargados, se debe accionar el miembro de ajuste Pl para inyectar combustible al cilindro 1 a través de la válvula de inyección asignada. En primer lugar, el circuito de control selecciona el correspondiente miembro de ajuste, en este caso Pl (estado IV) , pasando a conductor el interruptor de poder MOSFET TI asignado a él . TI puede mantenerse conductor (bajo número de ohms) por un ángulo de cigüeñal K = 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 = 1 (estado V) , el circuito de control ST enciende el interruptor de carga XI (estado VI) . De esta manera, se descarga la tensión de carga Uc que se encuentra en la conexión en serie de Cl + C2 , durante una semioscilación senoidal completa, a través de la bobina oscilatoria, hacia el miembro de ajuste Pl y éste abre la válvula de inyección no mostrada. La fuente de tensión (la pieza de red de conmutación SNT) se mantiene unida al condensador de carga Cl, de modo que también ella alimenta energía en el circuito oscilatorio. Después de la oscilación se apaga el interruptor de carga XI por sí mismo (estado VII) , el miembro de ajuste Pl está cargado a una tensión de miembro de ajuste Uprea? • En la Figura 1 resulta un punto de intersección S de la tensión de carga Uc y la tensión del miembro de ajuste Upreaj_ . El valor real Uprea? de la tensión de miembro de ajuste Up que se ajusta al final del proceso de carga en el miembro de ajuste Pl, se comunica al circuito de control ST, el cual lo compara con un valor teórico Upteorj_co predeterminado, mostrado en la Figura 1 con línea punteada (estados VIII y IX) . Si el valor real Uprea^ es mayor que el valor teórico uPteórico (estado VIII) , para el siguiente proceso de control del miembro de ajuste Pl se determina un nuevo valor para la tensión de carga Uc : Ucnuevo = Ucvj_e-j0 - DU (estado XI) . A continuación, en el siguiente proceso de control se ajustará una tensión de miembro de ajuste Uprea-L más baja. Si el valor real Uprea-j_, sin embargo, es menor que el valor teórico Upteorj_co (estado IX) , para el siguiente proceso de control se determina un valor nuevo mayor para la tensión de carga Uc : Ucnuevo = Ucv;¡_e-:0 + DU (estado XII) . Si el valor uPreal es igual al valor teórico uPteórico (estado X) , en el siguiente proceso de control del miembro de ajuste Pl la tensión de carga Uc no se modifica. El proceso de aproximación al valor teórico puede realizarse, como se describe y se indica con flechas en la Figura 1, de manera incrementaría mediante pasos predeterminados DU, o según cualquier procedimiento de aproximación. Para descargar el miembro de ajuste Pl al final de una señal de control st (estado XIII) , se enciende el interruptor de descarga X2 (estado XIV) . El circuito de descarga se cierra a través del diodo inversor del interruptor de poder MOSFET TI . La energía almacenada en el miembro de ajuste oscila a través de la bobina oscilatoria L de regreso al condensador de recarga C2 ; la energía almacenada en él se puede aprovechar para el siguiente proceso de control . En cuanto el miembro de ajuste se descarga a la tensión umbral del diodo D en paralelo al canal "activo", la corriente que todavía fluye pasa a través del diodo, con lo que se evita una carga del miembro de ajuste a una tensión negativa. A continuación se apaga el interruptor de descarga X2 por sí mismo (estado XV) . Para el siguiente proceso de carga del miembro de ajuste Pl, el condensador de carga Cl se debe cargar a una tensión Ucl = Uc - Uc2, para lo cual se mide Uc2 (estado I) . Así, se puede determinar Ucl = Uc - Uc2 (estado II) . La pieza de red de conmutación SNT se ajusta a este valor para el siguiente proceso de control del miembro de ajuste Pl y, con ello, el condensador de carga Cl se carga a Ucl. Con los valores determinados en este proceso de control se realiza el siguiente proceso de control, a partir del estado III. Los procesos de control para los demás miembros de ajuste P2 a Pn concuerdan con el procedimiento descrito para el miembro de ajuste Pl .

Claims (7)

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 procedimiento para controlar cuando menos un miembro de ajuste capacitivo (P) , en particular una válvula de inyección de combustible operada piezoeléctricamente de un motor de combustión interna, - en donde al inicio de un proceso de control, el miembro de ajuste (Pl a Pn) se carga a través de una bobina oscilatoria (L) de una conexión en serie de un condensador de carga (Cl) y un condensador de recarga (C2) , con una tensión de carga predeterminable (Uc = Ucl + Uc2) y al final del proceso de control se vuelve a descargar en el condensador de recarga (C2) , - en donde la tensión de miembro de ajuste (Uprea?) que se alcanza en el miembro de ajuste (P) con la tensión de carga (Uc) , se compara con una tensión teórica predeterminada (uPteórico ' - en donde la tensión de carga para el siguiente proceso de control se determina dependiendo de la diferencia (Upteorj_co - del valor teórico (Upteorico) y el valor real ' - en donde el condensador de carga (Cl) se carga para el siguiente proceso de control a una tensión (Ucl = Ucnueva " Uc2) (3ue corresponde a la diferencia (Ucnueva - Uc2) entre esta tensión de carga determinada (Ucnueva) y la tensión (Uc2) que se encuentra momentáneamente en el condensador de recarga (C2) .

2. Un procedimiento de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque al inicio de la operación, para el primer proceso de control se predetermina un valor para la tensión de carga (Ucnueva) para cada miembro de ajuste (Pl a Pn) .

3. Un procedimiento de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 2, caracterizado porque el valor predeterminado (UcnueVo^ Para la tensión de carga (Uc) depende de la temperatura del motor (T) .

4. Un dispositivo para la realización del procedimiento de conformidad con lo reclamado en una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el polo positivo (Ucl) y el polo negativo (GND) de una fuente de tensión (SNT) controlable por un circuito de control (ST) , se dispone un condensador de carga (Cl) ; porque en paralelo al condensador de carga (Cl) está dispuesta una conexión en serie de un interruptor de carga (XI) unido al polo positivo (Ucl) y que permite el paso de corriente desde él hacia afuera, y un interruptor de descarga (X2) unido al polo negativo (GND), que permite el paso de corriente hacia él; porque entre el punto de unión del interruptor de carga (XI) y el interruptor de descarga (X2) y la conexión a tierra (GND) , está dispuesta una conexión en serie de un condensador de recarga (C2) unido al interruptor de carga (XI) , una bobina oscilatoria (L) , un primer miembro de ajuste (Pl) y un primer interruptor de poder MOSFET controlado (TI) ; porque para cada miembro de ajuste adicional está dispuesta en paralelo una conexión en serie de este miembro de ajuste (P2 a Pn) y otro interruptor de poder MOSFET (T2 a Tn) de la conexión en serie del primer miembro de ajuste (Pl) y del primer interruptor de poder MOSFET (TI) , y porque en paralelo a la conexión en serie del primer miembro de ajuste (Pl) y el interruptor de poder MOSFET (TI) se dispone un diodo (D) que permite el paso de corriente desde la conexión a tierra (GND) hacia la bobina oscilatoria (L) .

5. Un dispositivo de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 4, caracterizado porque la fuente de tensión (SNT) controlable por el circuito de control (ST) es una pieza de una red de conmutación.

6. Un dispositivo de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 4, caracterizado porque el circuito de control (ST) es una parte de un aparato de control del motor controlado por microprocesador; porque al circuito de control (ST) se alimentan como dimensiones de entrada señales de control (st) para controlar los miembros de ajuste, la tensión de miembro de ajuste (Upreaj_) que se encuentra en el respectivo miembro de ajuste controlado (Pl a Pn) y la tensión (Uc2) que se encuentra en el condensador de recarga (C2) , y controlando el circuito de control el interruptor de carga (XI) , el interruptor de descarga (X2) y los interruptores de poder MOSFET (TI a Tn) , de acuerdo con el curso del procedimiento según la Figura 3.

7. Un dispositivo de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 4, caracterizado porque el interruptor de carga (XI) y el interruptor de descarga (X2) son interruptores controlados, electrónicos, que sólo permiten el paso de corriente en una dirección.