ITBO20010390A1 - Metodo di controllo di un attuatore elettromagnetico per il comando di una valvola di un motore a partire da una condizione di battuta - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale
La presente invenzione si riferisce ad un metodo di controllo di un attuatore elettromagnetico per il comando di una valvola di un motore.
Come è noto, sono attualmente in fase di sperimentazione motori a combustione interna del tipo di quello descritto nella domanda di brevetto italiano B099A000443 depositata il 4 Agosto 1999, in cui la movimentazione delle valvole di aspirazione e di scarico è effettuata da attuatori elettromagnetici. Tali attuatori elettromagnetici presentano indubbi vantaggi, in quanto permettono di comandare ciascuna valvola secondo una legge ottimizzata per qualunque condizione operativa del motore, mentre i tradizionali attuatori meccanici (tipicamente alberi a camme) richiedono la definizione di un profilo di alzata delle valvole che rappresenti un compromesso accettabile per tutte le possibili condizioni di funzionamento del motore .
Un attuatore elettromagnetico per una valvola di un motore a combustione interna del tipo di quello sopra descritto normalmente comprende un corpo attuatore, il quale è collegato allo stelo della valvola ed in condizioni di riposo viene mantenuto da almeno una molla in una posizione intermedia tra due elettromagneti diseccitati; in uso, gli elettromagneti vengono comandati in modo tale da esercitare alternativamente una forza di attrazione di origine magnetica sul corpo attuatore per spostare il corpo attuatore stesso tra le due posizioni limite di battuta, le quali corrispondono ad una posizione di massima apertura e di chiusura della rispettiva valvola .
Per spostare la valvola dalla posizione di massima apertura alla posizione di chiusura o viceversa, il corpo attuatore deve venire spostato da una posizione di battuta contro un primo elettromagnete ad una posizione di battuta contro un secondo elettromagnete; al fine di effettuare tale spostamento, viene diseccitato il primo elettromagnete e viene successivamente eccitato il secondo elettromagnete con dei parametri di eccitazione, cioè con dei valori di intensità, durata ed istante di inizio della corrente di eccitazione, dipendenti dal punto motore.
Tuttavia, è stato osservato che negli attuatori elettromagnetici noti del tipo di quello sopra descritto la posizione di battuta contro il secondo elettromagnete viene raggiunta normalmente con una velocità di impatto del corpo attuatore contro il secondo elettromagnete relativamente elevata, la quale provoca sia notevoli sollecitazioni meccaniche a carico dell'attuatore elettromagnetico, sia un elevato livello di rumore prodotto dall'attuatore elettromagnetico stesso.
Per cercare di eliminare gli inconvenienti sopra esposti, è stato proposto di utilizzare un sensore di posizione esterno, il quale fornisce istante per istante la posizione esatta del corpo attuatore e permette di controllare la posizione stessa del corpo attuatore in modo preciso; tuttavia, non sono presenti in commercio sensori di posizione che sono in grado di assicurare la precisione e la durata necessari per potere venire proficuamente utilizzati allo scopo.
Scopo della presente invenzione è di fornire un metodo di controllo di un attuatore elettromagnetico per il comando di una valvola di un motore, che sia privo degli inconvenienti sopra descritti e, in particolare, sia di facile ed economica attuazione.
In accordo con la presente invenzione viene fornito un metodo di controllo di un attuatore elettromagnetico per il comando di una valvola di un motore secondo quanto licitato dalla rivendicazione 1.
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 è una vista schematica, in elevazione laterale e parzialmente sezionata di una valvola di un motore e di un relativo attuatore elettromagnetico operante secondo il metodo oggetto della presente invenzione;
- la figura 2 illustra schematicamente un circuito elettromagnetico dell'attuatore della figura 1; e - la figura 3 illustra dei grafici relativi alla evoluzione temporale di alcune grandezze caratteristiche dell 'attuatore elettromagnetico della figura 1.
Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un attuatore elettromagnetico (del tipo di quello descritto nella domanda di brevetto EP1087110) accoppiato ad una valvola 2 di aspirazione o di scarico di un motore a combustione interna di tipo noto per spostare la valvola 2 stessa lungo un asse 3 longitudinale della valvola tra una posizione di chiusura (nota e non illustrata) ed una posizione di massima apertura (nota e non illustrata).
L'attuatore 1 elettromagnetico comprende un braccetto 4 oscillante realizzato almeno parzialmente in materiale ferromagnetico, il quale presenta una prima estremità incernierata ad un supporto 5 in modo tale da poter oscillare attorno ad un asse 6 di rotazione trasversale all'asse 3 longitudinale della valvola 2, ed una seconda estremità collegata tramite una cerniera 7 ad un'estremità superiore della valvola 2. L'attuatore 1 elettromagnetico comprende, inoltre, due elettromagneti 8 portati in posizione fissa dal supporto 5 in modo da risultare disposti da bande opposte del braccetto 4 oscillante, ed una molla 9 accoppiata alla valvola 2 ed atta mantenere il braccetto 4 oscillante in una posizione intermedia (illustrata nella figura 1) in cui il braccetto 4 oscillante stesso risulta equidistante dalle espansioni 10 polari dei due elettromagneti 8. Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, la molla 9 accoppiata alla valvola 2 viene affiancata da una molla a barra di torsione accoppiata alla cerniera presente tra il supporto 5 ed il braccetto 4 oscillante.
In uso, un'unità 11 di controllo controlla in retroazione ed in modo sostanzialmente noto la posizione del braccetto 4 oscillante, cioè la posizione della valvola 2, in base alle condizioni di funzionamento del motore; in particolare l'unità 11 di controllo eccita gli elettromagneti 8 per esercitare alternativamente o simultaneamente una forza di attrazione di origine magnetica sul braccetto 4 oscillante in modo da farlo ruotare attorno all'asse 6 di rotazione spostando, di conseguenza, la valvola 2 lungo il rispettivo asse 3 longitudinale e tra le citate posizioni di massima apertura e di chiusura (non illustrate) .
Secondo quanto illustrato nella figura 1, la valvola 2 si trova nella citata posizione di chiusura (non illustrata) quando il braccetto 4 oscillante è in battuta sull'elettromagnete 8 superiore eccitato, si trova nella citata posizione di massima apertura (non illustrata) quando il braccetto 4 oscillante è in battuta sull'elettromagnete 8 inferiore eccitato, e si trova in una posizione di apertura parziale quando i due elettromagneti 8 sono entrambi disalimentati ed il braccetto 4 oscillante è nella citata posizione intermedia (illustrata nella figura 1) per effetto della forza esercitata dalla molla 9.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, ciascun elettromagnete 8 comprende un rispettivo nucleo 12 magnetico accoppiato ad una corrispondente bobina 13, la quale viene alimentata dall'unità 11 di controllo con una corrente i(t) variabile nel tempo per generare un flusso attraverso un rispettivo circuito 14 magnetico accoppiato alla bobina 13. In particolare ciascun circuito 14 magnetico è composto dal relativo nucleo 12 di materiale ferromagnetico, dal braccetto 4 oscillante di materiale ferromagnetico e dal traferro 15 esistente tra il relativo nucleo 12 ed il braccetto 4 oscillante.
Ciascun circuito 14 magnetico presenta una riluttanza complessiva R definita dalla somma della riluttanza del ferro Rfe e della riluttanza del traferro R0 (equazione [2]); il valore del flusso ) che circola nel circuito 14 magnetico è legato al valore della corrente i(t) che circola nella relativa bobina 13 dalla equazione [1], in cui N è il numero di spire della bobina 13:
In generale il valore della riluttanza complessiva R dipende sia dalla posizione x(t) del braccetto 4 oscillante (cioè dall'ampiezza del traferro 15, la quale è uguale, a meno di una costante, alla posizione x(t) del braccetto 4 oscillante), sia dal valore assunto dal flusso A meno di errori trascurabili, cioè in prima approssimazione, si può ritenere che il valore della riluttanza del ferro Rfe dipende solo dal valore assunto dal flusso , mentre il valore della riluttanza del traferro R0 dipende solo dalla posizione x(t), cioè:
Quindi, dall'equazione [7] risulta chiaro che è possibile determinare il valore assunto dalla riluttanza del traferro R0, e quindi la posizione x(t) del braccetto 4 oscillante, conoscendo il valore assunto dal flusso ed il valore assunto dalla corrente i(t); in particolare, una volta calcolato il valore assunto dalla riluttanza del traferro R0 risulta relativamente semplice ricavare la posizione x(t) del braccetto 4 oscillante conoscendo le caratteristiche costruttive dei circuiti 14 magnetici.
La relazione esistente tra riluttanza al traferro R0 e la posizione x è ricavabile in modo relativamente semplice analizzando le caratteristiche del circuito 14 magnetico (un esempio di un modello del comportamento del traferro 15 è rappresentato dalla equazione [9] riportata in seguito). Una volta nota la relazione tra la riluttanza al traferro R0 e la posizione x, la posizione x è ricavabile dalla riluttanza al traferro R0 applicando la relazione inversa (applicabile sia utilizzando l'equazione esatta, sia utilizzando una metodologia approssimata di calcolo numerico). Quanto sopra esposto si può sintetizzare nelle seguenti equazioni :
Le costanti sono costanti ricavabili in modo sperimentale mediante una serie di misure sul circuito 14 magnetico.
Da quanto sopra esposto, risulta chiaro che la posizione x(t) del braccetto 4 oscillante può venire determinata con precisione solo quando il valore assunto dal flusso (p(t) è significativamente non nullo, cioè quando almeno uno degli elettromagneti 8 è eccitato; quando entrambi i due elettromagneti 8 sono diseccitati, non risulta possibile determinare la posizione x(t) del braccetto 4 oscillante.
Secondo quanto illustrato nella figura 3, all'istante di tempo t0 l'elettromagnete 8 superiore è eccitato, l'elettromagnete 8 inferiore è diseccitato, ed il braccetto 4 oscillante si trova immobile in una posizione di battuta contro l'elettromagnete 8 superiore, la quale posizione di battuta corrisponde convenzionalmente ad un valore Xi della posizione x(t) del braccetto 4 oscillante; la citata posizione di riposo intermedia corrisponde ad un valore nullo della posizione x(t) del braccetto 4 oscillante, e la posizione di battuta contro l'elettromagnete 8 inferiore corrisponde ad un valore X2 della posizione x(t) del braccetto 4 oscillante. Per spostare il braccetto 4 oscillante dalla posizione di battuta contro l'elettromagnete 8 superiore alla posizione di battuta contro l'elettromagnete 8 inferiore, cioè per portare la valvola 2 dalla posizione di chiusura alla posizione di massima apertura, viene diseccitato l'elettromagnete 8 superiore e successivamente viene eccitato l'elettromagnete 8 inferiore.
A partire dall'istante di tempo t0, l'elettromagnete 8 superiore viene parzialmente diseccitato dall'unità 11 di controllo variando la corrente i(t) di eccitazione alimentata all'elettromagnete 8 superiore, in modo da ridurre rapidamente il flusso magnetico prodotto dall'elettromagnete 8 superiore a partire da un valore Φ1 di regime fino ad un valore Φ8 di stima, di mantenere il flusso al valore Φ3 di stima per un intervallo di tempo di stima (compreso tra gli istanti di tempo t2 e t3), ed infine azzerare rapidamente il flusso
Il valore Φ8 di stima è inferiore al valore Φκ che provoca il distacco del braccetto 4 oscillante dall'elettromagnete 8 superiore; per tale motivo a partire dall'istante di tempo ti, in cui il flusso cp(t) diventa inferiore rispetto al valore il braccetto 4 oscillante si distacca dall'elettromagnete 8 superiore e comincia a spostarsi verso l'elettromagnete 8 inferiore per effetto della forza elastica esercitata dalla molla 9.
Durante l'intervallo di tempo di stima, l'unità 11 di controllo stima il valore medio della forza Fd di disturbo agente sulla valvola 2 per effetto della azione dei gas presenti nel cilindro (non illustrato); in particolare viene stimato il valore istantaneo della forza Fd di disturbo in corrispondenza di una successione di N istanti di tempo compresi nell'intervallo di tempo di stima (cioè tra gli istanti di tempo t2 e t3) e viene eseguita la media degli N valori istantanei applicando l'equazione [11]:
Per stimare il valore istantaneo della forza Fd di disturbo in corrispondenza di un istante k-esimo in cui il braccetto 4 oscillante si trova nella posizione xk, viene applicata l'equazione [12] nella quale Ld è il lavoro compiuto dalla forza Fd di disturbo:
Il lavoro Ld compiuto dalla forza Fd di disturbo durante un determinato intervallo di tempo in cui il braccetto 4 oscillante passa da una posizione iniziale ad una posizione finale viene determinato applicando l'equazione [13]:
in cui:
Ld è il lavoro compito dalla forza Fd di disturbo;
Eg è l'energia elastica immagazzinata dalla molla 9; Ek è l'energia cinetica posseduta dal braccetto 4 oscillante;
è il valore compiuto dalla forza elettromagnetica prodotta dall'elettromagnete 8 superiore;
Lv è il lavoro compiuto dalla forza di attrito viscoso;
m è la massa del braccetto 4 oscillante;
k è la costante elastica della molla 9;
è la posizione istantanea del braccetto 4 oscillante;
Xi è la posizione iniziale del braccetto 4 oscillante; Xf è la posizione finale del braccetto 4 oscillante v è la velocità istantanea del braccetto 4 oscillante Vi è la velocità iniziale del braccetto 4 oscillante; vf è la velocità finale del braccetto 4 oscillante; Fm è la forza elettromagnetica prodotta dall'elettromagnete 8 superiore; e
Fb è la forza di attrito viscoso agente sul braccetto 4 oscillante.
In particolare, il valore della forza Fb di attrito viscoso agente sul braccetto 4 oscillante viene determinata come prodotto tra la velocità v(t) istantanea del braccetto 4 oscillante ed un coefficiente di attrito viscoso costante o dipendente dalla temperatura. Durante l'intervallo di tempo di stima, il valore del flusso è costante e pari al valore di stima; quindi durante l'intervallo di tempo di stima la forza Fm elettromagnetica prodotta dall'elettromagnete 8 superiore viene determinata mediante l'equazione [14]:
Ovviamente, il valore della posizione x(t) del braccetto 4 oscillante durante l'intervallo di tempo di stima viene determinato applicando l'equazione [10], mentre il valore della velocità v(t) del braccetto 4 oscillante durante l'intervallo di tempo di stima viene determinato derivando nel tempo il valore della posizione x(t).
Al termine dell'intervallo di tempo di stima, l'elettromagnete 8 superiore viene disecittato e fino all'accensione dell'elettromagnete 8 inferiore l'unità 11 di controllo non riesce a determinare mediante l'applicazione dell'equazione [10] il valore della posizione x(t) del braccetto 4 oscillante; d'altro canto, l'unità 11 di controllo deve conoscere anche dopo la diseccitazione dell'elettromagnete 8 superiore l'evoluzione temporale della posizione x(t) braccetto 4 oscillante per determinare con precisione i parametri di eccitazione dell'elettromagnete 8 inferiore (intensità, durata ed istante di inizio della relativa corrente i(t) di eccitazione) in modo da portare il braccetto 4 oscillante ad impattare contro l'elettromagnete 8 inferiore con una velocità sostanzialmente nulla.
Per stimare anche dopo la diseccitazione dell'elettromagnete 8 superiore l'evoluzione temporale della posizione x(t) braccetto 4 oscillante, l'unità 11 di controllo utilizza un modello matematico del sistema SM meccanico composto dal braccetto 4 oscillante e dalla molla 9, il quale modello matematico è sintetizzato dall'equazione [15]:
in cui:
m è la massa del braccetto 4 oscillante;
v(t) è la velocità del braccetto 4 oscillante;
x(t) è la posizione del braccetto 4 oscillante;
k è la costante elastica della molla 9;
X0 è la posizione del braccetto 4 oscillante corrispondente alla posizione di riposo della - ,
molla 9;
Fd(t) è la forza di disturbo; e
Fb(t) è la forza di attrito viscoso.
Per applicare l'equazione [15] , l'unità 11 di controllo deve stimare il valore istantaneo della forza Fd di disturbo agente sulla valvola 2 a partire dalla diseccitazione dell'elettromagnete 8 superiore fino all'eccitazione dell'elettromagnete 8 inferiore utilizzando il valore medio della forza Fd di disturbo determinato durante l'intervallo di tempo di stima; in particolare l'unità 11 di controllo ipotizza che la forza Fd di disturbo abbia un andamento lineare decrescente dal valore medio stimato al valore zero rispettivamente tra l'istante di sostanziale spegnimento dell'elettromagnete 8 superiore e l'istante in cui il braccetto 4 oscillante si porta in battuta contro l'elettromagnete 8 inferiore.
I citati parametri dell'eccitazione dell'elettromagnete 8 inferiore vengono determinati in modo da fornire al braccetto 4 oscillante l'energia meccanica mancante per arrivare nella posizione di battuta desiderata con una velocità v(t) di impatto sostanzialmente nulla, cioè per fornire al braccetto 4 oscillante l'energia dissipata durante lo spostamento tra la posizione di battuta contro l'elettromagnete 8 superiore e la posizione di battuta contro l'elettromagnete 8 inferiore.
In particolare, i parametri dell'eccitazione dell'elettromagnete 8 inferiore vengono determinati in funzione della stima della forza Fdmedia di disturbo media ricavata mediante l'equazione [11]; noto il valore iniziale della forza Fdmedia di disturbo media e definito il modello di evoluzione della forza Fd di disturbo (come già detto in precedenza, l'unità 11 di controllo ipotizza che la forza Fd di disturbo abbia un andamento lineare decrescente dal valore medio stimato al valore zero rispettivamente tra l'istante di sostanziale spegnimento dell'elettromagnete 8 superiore e l'istante in cui il braccetto 4 oscillante si porta in battuta contro l'elettromagnete 8 inferiore) il lavoro Ld compiuto dalla forza Fd di disturbo viene facilmente ricavato mediante l'equazione [16] (in cui Xi è la posizione iniziale ed Xf è posizione finale di azione della forza Fd di disturbo) :
Imponendo che il lavoro svolto dall'elettromagnete 8 inferiore compensi il lavoro Ld compiuto dalla forza Fd di disturbo si ricava l'equazione [17]:
in cui:
Fm è forza generata dall'elettromagnete 8 inferiore (si veda, per riferimento, l'equazione [14]);
a è un parametro di controllo;
Φ2 è il valore costante di flusso φ2 magnetico con cui opera a regime l'elettromagnete 8 inferiore; Xon è la posizione del braccetto 4 oscillante, in corrispondenza della quale viene accesso l'elettromagnete 8 inferiore;
X2 è la posizione finale del braccetto 4 oscillante, in corrispondenza della quale il braccetto 4 oscillante è in battuta contro l'elettromagnete 8 inferiore; e
Xcost è la posizione del braccetto 4 oscillante, in corrispondenza della quale l'elettromagnete 8 inferiore raggiunge e mantiene il valore φ2 di flusso magnetico.
Risolvendo l'equazione [17] si possono ottenere i valori dei parametri Xon ed Φ2 che caratterizzano l'eccitazione dell'elettromagnete 8 inferiore.
Il parametro di controllo a è necessario per ottimizzare la successiva fase di controllo in anello chiuso dell'elettromagnete 8 inferiore, in modo tale che quando il braccetto 4 oscillante raggiunge la posizione di battuta contro l'elettromagnete 8 inferiore sia verificato l'equilibrio energetico definito dall'equazione [18] (in cui m è la massa del braccetto 4 oscillante ed Li sono i lavori delle forze agenti sul braccetto 4 oscillante), ovvero il braccetto 4 oscillante impatti contro l'elettromagnete 8 inferiore con la una velocità Vf desiderata:
Secondo una diversa forma di attuazione, i parametri dell'eccitazione dell'elettromagnete 8 inferiore vengono determinati funzione della differenza esistente tra una energia EE elastica staticamente immagazzinata dalla molla 9 nella posizione di battuta contro l'elettromagnete 8 inferiore (cioè nella posizione desiderata) e l'energia EM meccanica dinamicamente immagazzinata nel sistema SM meccanico; la quale energia EM meccanica viene determinata applicando l'equazione [19] e utilizzando i valori della posizione x(t) e della velocità v(t) del braccetto 4 oscillante forniti dalla risoluzione dell'equazione [15]:
in cui:
m è la massa del braccetto 4 oscillante;
v(t) è la velocità del braccetto 4 oscillante;
k è la costante elastica della molla 9; e
X0 è la posizione del braccetto 4 oscillante corrispondente alla posizione di riposo della molla 9.
Ovviamente, quando l'elettromagnete 8 inferiore risulta eccitato ed in funzionamento stabile (cioè al termine di un transitorio di accensione) risulta possibile determinare applicando l'equazione [10] la posizione x(t) del braccetto 4 oscillante con precisione e, quindi, controllare in retroazione la posizione x(t) e la velocità v(t) del braccetto 4 oscillante stesso per cercare di avere una velocità v(t) di impatto contro l'elettromagnete 8 inferiore sostanzialmente nulla; tuttavia, le possibilità di correzione finale tramite il controllo in retroazione sono relativamente modeste e per risultare realmente efficaci devono venire abbinate al precedente controllo dell'eccitazione dell'elettromagnete 8 inferiore sopra descritto.
Claims (27)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1) Metodo di controllo di un attuatore (1) elettromagnetico per il comando di una valvola (2) di un motore a partire da una condizione di battuta, nella quale condizione di battuta un corpo (4) attuatore azionante la valvola (2) e disposto mobile tra due elettromagneti (8) viene mantenuto in battuta contro un primo elettromagnete (8) eccitato e contro l'azione di almeno un corpo (9) elastico; per portare il corpo (4) attuatore in battuta contro un secondo elettromagnete (8), il primo elettromagnete (8) viene diseccitato e successivamente viene eccitato il secondo elettromagnete (8); il metodo essendo caratterizzato dal fatto di misurare durante la fase di diseccitazione del primo elettromagnete (8) un valore medio della forza (Fd) di disturbo agente sulla valvola (2), e di determinare i parametri dell'eccitazione del secondo elettromagnete (8) in funzione del detto valore medio della forza (Fd) di disturbo agente durante la fase di diseccitazione del primo elettromagnete (8).
- 2) Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui in base al detto valore medio della forza (Fd) di disturbo agente sulla valvola (2) durante la fase di diseccitazione del primo elettromagnete (8) viene stimato il valore della forza (Fd) di disturbo fino all'eccitazione del secondo elettromagnete (8).
- 3) Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui viene ipotizzato che la detta forza (Fd) di disturbo abbia un andamento lineare decrescente dal detto valore medio stimato al valore rispettivamente tra l'istante di sostanziale spegnimento del detto primo elettromagnete (8) e l'istante in cui il detto corpo (4) attuatore si porta in battuta contro il detto secondo elettromagnete (8).
- 4) Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui i detti parametri dell'eccitazione del secondo elettromagnete (8) vengono determinati in modo da fornire al corpo (4) attuatore l'energia meccanica mancante per arrivare nella posizione di battuta contro il secondo elettromagnete (8) con una velocità (v) di impatto sostanzialmente nulla, cioè per fornire al corpo (4) attuatore l'energia dissipata durante lo spostamento tra la posizione di battuta contro il primo elettromagnete (8) superiore e la posizione di battuta contro secondo elettromagnete (8).
- 5) Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui i detti parametri dell'eccitazione del secondo elettromagnete (8) vengono determinati imponendo che il lavoro svolto dal secondo elettromagnete (8) compensi il lavoro (Ld) compiuto dalla detta forza (Fd) di disturbo secondo la seguente equazione:m cui : Ld è il lavoro compiuto dalla forza (Fd) di disturbo; Fm è forza generata dal secondo elettromagnete (8); a è un parametro di controllo; x è la posizione del corpo (4) attuatore; φ2 è il flusso magnetico del secondo elettromagnete (8); Φ2 è il valore costante di flusso magnetico con cui opera a regime il secondo elettromagnete (8); Xon è la posizione del corpo (4) attuatore, in corrispondenza della quale viene accesso il secondo elettromagnete (8) ; X2 è la posizione finale del corpo (4) attuatore, in corrispondenza della quale il corpo (4) attuatore è in battuta contro il secondo elettromagnete (8); e Xcost è la posizione del corpo (4) attuatore, in corrispondenza della quale il secondo elettromagnete (8) raggiunge e mantiene il valore φ2 di flusso magnetico.
- 6) Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui il detto parametro di controllo (a)viene determinato imponendo che il corpo (4) attuatore impatti contro il secondo elettromagnete (8) con una velocità (Vf) desiderata in modo tale che la sommatoria dei lavori delle forze agenti sul corpo (4) attuatore sia pari all'energia cinetica posseduta dal corpo (4) oscillante .
- 7) Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui viene stimata una energia (EM) meccanica dinamicamente immagazzinata nel sistema (SM) meccanico composto dal corpo (4) attuatore e dal corpo (9) elastico in funzione della detta forza (Fd) di disturbo; ed i parametri dell'eccitazione del secondo elettromagnete (8) venendo determinati in funzione della differenza tra una energia (EE) elastica staticamente immagazzinata dal corpo (9) elastico nella citata posizione di battuta e l'energia (EM) meccanica dinamicamente immagazzinata nel detto sistema (SM) meccanico.
- 8) Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui in funzione della detta forza (Fd) di disturbo viene stimata una legge di spostamento del detto corpo (4) attuatore durante la fase compresa tra la diseccitazione del primo elettromagnete (8) e l'eccitazione del secondo elettromagnete (8); e la detta energia (EM) meccanica dinamicamente immagazzinata nel sistema (SM) meccanico viene stimata in funzione della legge di spostamento del detto corpo (4) attuatore .
- 9) Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui la detta legge di spostamento viene stimata mediante un modello matematico del detto sistema meccanico, il quale modello matematico prevede l'azione della detta forza (Fd) di disturbo.
- 10) Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui il detto modello matematico prevede l'azione di un attrito viscoso agente sul detto corpo (4) attuatore.
- 11) Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui il detto modello matematico è definito dalla seguente equazione :in cui: m è la massa del corpo (4) attuatore; v(t) è la velocità del corpo (4) attuatore; x(t) è la posizione del corpo (4) attuatore; k è la costante elastica del corpo (9) elastico; x0 è la posizione del corpo (4) attuatore corrispondente alla posizione di riposo del corpo (9) elastico; Fd(t) è la forza di disturbo; e Fb(t) è la forza di attrito viscoso.
- 12) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui i detti parametri dell'eccitazione di ciascun elettromagnete (8) comprendono il valore dell'intensità, il valore della durata, e l'istante di inizio della corrente (i) di eccitazione che viene alimentata all'elettromagnete (8) stesso.
- 13) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui il detto valore medio della forza (Fd) di disturbo viene determinato durante un intervallo di tempo di stima determinato della detta fase di diseccitazione del primo elettromagnete (8).
- 14) Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui un flusso (φ) magnetico generato dal detto primo elettromagnete (8) viene mantenuto costante ad un valore di stima determinato durante il detto intervallo di tempo di stima; il detto valore di stima essendo inferiore ad un valore che provoca il distacco del detto corpo (4) attuatore dal primo elettromagnete (8).
- 15) Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui il detto flusso magnetico generato dal primo elettromagnete (8) viène rapidamente diminuito fino al detto valore di stima, viene mantenuto costante e pari al valore di stima per il detto intervallo di tempo di stima, e viene infine rapidamente diminuito fino ad un valore nullo.
- 16) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 13 a 15, in cui il detto valore medio della detta forza (Fd) di disturbo viene determinato dividendo il lavoro (Ld) compiuto dalla forza di disturbo durante un determinato intervallo di tempo per lo spostamento compiuto dal corpo (4) attuatore nello stesso intervallo di tempo.
- 17) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 13 a 15, in cui il detto valore medio della detta forza (Fd) di disturbo viene determinato eseguendo la media di una serie di valori istantanei della forza (Fd) di disturbo; ciascun valore istantaneo della forza (Fd) di disturbo viene determinato dividendo il lavoro (Ld) compiuto dalla forza di disturbo durante un determinato intervallo di tempo per lo spostamento compiuto dal corpo (4) attuatore nello stesso intervallo di tempo.
- 18) Metodo secondo la rivendicazione 16 o 17, in cui il lavoro (Ld) compiuto dalla forza (Fd) di disturbo durante un determinato intervallo di tempo in cui il corpo (4) attuatore passa da una posizione iniziale ad una posizione finale viene determinato applicando la seguente equazione:in cui: Ld è il lavoro compito dalla forza di disturbo; EE è l'energia elastica immagazzinata dal corpo (9) elastico; Ek è l'energia cinetica posseduta dal corpo (4) attuatore; Lm è il valore compiuto dalla forza elettromagnetica prodotta dal primo elettromagnete (8); Lv è il lavoro compiuto dalla forza di attrito viscoso; m è la massa del corpo (4) attuatore; k è la costante elastica del corpo (9) elastico; x è la posizione istantanea del corpo (4) attuatore Xi è la posizione iniziale del corpo (4) attuatore; xf è la posizione finale del corpo (4) attuatore; v è la velocità istantanea del corpo (4) attuatore vi è la velocità iniziale del corpo (4) attuatore; vf è la velocità finale del corpo (4) attuatore; Fm è la forza elettromagnetica prodotta dal primo elettromagnete (8); e Fb è la forza di attrito viscoso.
- 19) Metodo secondo la rivendicazione 18, in cui la detta forza di attrito viscoso viene determinata come prodotto tra la velocità istantanea del corpo (4) attuatore ed un coefficiente di attrito viscoso costante .
- 20) Metodo secondo la rivendicazione 18 e la rivendicazione 14 in cui la detta forza elettromagnetica viene calcolata mediante la seguente equazione :in cui: Fm è la forza elettromagnetica;è il detto valore di stima del flusso magnetico; R0 è la riluttanza al traferro del circuito magnetico associato al primo elettromagnete (8); e x è la posizione istantanea del corpo (4) attuatore.
- 21) Metodo di controllo di un attuatore (1) elettromagnetico per il comando di una valvola (2) di un motore a partire da una condizione di battuta, nella quale condizione di battuta un corpo (4) attuatore azionante la valvola (2) e disposto mobile tra due elettromagneti (8) viene mantenuto in battuta contro un primo elettromagnete (8) eccitato e contro l'azione di almeno un corpo (9) elastico; per portare il corpo (4) attuatore in battuta contro un secondo elettromagnete (8), il primo elettromagnete (8) viene diseccitato e successivamente viene eccitato il secondo elettromagnete (8); il metodo essendo caratterizzato dal fatto di misurare un valore medio della forza (Fd) di disturbo agente sulla valvola (2) durante un intervallo di tempo di stima determinato della fase di diseccitazione del primo elettromagnete (8); un flusso (φ) magnetico generato dal primo elettromagnete (8) venendo mantenuto costante ad un valore (®s) di stima determinato durante il detto intervallo di tempo di stima; il valore di stima essendo inferiore al valore che provoca il distacco del detto corpo (4) attuatore dal primo elettromagnete (8).
- 22) Metodo secondo la rivendicazione 21, in cui il detto flusso (φ) magnetico generato dal primo elettromagnete (8) viene rapidamente diminuito fino al detto valore (Φ8) di stima, viene mantenuto costante e pari al valore di stima per il detto intervallo di tempo di stima, e viene infine rapidamente diminuito fino ad un valore nullo.
- 23) Metodo secondo la rivendicazione 21 o 22, in cui il detto valore medio della detta forza (Fd) di disturbo viene determinato dividendo il lavoro (Ld) compiuto dalla forza (Fd) di disturbo durante un determinato intervallo di tempo per lo spostamento compiuto dal corpo (4) attuatore nello stesso intervallo di tempo.
- 24) Metodo secondo la rivendicazione 21 o 22, in cui il detto valore medio della detta forza (Fd) di disturbo viene determinato eseguendo la media di una serie di valori istantanei della forza (Fa) di disturbo; ciascun valore istantaneo della forza (Fa) di disturbo viene determinato dividendo il lavoro (La) compiuto dalla forza (Fa) di disturbo durante un determinato intervallo di tempo per lo spostamento compiuto dal corpo (4) attuatore nello stesso intervallo di tempo.
- 25) Metodo secondo la rivendicazione 23 o 24, in cui il lavoro (La) compiuto dalla forza (Fa) di disturbo durante un determinato intervallo di tempo in cui il corpo (4) attuatore passa da una posizione iniziale ad una posizione finale viene determinato applicando la seguente equazione:in cui: Ld è il lavoro compito dalla forza di disturbo; EE è l'energia elastica immagazzinata dal corpo (9) elastico; Ek è l'energia cinetica posseduta dal corpo (4) attuatore; Lm è il valore compiuto dalla forza elettromagnetica prodotta dal primo elettromagnete (8); Lv è il lavoro compiuto dalla forza di attrito viscoso; m è la massa del corpo (4) attuatore; k è la costante elastica del corpo (9) elastico; x è la posizione istantanea del corpo (4) attuatore Xi è la posizione iniziale del corpo (4) attuatore; xf è la posizione finale del corpo (4) attuatore; v è la velocità istantanea del corpo (4) attuatore Vi è la velocità iniziale del corpo (4) attuatore; vf è la velocità finale del corpo (4) attuatore; Fm è la forza elettromagnetica prodotta dal primo elettromagnete (8); e Fb è la forza di attrito viscoso.
- 26) Metodo secondo la rivendicazione 25, in cui la detta forza di attrito viscoso viene determinata come prodotto tra la velocità istantanea del corpo (4) attuatore ed un coefficiente di attrito viscoso costante .
- 27) Metodo secondo la rivendicazione 25 o 26, in cui la detta forza elettromagnetica viene calcolata mediante la seguente equazione :in cui: Fm è la forza elettromagnetica;è il detto valore di stima del flusso magnetico; R0 è la riluttanza al traferro del circuito magnetico associato al primo elettromagnete (8); e x è la posizione istantanea del corpo (4) attuatore .
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