ES2219590T3 - Procedimiento de estimacion de la curva de magnetizacion de un accionador electromagnetico de valvula. - Google Patents

Abstract

Método para estimar la curva de magnetización (C) de un accionador electromagnético (1) para controlar una válvula de motor (2); dicho método realiza la activación de un solenoide (8) con una corriente (i) determinada para atraer un cuerpo de accionador (4) y poner dicho cuerpo de accionador (4) en contacto con el solenoide (8), la reducción gradual de la corriente (i) hasta determinar la separación del cuerpo de accionador (4) del solenoide (8) y la determinación, para al menos algunos valores de la corriente (i), de los valores correspondientes asumidos por el flujo magnético (ö) que atraviesa un circuito magnético (18) que consta del solenoide (8) y el cuerpo de accionador (4).

Description

Procedimiento de estimación de la curva de magnetización de un accionador electromagnético de válvula.

La presente invención se refiere a un método para estimar la curva de magnetización de un accionador electromagnético para controlar una válvula de motor.

Como es conocido, se están verificando actualmente los motores de combustión interna del tipo descrito en la solicitud de patente italiana BO99A000443 registrada el 4 de agosto de 1999, en los que el movimiento de las válvulas de admisión y escape se lleva a cabo mediante accionadores electromagnéticos. Dichos accionadores electromagnéticos tienen indudables ventajas puesto que permiten el control de cada válvula según una ley optimizada para cualquier condición operativa del motor, mientras que los accionadores mecánicos tradicionales (típicamente los ejes de levas) requieren la definición de un perfil de elevación de válvula que representa un compromiso aceptable para todas las condiciones operativas posibles del motor.

Un accionador electromagnético para una válvula de un motor de combustión interna del tipo antes descrito incluye normalmente al menos un solenoide diseñado para mover un cuerpo de accionador hecho de material ferromagnético y conectado mecánicamente al vástago de la válvula respectiva. Para aplicar una ley particular de movimiento a la válvula, una unidad de control mueve el solenoide con una corriente que puede variar con el tiempo para mover apropiadamente el cuerpo de accionador.

Por las pruebas se ha observado que para obtener una precisión relativamente alta en el control de la válvula, la posición del cuerpo de accionador se debe controlar en realimentación; por lo tanto, hay que tener una lectura exacta y sustancialmente real con el tiempo de la posición del cuerpo de accionador. Por lo tanto, se han propuesto métodos para estimar la posición del cuerpo de accionador en base a la medición de las cantidades eléctricas (voltaje y corriente) de los circuitos eléctricos acoplados al solenoide de excitación, y al conocimiento de las características funcionales, en particular la curva de magnetización, del circuito magnético del solenoide de excitación.

Actualmente, la curva de magnetización del solenoide de excitación se mide para cada solenoide individual antes de montar el solenoide en el motor; este procedimiento, sin embargo, no tiene en cuenta los efectos producidos en el solenoide por el envejecimiento y montaje en el motor. También se ha propuesto medir la curva de magnetización para cada solenoide individual después de montarlo en el motor; este procedimiento, sin embargo, es costoso puesto que la medición en el motor montado es complicada y en cualquier caso no tiene en cuenta los efectos producidos en el solenoide por envejecimiento.

La finalidad de la presente invención es proporcionar un método para estimar la curva de magnetización de un accionador electromagnético para controlar una válvula de motor, que no tiene ninguna de las desventajas descritas y que es, en particular, fácil y barato de implementar.

Según la presente invención, se facilita un método para estimar la curva de magnetización de un accionador electromagnético para controlar una válvula de motor, según la reivindicación 1.

La presente invención se describirá con referencia ahora a los dibujos anexos, que ilustran un ejemplo de implementación no restrictiva, en los que:

La figura 1 es una vista esquemática, en alzado lateral y parcialmente cortada, de una válvula de motor y un accionador electromagnético relacionado que opera según el método objeto de la presente invención.

La figura 2 es una vista esquemática de una unidad de control del accionador de la figura 1.

La figura 3 ilustra esquemáticamente un circuito electromagnético de la unidad de control de la figura 2.

La figura 4 ilustra esquemáticamente un circuito eléctrico que modela el comportamiento de corrientes parásitas inducidas en el accionador electromagnético de la figura 1.

La figura 5 muestra gráficos referentes a la evolución en el tiempo de algunas cantidades características del accionador electromagnético de la figura 1.

La figura 6 ilustra, en escala ampliada, un detalle de los gráficos de la figura 5.

Y la figura 7 es un gráfico de la curva de magnetización del accionador electromagnético de la figura 1 estimada aplicando el método objeto de la presente invención.

En la figura 1, el número de referencia 1 indica en general un accionador electromagnético 1 (del tipo descrito en la solicitud de patente italiana BO99A000443 presentada el 4 de agosto de 1999) acoplado con una válvula de admisión o escape 2 de un motor de combustión interna de tipo conocido para mover la válvula 2 a lo largo de un eje longitudinal 3 de la válvula entre una posición cerrada (conocida y no ilustrada) y una posición de abertura máxima (conocida y no ilustrada).

El accionador electromagnético 1 incluye un brazo 4 que pivota al menos parcialmente, hecho de material ferromagnético, cuyo primer extremo está articulado a un soporte 5 de manera que pueda pivotar alrededor de un eje 6 con rotación perpendicular a y no en el mismo plano que el eje longitudinal 3 de la válvula 2, y cuyo segundo extremo está conectado mediante una articulación 7 a un extremo superior de la válvula 2. El accionador electromagnético 1 incluye, además, dos solenoides 8 puestos en una posición fija por el soporte 5 de manera que estén dispuestos en lados opuestos del brazo pivotante 4, y un muelle 8 acoplado con la válvula 2 y diseñado para mantener el brazo pivotante 4 en una posición intermedia (ilustrada en la figura 1) en la que dicho brazo pivotante 4 está equidistante de las piezas de polo 10 de los dos solenoides 8.

Según una forma diferente de realización no ilustrada, el muelle 9 acoplado a la válvula 2 está colocado junto a un muelle de barra de torsión acoplado con la articulación presente entre el soporte 5 y el brazo pivotante 4.

Durante el uso, los solenoides 8 son controlados por una unidad de control 11 (ilustrada en la figura 2) de tal modo que ejerzan alternativamente o simultáneamente una fuerza magnética de atracción en el brazo pivotante 4, haciéndole girar alrededor del eje de rotación 6, moviendo en consecuencia la válvula 2 a lo largo del eje longitudinal respectivo 3 y entre dichas posiciones de apertura máxima y cierre (no ilustradas). En particular, la válvula 2 está en dicha posición cerrada (no ilustrada) cuando el brazo pivotante 4 para contra el solenoide superior 8, en la posición de abertura máxima (no ilustrada) cuando el brazo pivotante 4 para contra el solenoide inferior 8 y en una posición parcialmente abierta cuando los dos solenoides 8 están desconectados y el brazo pivotante 4 está en dicha posición intermedia (ilustrada en la figura 1) debido a la fuerza ejercida por el muelle 9.

La unidad de control 11 controla en realimentación y de forma sustancialmente conocida la posición del brazo pivotante 4, es decir, la posición de la válvula 2, según la condición operativa del motor.

En particular, según las ilustraciones de la figura 2, la unidad de control 11 incluye un bloque de generación de referencia 12, un bloque de cálculo 13, un bloque de accionamiento 14 diseñado para alimentar los solenoides 8 con una corriente que puede variar con el tiempo, y un bloque de estimación 15 diseñado para estimar sustancialmente en tiempo real la posición x (t) y la velocidad s (t) del brazo pivotante 4 midiendo las cantidades eléctricas del bloque de accionamiento 14 y/o de los dos solenoides 8. Según las ilustraciones de la figura 3, cada solenoide 8 incluye un núcleo magnético respectivo 16 acoplado con una bobina correspondiente 17, que es alimentada por el bloque de accionamiento 14 según las órdenes recibidas del bloque de cálculo 13.

Durante el uso, el bloque de generación de referencia 12 recibe en la entrada un número de parámetros que indican las condiciones operativas del motor (por ejemplo la carga, el número de revoluciones, la posición del cuerpo de admisión, la posición angular del eje de accionamiento, la temperatura del líquido de refrigeración) y proporciona al bloque de cálculo 13 un valor objetivo x_{R}(t) (es decir, un valor deseado) de la posición del brazo pivotante 4 (y por lo tanto de la válvula 2).

Según el valor objetivo x_{R}(t) y el valor estimado x (t) de la posición del brazo pivotante 4 recibidos del bloque de estimación 15, el bloque de cálculo 13 procesa y envía al bloque de accionamiento 14 una señal de orden z(t) para activar los solenoides 8.

El brazo pivotante 4 está colocado entre las piezas de polo 10 de los dos solenoides 8, que se colocan por el soporte 5 en una posición fija y a una distancia fija una de otra, por lo tanto el valor estimado x (t) de la posición del brazo pivotante 4 se puede obtener directamente por medio de una simple suma algebraica de un valor estimado d(t) de la distancia que hay entre un punto dado del brazo pivotante 4 y un punto correspondiente de uno de los dos solenoides 8.

Con referencia especial a la figura 3, que ilustra un solo solenoide 8, a continuación se describen los métodos utilizados por el bloque de estimación 15 para calcular un valor estimado d (t) de la distancia existente entre un punto dado del brazo pivotante 4 y un punto correspondiente del solenoide 8.

Durante el uso, cuando el bloque de accionamiento 14 aplica a los terminales de la bobina 17 del solenoide 8 un voltaje v (t) que puede variar con el tiempo, dicha bobina 17 es atravesada por una corriente i (t), generando en consecuencia un flujo \varphi (t) a través de un circuito magnético 18 acoplado con la bobina 17. En particular, el circuito magnético 18 acoplado con la bobina 17 consta del núcleo 16 de material ferromagnético del solenoide 8, el brazo pivotante 4 hecho de material ferromagnético y el intervalo magnético 19 existente entre el núcleo 16 y el brazo pivotante 4.

El circuito magnético 18 tiene una reluctancia general R definida por la suma de la reluctancia del hierro R_{fe} y la reluctancia del intervalo magnético R_{o} (ecuación [2]); el valor del flujo \varphi (t) que circula en el circuito magnético 18 está conectado al valor de la corriente i (t) que circula en la bobina 17 por la ecuación [1], en la que N es el número de vueltas de la bobina 17 y h_{p} (t) es una contribución de amperio vueltas debido a corrientes parásitas i_{par} inducidas en el brazo pivotante 4:

[1]N \ * \ i(t) \ + \ h_{p}(t) \ = \ R \ * \ \varphi(t)

[2]R = R_{fe} + R_{0}

En general el valor de la reluctancia general R depende de la posición x (t) del brazo pivotante 4 (es decir, de la amplitud del intervalo magnético 19, que es igual a la posición x (t) del brazo pivotante 4 o difiere de dicha posición en un valor fijo constante) y del valor asumido por el flujo \varphi (t). Salvo errores despreciables, es decir, como una aproximación inicial, se puede mantener que el valor de la reluctancia del hierro R_{fe} depende solamente del valor asumido por el flujo \varphi (t), mientras que el valor de reluctancia del intervalo magnético R_{o} depende solamente de la posición x (t), es decir:

[3]R(x(t), \ \varphi (t)) = R_{fe}(\varphi t)) + R_{0}(x(t))

[4]N \ * \ i(t) + h_{p}(t) = R(x(t), \ \varphi(t)) \ * \ \varphi(t)

[5]N \ * \ i(t) + h_{p}(t) = R_{fe}(\varphi(t)) \ * \ \varphi(t) + R_{0}(x(t)) \ * \ \varphi(t)

[6]N \ * \ i(t) + h_{p}(t) = H_{fe}(\varphi(t)) + R_{0}(x(t)) \ * \ \varphi(t)

Resolviendo la ecuación [6] con respecto a R_{o} (x(t)), se puede obtener el valor de reluctancia en el intervalo magnético R_{o} dado que se conoce una estimación de la contribución h_{p} (t) de amperio vueltas debido a las corrientes parásitas i_{par}, que se conoce el valor de la corriente i (t), un valor que puede ser medido fácilmente por medio de un amperímetro 20, que se conoce el valor del número N de vueltas (fijado y dependiente de las características de construcción de la bobina 17), que se conoce el valor del flujo \varphi (t) y que se conoce la relación existente entre la reluctancia del hierro R_{fe} y el flujo \varphi, es decir, que se conoce la curva de magnetización C de la parte de hierro del circuito magnético 18.

La relación existente entre reluctancia en el intervalo magnético R_{o} y la posición x se puede obtener de forma bastante simple analizando las características del circuito magnético 18 (un ejemplo de un modelo del comportamiento del intervalo magnético 19 se representa con la ecuación [8]). Una vez que se conoce la relación entre la reluctancia en el intervalo magnético R_{o} y la posición x, la posición x se puede obtener a partir de la reluctancia en el intervalo magnético R_{o} aplicando la relación inversa, que se puede aplicar utilizando la ecuación exacta y utilizando un método de cálculo numérico aproximado. Lo anterior se puede resumir en las ecuaciones siguientes (en las que las constantes K_{0}, K_{1}, K_{2}, K_{3} son constantes que se pueden obtener experimentalmente por medio de un conjunto de mediciones en el circuito magnético 18):

[7]R_{0}(x(t)) = \frac{N \cdot i (t) + h_{p} (t) - H_{fe} (\varphi (t))}{\varphi (t)}

[8]R_{0}(x(t)) = K_{1} [1 - e^{-K_{2} \ \cdot \ _{{x}(t)}} + K_{3} \cdot x(t)] + K_{0}

[9]x(t) = R_{0}^{-1} (R_{0} (x(t))) = R_{0}^{-1} \left(\frac{N \ \cdot \ i(t) + h_{p}(t) - H_{fe} (\varphi (t))}{ \varphi (t)} \right)

Por lo anterior, es claro que si se puede medir el flujo \varphi (t), es posible calcular de forma relativamente simple la posición x (t) del brazo pivotante 4. Además, comenzando con el valor de la posición x (t) del brazo pivotante 4, es posible calcular el valor de la velocidad s (t) de dicho brazo pivotante 4 por medio de una simple operación de derivación en el tiempo de la posición x (t).

Según una realización preferida, para medir el flujo \varphi (t) en el núcleo magnético 16, se acopla una bobina auxiliar 22 (que consta de al menos una vuelta y provista en general de un número N_{a} de vueltas), en cuyos terminales está conectado otro voltímetro 23; puesto que los terminales de la bobina 22 están sustancialmente abiertos (la resistencia interna del voltímetro 23 es tan alta que se puede considerar infinita sin introducir errores apreciables), no atraviesa corriente por la bobina 22 y el voltaje va (t) en sus terminales depende solamente de la derivada del flujo \varphi (t) con el tiempo, de la que se puede obtener el flujo mediante una operación de integración.

[10]\frac{d \varphi (t)}{dt} = \frac{1}{N_{a}} \ \cdot \ \nu_{a} \ (t)

[11]\varphi (T) = \frac{1}{N_{a}} \ \cdot \ \int\limits^{T}_{0} \nu_{a} (t) dt + \varphi (0)

El momento convencional 0 se elige para conocer el valor preciso del flujo \varphi (0) en el momento 0 propiamente dicho; en particular, el momento 0 se elige normalmente dentro de un rango de tiempo en el que no circula corriente por la bobina 17 y, por lo tanto, el flujo \varphi es sustancialmente nulo (el efecto de toda magnetización residual es despreciable), o se elige correspondientemente a una posición dada del brazo pivotante 4 (típicamente cuando el brazo pivotante 4 para contra las piezas de polo 10 del solenoide 8), correspondiente a que se conoce el valor de la posición x y por lo tanto se conoce el valor del flujo \varphi.

Por último, es útil observar que el método antes descrito para estimar la posición x (t) se puede usar solamente cuando circula corriente por la bobina 17 de un solenoide 8. Por esta razón, como se ha descrito anteriormente, el bloque de estimación 15 opera con ambos solenoides 8, para usar la estimación realizada con un solenoide 8 cuando el otro está desactivado. Cuando ambos solenoides 8 están activos, el bloque de estimación 15 toma una media de los dos valores x (t) calculados con los dos solenoides 8, ponderada si es necesario según la precisión atribuida a cada valor x (t) (en general, la estimación de la posición x con respecto a un solenoide 8 es más exacta cuando el brazo pivotante 4 está cerca de las piezas de polo 10 de dicho solenoide 8).

Para estimar la contribución h_{p} (t) de amperio vueltas de las corrientes parásitas i_{par}, es posible modelar dichas corrientes parásitas i_{par} con una sola corriente parásita equivalente i_{p} (t) que circula en una sola vuelta equivalente p (ilustrado en la figura 4) acoplada magnéticamente al circuito magnético 18 en el que circula el flujo magnético \varphi (t); la vuelta p tiene su propia resistencia R_{p}, su propia inductancia L_{p} y se cierra en cortocircuito. Los valores de la resistencia R_{p} e inductancia L_{p} de la vuelta p se pueden obtener de forma bastante simple mediante una serie de mediciones de prueba en el solenoide 8. Obviamente, la vuelta p también está acoplada magnéticamente con la bobina de potencia 17 del solenoide 8, teniendo dicha bobina 17 N vueltas y su propia resistencia RES.

Las ecuaciones que describen el circuito eléctrico de la bobina 17 y la vuelta p se dan aplicando la ley general de Ohm:

[12]\nu (t) - RES \ \cdot \ i (t) = N \ \cdot \ \frac{d \varphi (t)}{dt}

[13]-R_{p} \ \cdot \ i_{p} (t) = \frac{d \varphi (t)}{dt} + L_{p} \ \cdot \ \frac{di_{p} (t)}{dt}

Pasando a las transformadas L (transformadas de Laplace) y obteniendo la función de transferencia de la corriente i_{p} en el plano del Laplace transforma, tenemos:

[14]-R_{p} \ \cdot \ I_{p} = s \ \cdot \ \Phi + L_{p} \ \cdot \ s \ \cdot \ \Phi

[15]I_{p} = \frac{s}{L_{p} \ \cdot \ s + R_{p}} \ \cdot \ \Phi

Una vez que se conocen los valores de la resistencia R_{p} y la inductancia L_{p} de la vuelta p y una vez que se ha estimado el valor del flujo magnético \varphi (t) mediante el método antes descrito, el valor de la corriente parásita equivalente i_{p} (t) se puede obtener aplicando simplemente un método conocido de antitransformación L; preferiblemente, el valor de la corriente parásita equivalente i_{p} (t) se obtiene discretizando la ecuación anterior y aplicando un método numérico (fácil de implementar mediante software).

Es evidente que la corriente parásita equivalente i_{p} (t) se aplica al circuito magnético 18 que circula en una sola vuelta p equivalente, por lo tanto la corriente parásita equivalente i_{p} (t) produce una contribución h_{p} (t) de amperio vueltas igual a su intensidad.

Como es evidente por la ecuación [9], para determinar exactamente la posición x (t) del brazo pivotante 4 hay que conocer, con bastante exactitud, la curva de magnetización C de la parte de hierro del circuito magnético 18, es decir, la relación entre el flujo \varphi y la reluctancia R_{fe} del hierro o las amperio vueltas H_{fe} del hierro (H_{fe} (\varphi (t)) = R_{fe} (\varphi (t)) * \varphi (t)). En particular, el conocimiento preciso de la curva de magnetización C de la parte de hierro del circuito magnético 18 es más importante cuanto más próximo está el brazo pivotante 4 al núcleo magnético 16, cuando el peso de amperio vueltas H_{fe} del hierro aumenta exponencialmente cuando más se aproxima el brazo pivotante 4 al núcleo magnético 16.

Para determinar con suficiente exactitud la curva de magnetización C de la parte de hierro de un circuito magnético 18, la unidad de control 11 espera a que el brazo pivotante 4 pare contra el núcleo magnético respectivo 16; en esta condición, el intervalo magnético 19 es sustancialmente nulo y es la ecuación [6] (suponiendo que operamos en un régimen estático o casi estático para anular el efecto de la corriente parásita i_{par}):

[16]N * i(t) = H_{fe} (\varphi (t))

Comenzando con el brazo pivotante 4 parado contra el núcleo magnético 16, la unidad de control 11 alimenta la bobina correspondiente 17 con una pendiente de corriente i (t) con una inclinación relativamente baja, es decir, variación de tiempo, para anular sustancialmente la influencia de los efectos dinámicos. Dado que el número N de vueltas de la bobina 17 es conocido por las características de construcción del solenoide 8, dado que la intensidad de la corriente i (t) es conocida por la medición del amperímetro 20, y dado que el valor del flujo \varphi (t) se conoce mediante el método de estimación antes descrito, es claro que aplicando la ecuación [16] es posible reconstruir de forma simple la curva de magnetización C de la parte de hierro del circuito magnético 18.

El procedimiento para reconstruir la curva de magnetización C de la parte de hierro de un circuito magnético 18 se describen más adelante con referencia especial a las figuras 5, 6 y 7 que muestran las tendencias en el tiempo de algunas cantidades características de los solenoides 8 medidas durante una prueba en banco de prototipos.

En particular, la figura 5 ilustra la tendencia en el tiempo de la posición x (t) del brazo pivotante 4 (gráfico llamado "Posición" y marcado por letra "a"), la tendencia en el tiempo de la corriente i (t) en un solenoide 8 (gráfico llamado "corriente M1" y marcado por la letra "b") y la tendencia en el tiempo de la corriente i(t) en el otro solenoide 8 (gráfico llamado "corriente M2" y marcado por la letra "c"). La figura 6 ilustra un detalle de los gráficos 5a y 5b (detalle resaltado por un recuadro en dichos gráficos 5a y 5b). La figura 7 ilustra una curva de magnetización C de la parte de hierro de un circuito magnético 18 estimada aplicando el método antes descrito.

Inicialmente un solenoide 8 es alimentado por la unidad de control 11 con una corriente relativamente muy alta i (t) para poner el brazo pivotante 4 en una parada contra el núcleo magnético respectivo 16; inicialmente la corriente i (t) se mantiene constante durante un intervalo de tiempo dado para anular los transitorios y después dicha corriente se reduce gradualmente según una pendiente decreciente con una inclinación relativamente baja, es decir variación en el tiempo, para anular sustancialmente la influencia de los efectos dinámicos. Durante dicha pendiente decreciente de la corriente i (t), se reconstruye la curva de magnetización C de la parte de hierro del circuito magnético 18, determinando para cada valor de corriente i (t) (igual al valor de amperio vueltas dividido por el número N de vueltas) el valor correspondiente del flujo \varphi (t).

Cuando la corriente i (t), por lo tanto la fuerza de atracción magnética ejercida por el solenoide 8, cae por debajo de un umbral de mantenimiento mínimo, el brazo pivotante 4 se separa del núcleo magnético 16 debido a las fuerzas elásticas ejercidas por el muelle 9 y se puede repetir las operaciones anteriores descritas para identificar la curva de magnetización C del otro solenoide 8. Obviamente, el extremo inferior de la curva de magnetización C identificado lo define el punto de separación D, que se diagnostica identificando la variación de pendiente de la curva de la corriente i (t) debido al efecto contraelectromotor inducido por el movimiento del brazo pivotante 4 en un campo magnético; el pico de la corriente i (t) después de la separación del brazo pivotante 4 se resalta en la figura 6.

La identificación exacta del punto de separación D es sumamente útil en el control de flujo de la velocidad de impacto s (t) del brazo pivotante 4, puesto que proporciona el valor del flujo objetivo \varphi (t) correspondiente al contacto entre el brazo pivotante 4 y el núcleo magnético 16.

Después de los procedimientos descritos anteriormente, la curva de magnetización C se identifica hasta el punto de separación D correspondiente a un valor relativamente bajo del flujo de mantenimiento \varphi (t); para completar la curva de magnetización C para valores de flujo \varphi (t) inferiores al valor de mantenimiento, es posible usar una aproximación lineal definida por una línea recta R que une el punto de separación D con el origen de los ejes correspondientes a un flujo nulo (los materiales ferromagnéticos utilizados en la construcción de los núcleos magnéticos 16 y en la construcción del brazo pivotante 4 tienen una magnetización residual despreciable). Esta aproximación es aceptable e introduce errores mínimos, puesto que para valores de flujo relativamente bajos \varphi (t), la curva de magnetización C tiene una tendencia casi lineal. Como alternativa a la línea recta R, se puede usar otra función matemática más compleja, por ejemplo una parábola, para aproximar la tendencia de la curva de magnetización C; por ejemplo, se podría imponer una condición de igualdad entre las derivadas derecha e izquierda de la curva de magnetización C correspondiente al punto de separación D.

El método antes descrito para reconstrucción de la curva de magnetización C permite tomar en cuenta todas las incertidumbres de construcción de los solenoides 8 y todas las deformaciones elásticas inevitables de los solenoides 8.

En particular, las deformaciones elásticas son debidas al hecho de que normalmente las caras de los núcleos magnéticos 16 y del brazo pivotante 4 no están perfectamente en el mismo plano, por lo tanto el contacto no tendrá lugar simultáneamente en todos los puntos de las superficies opuestas, sino solamente en una zona limitada. Incrementando el valor del flujo \varphi (t) más allá del mínimo esencial (llamado valor de mantenimiento) para garantizar el contacto, aumenta la fuerza de atracción ejercida en el brazo pivotante 4; dicho aumento de fuerza produce una deformación elástica de la estructura que tiende a establecer las superficies opuestas, reduciendo el intervalo magnético residual y, por lo tanto, la reluctancia general R del circuito magnético 18 en dichas condiciones. Esta variación de reluctancia R no es compensada, sin embargo, por una variación de la posición x (t) del brazo pivotante 4 (posición x (t) que es la variable de control de la unidad de control 11); por lo tanto, el método antes descrito para la reconstrucción de la curva de magnetización C hace posible incorporar también los efectos de las deformaciones elásticas de los solenoides 8 en la curva de magnetización C, evitando considerar erróneamente dichas deformaciones elásticas como movimientos del brazo pivotante 4.

Además, el método antes descrito para la reconstrucción de la curva de magnetización C nos permite explorar y trazar con precisión la sección de la curva de magnetización C correspondiente al comienzo de la zona de saturación de material que, en el caso de una estructura no uniforme, pero laminada, y material no isotrópico, puede estar dispersada de un imán a otro. Obsérvese que es especialmente útil conocer exactamente la condición de saturación de los solenoides 8 para garantizar la correcta reconstrucción de la posición x (t) del brazo pivotante 4 también en presencia de flujos \varphi (t) considerablemente más altos que el flujo de saturación que se puede producir durante la orden de apertura de una válvula de descarga contra altas fuerzas de contrapresión de los gases quemados. Por último, puesto que el método antes descrito para estimar la curva de magnetización C se puede repetir al comienzo de cada sesión de trabajo, se pueden tomar en consideración las variaciones de las características del sistema producidas por envejecimiento.

Claims (10)

1. Método para estimar la curva de magnetización (C) de un accionador electromagnético (1) para controlar una válvula de motor (2); dicho método realiza la activación de un solenoide (8) con una corriente (i) determinada para atraer un cuerpo de accionador (4) y poner dicho cuerpo de accionador (4) en contacto con el solenoide (8), la reducción gradual de la corriente (i) hasta determinar la separación del cuerpo de accionador (4) del solenoide (8) y la determinación, para al menos algunos valores de la corriente (i), de los valores correspondientes asumidos por el flujo magnético (\varphi) que atraviesa un circuito magnético (18) que consta del solenoide (8) y el cuerpo de accionador (4).

2. Método según la reivindicación 1, en el que la curva de magnetización (C) incluye un conjunto de puntos, cada uno de los cuales se define por un par de valores correspondientes del flujo magnético (\varphi) y de la corriente (i) o por un par de valores correspondientes del flujo magnético (\varphi) y de amperio vueltas (H_{fe}) producidas por la corriente (i), siendo amperio vueltas (H_{fe}) producidas por la corriente (i) iguales al producto de la corriente (i) por el número (N) de vueltas presentes en dicho solenoide (8).

3. Método según la reivindicación 2, en el que la aproximación de dicha curva de magnetización (C) se realiza con una función matemática (R) en la sección entre el punto correspondiente a un valor nulo del flujo magnético (\varphi) y un punto (D) correspondiente a dicha separación del cuerpo de accionador (4) del solenoide (8).

4. Método según la reivindicación 3, en el que dicha función matemática (R) es una línea recta.

5. Método según la reivindicación 3, en el que dicha función matemática (R) es una parábola.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha corriente (i) se reduce según una ley de pendiente con inclinación constante en el tiempo, manteniéndose la derivada de tiempo de dicha corriente (i) por debajo de un valor dado para anular sustancialmente el efecto de fenómenos dinámicos.

7. Método según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el momento de dicha separación del cuerpo de accionador (4) del solenoide (8) se determina identificando la aparición de un pico de pulso en dicha corriente (i).

8. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha corriente (i) se mantiene constante durante un cierto intervalo de tiempo antes de reducirse gradualmente.

9. Método según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el valor del flujo magnético (\varphi) se determina midiendo el valor asumido por algunas cantidades eléctricas (i, v; v_{a}) de un circuito eléctrico (17; 22) acoplado con el circuito magnético (18), calculando la derivada de tiempo del flujo magnético (\varphi) como una combinación lineal de los valores de las cantidades eléctricas (i, v; v_{a}), e integrando en el tiempo la derivada del flujo magnético (\varphi).

10. Método según la reivindicación 9, en el que se mide el voltaje (v_{a}) presente en los terminales de una bobina auxiliar (22) acoplada con el circuito magnético (18) y que conecta el flujo magnético (\varphi), estando la bobina auxiliar (22) sustancialmente abierta eléctricamente y calculándose la derivada de tiempo del flujo magnético (\varphi) y el flujo magnético (9) propiamente dicho aplicando las fórmulas siguientes:

\frac{d \varphi (t)}{dt} = \frac{1}{Na} \ \cdot \ \nu_{aus} (t)

\varphi (T) = \frac{1}{Na} \ \cdot \ \int\limits^{T}_{0} \nu_{aus} (t)dt + \varphi (0)

en las que:

* \varphi es el flujo magnético (\varphi)

* Na es el número de vueltas de la bobina auxiliar (22)

* V_{a} es el voltaje presente en los terminales de la bobina auxiliar (22).