DISPOSITIVO PARA CALENTAR UN FLUIDO UTILIZADO EN UN VEHÍCULO AUTOMÓVIL, EN PARTICULAR UN COMBUSTIBLE.

Dispositivo para calentar un fluido utilizado en un vehículo, en particular un combustible, comprendiendo dicho dispositivo un cuerpo (2) que presenta una entrada (3) y una salida (4), estando dispuestos dentro del cuerpo (2) unos medios de calentamiento eléctrico (11) en contacto con el fluido, unos medios de control (IP) para controlar el suministro eléctrico de los medios de calentamiento (11), unos medios de detección (17, 23) para detectar por lo menos una respectiva característica del fluido y una disposición de circuito (22) prevista para controlar por lo menos los medios de control de suministro eléctrico (IP) y los medios de detección (17, 23), comprendiendo dicha disposición de circuito (22) unos medios de memoria no volátil (MEM), estando dispuestos previamente dichos medios de memoria no volátil (MEM) para contener por lo menos datos o parámetros modificables o regrabables, en particular con el propósito de regular y/o controlar el funcionamiento del dispositivo (1), estando caracterizado dicho dispositivo porque dicho cuerpo (2) está dividido por una pared (2'') por lo menos en dos cámaras (6, 7), alojando una cámara (6) por lo menos uno de entre dicha disposición de circuito (22) y dichos medios de detección (17, 23), comunicando la otra cámara (7) dicha entrada (3) y dicha salida (4) y alojando dichos medios de calentamiento (11)

La presente invención se refiere a un dispositivo para calentar un fluido que se utiliza en un vehículo automóvil, en particular, un combustible para motores diesel.

Los dispositivos del tipo indicado se utilizan en condiciones climáticas severas, en particular, en el caso de temperaturas ambiente muy bajas, con el propósito de calentar el fluido, en particular, un combustible, tal como un combustible diesel, antes de que este abandone el calentador y fluya hacia otro dispositivo, tal como por ejemplo un respectivo filtro. En dichas condiciones ambientales, algunas sustancias (por ejemplo, las parafinas presentes en el combustible diesel) tienden a cristalizarse o solidificarse con los consiguientes riesgos de obstrucción del filtro mencionado. El calentamiento del combustible diesel previo a su entrada en el filtro permite, pues, que el combustible se vuelva más fluido y, por lo tanto, previene contra los riesgos mencionados.

Algunos dispositivos de calentamiento de un tipo conocido comprenden un cuerpo que está conectado en una posición anterior al filtro, ya sea directamente o por medio de la interposición de tubos.

Los medios de calentamiento están situados dentro del cuerpo de tal forma que entran en contacto directo con el combustible diesel y habitualmente están constituidos por una pluralidad de resistencias con un coeficiente de temperatura positivo (PTC). El suministro de corriente CC a las resistencias PCT habitualmente se controla mediante un interruptor de alimentación electrónico, tal como un MOSFET. El dispositivo comprende además un sensor funcional para detectar la temperatura del combustible diesel, tal como una resistencia con un coeficiente de temperatura negativo (NTC).

En general, tras la ignición del motor diesel, el sensor mencionado detecta la temperatura del combustible diesel y, en caso de que dicha temperatura esté por debajo de un umbral preestablecido, el sistema de control del calentador suministra energía a las PTC, por medio del interruptor de alimentación mencionado, con el consiguiente calentamiento del combustible que, de ese modo, se vuelve más fluido con el propósito de poder fluir a través del filtro.

Por otra parte, algunos dispositivos de calentamiento conocidos comprenden un sensor de presión o vacuómetro para detectar cualquier posible obstrucción del filtro a partir del valor de presión del combustible diesel detectado en la entrada o la salida del dispositivo.

El sistema de control de algunos de los dispositivos de calentamiento conocidos está constituido por un circuito analógico, insertado directamente dentro del cuerpo mencionado. El tipo de control permitido por dicho circuito analógico habitualmente es bastante rudimentario, desprovisto casi de cualquier posibilidad de adaptación a los cambios de los requisitos y factores.

En otras soluciones conocidas, se dispone en cambio de circuitos de control digitales que, no obstante, solo son funcionales para medir los valores a través de sensores y determinar umbrales de intervención o, en su caso, de los calentadores, así como para indicar ciertas condiciones anómalas, tales como la mencionada obstrucción del filtro. No obstante, dichas operaciones se realizan de conformidad con tablas de datos o programas que se fijan o preestablecen en la etapa de diseño y que pueden modificarse solo mediante intervención directa por parte del diseñador.

En las soluciones conocidas, por ejemplo, las diseñadas para un dispositivo de calentamiento que debe funcionar en combinación con un primer tipo de filtro, el mismo dispositivo de calentamiento podría funcionar de manera imprecisa si se combina con un segundo tipo de filtro, o un tipo de filtro diferente al primero. Se aplican consideraciones similares, por ejemplo, en caso de que las dimensiones del cuerpo del dispositivo de calentamiento

o el material del cual se compone este sean diferentes de los diseñados originalmente para el circuito de control, y por lo tanto dicho cuerpo presente diferentes características de conductividad térmica o un volumen diferente de fluido para calentar. Asimismo, la sustitución de un componente electrónico individual del circuito, debida por ejemplo a requisitos de producción eventuales, puede provocar una variación de las tolerancias de funcionamiento del propio circuito, con la consecuente necesidad de sustituir el circuito de control o los algoritmos de control.

Además de lo que se ha mencionado anteriormente, los componentes utilizados para el conjunto de circuitos electrónicos están sujetos típicamente a desviaciones en el tiempo, y esto, en el caso de dispositivos de calentamiento, puede dar como resultado unas mediciones erróneas de parámetros de funcionamiento, tal como temperatura y/o presión.

En el documento CA-A1-2 326 869, se da a conocer un calentador eléctrico que comprende una unidad de calentamiento, para elevar la temperatura de un fluido que pasa a través del mismo, y tres sensores para supervisar las temperaturas en la entrada, la salida y en medio de la unidad de calentamiento. Se utiliza un microprocesador para calcular la cantidad de energía que se necesita para conseguir que el fluido alcance una temperatura predeterminada en la salida de la unidad de calentamiento. Un circuito de control de ancho de impulso, basado en los datos transmitidos por el microprocesador, activa la unidad de calentamiento elevando la temperatura en el interior de esta.

En el documento US-A-5 094 198, se da a conocer un sistema de calentamiento de admisión de aire que comprende un controlador basado en un microprocesador, unos medios de supervisión de la temperatura del aire del conducto de admisión, unos medios de supervisión de la velocidad del motor y unos elementos eléctricos de calentamiento de aire accionados por el controlador como respuesta a diversas combinaciones de la velocidad del motor detectada, la temperatura del aire del conducto de admisión detectada y el estado de la batería detectado.

Utilizando los términos más generales, el propósito de la presente invención consiste en ofrecer un dispositivo de calentamiento para un fluido que se utiliza en un vehículo, en particular para el combustible de los motores diesel, que sea de nueva concepción y que presente altos niveles de precisión y flexibilidad funcional, seguridad y fiabilidad de uso.

Otro objetivo consiste en ofrecer un dispositivo de calentamiento que pueda fabricarse con facilidad y que permita una regulación o programación flexible del correspondiente circuito electrónico o que, en su caso, permita compensar las tolerancias del dispositivo de calentamiento o satisfacer los diversos requisitos productivos y/o comerciales.

Con vistas a alcanzar los objetivos mencionados, el objetivo de la presente invención es ofrecer un dispositivo de calentamiento, en particular para combustible, que presente las características especificadas en la reivindicación 1 adjunta. Se entiende que las reivindicaciones adjuntas forman parte de la presente descripción.

Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la descripción siguiente, en la que se hace referencia a los dibujos adjuntos que se proporcionan meramente a título de ejemplo no limitativo, y en los cuales:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo de calentamiento según la presente invención, combinado con un respectivo filtro;

- las figuras 2 a 5 son, respectivamente, una primera vista lateral, una vista en perspectiva, una vista en planta y una segunda vista lateral del dispositivo de calentamiento de la figura 1;

- la figura 6 es una vista explosionada del dispositivo de calentamiento de la figura 1;

- la figura 7 es una vista en sección transversal esquemática del dispositivo de calentamiento de la figura 1;

- las figuras 8 a 11 son unos detalles ampliados de las partes de la figura 7;

- la figura 12 es una vista en sección transversal, a escala ampliada, de un área donde se colocará un sensor de presión del dispositivo de calentamiento de la figura 1; y

- la figura 13 es un diagrama de bloques que ilustra el sistema de control del dispositivo de calentamiento según la presente invención.

En la figura 1, el número de referencia 1 designa, en su conjunto, un dispositivo de calentamiento según la presente invención, que preferentemente está acoplado mecánicamente e hidráulicamente con un filtro... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para calentar un fluido utilizado en un vehículo, en particular un combustible, comprendiendo dicho dispositivo un cuerpo (2) que presenta una entrada (3) y una salida (4), estando dispuestos dentro del cuerpo (2) unos medios de calentamiento eléctrico (11) en contacto con el fluido, unos medios de control (IP) para controlar el suministro eléctrico de los medios de calentamiento (11), unos medios de detección (17, 23) para detectar por lo menos una respectiva característica del fluido y una disposición de circuito (22) prevista para controlar por lo menos los medios de control de suministro eléctrico (IP) y los medios de detección (17, 23), comprendiendo dicha disposición de circuito (22) unos medios de memoria no volátil (MEM), estando dispuestos previamente dichos medios de memoria no volátil (MEM) para contener por lo menos datos o parámetros modificables o regrabables, en particular con el propósito de regular y/o controlar el funcionamiento del dispositivo (1), estando caracterizado dicho dispositivo porque dicho cuerpo (2) está dividido por una pared (2'') por lo menos en dos cámaras (6, 7), alojando una cámara (6) por lo menos uno de entre dicha disposición de circuito (22) y dichos medios de detección (17, 23), comunicando la otra cámara (7) dicha entrada (3) y dicha salida (4) y alojando dichos medios de calentamiento (11).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de memoria (MEM) son de tipo no volátil y eléctricamente regrabables, particularmente de tipo Flash o EEPROM.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha disposición de circuito (22) comprende por lo menos un circuito de acondicionamiento (CD', CD'') para acondicionar la señal de salida de unos respectivos medios de detección (23, 17).

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de detección (17, 23) comprenden por lo menos un primer sensor de temperatura (23), y porque dichos datos comprenden por lo menos un umbral o valor de temperatura, siendo dichos datos en particular funcionales para compensar el valor detectado por dicho primer sensor de temperatura (23), en particular bajo control de dicha disposición de circuito (22).

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de detección (17, 23) comprenden un sensor de presión (17).

6. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos datos comprenden por lo menos uno de entre los siguientes elementos:

- un umbral o valor de presión,

- unos tiempos mínimos y/o máximos para el suministro de los medios de calentamiento (11),

- unos valores o umbrales de voltaje de funcionamiento de una fuente (VB) de alimentación eléctrica del propio dispositivo.

7. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha disposición de circuito (22) está operativa para controlar periódicamente la señal o el grado de precisión de dichos medios de detección (17, 23) y, si es necesario, llevar a cabo una calibración automática de dicho circuito de acondicionamiento (CD').

8 Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha disposición de circuito (22) está diseñada para controlar el suministro eléctrico de los medios de calentamiento (11), por lo menos durante un tiempo determinado, cuando se verifican las siguientes condiciones:

a) llave de ignición del motor insertada;

b) voltaje de batería por encima de un respectivo primer umbral;

c) temperatura de fluido o combustible por debajo de un respectivo primer umbral;

d) presión de fluido o combustible por encima de o igual a un respectivo primer umbral; y

e) unos medios de calentamiento (11) no activados en un intervalo de tiempo anterior determinado.

9. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque en dicha pared (2'') está definida una abertura (16) diseñada para comunicar las dos cámaras (6, 7), en una posición correspondiente a dicha abertura (16), en la que está dispuesto de manera funcional un sensor de presión (17).

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho sensor de presión (17) se mantiene en posición a través de un respectivo soporte (18) y se apoya en la parte inferior en un anillo elástico de sellado (20).

11. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de calentamiento comprenden una pluralidad de resistencias con un coeficiente de temperatura positivo (11), dispuestas funcionalmente entre una primera y una segunda placa metálica (9, 10).

5 12. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho cuerpo (2) está diseñado para acoplarse mecánica e hidráulicamente a un filtro (F).

13. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de detección (17, 23) comprenden por

lo menos uno de entre un sensor de presión (17) y un sensor de temperatura (23). 10

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque dicho sensor de temperatura (23) está dispuesto en dicha cámara (6) para detectar de un modo indirecto la temperatura del fluido en dicha otra cámara (7).

15. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un primer y segundo terminal (T1, T2)

15 para conectar dicha disposición de circuito a dichos medios de calentamiento (11), pasando el primer y segundo terminales (T1, T2) a través de dicha pared (2'').