ES2275223T3 - Procedimiento y sistema para la determinacion del punto de acoplamiento de un embrague que puede ser accionado por medio de un dispositivo de regulacion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la determinación del punto de acoplamiento de un embrague (MSK) que puede ser activado por medio de un dispositivo de regulación, especialmente de un embrague dispuesto en un engranaje de distribución de un automóvil con accionamiento a todas las ruedas, cuyo dispositivo de regulación presenta un servo motor (GM), que puede ser accionado eléctricamente por medio de un dispositivo de control (508), y que acondiciona en el lado de salida un par motor y un número de revoluciones de revoluciones del motor y que está en conexión operativa con un servo mecanismo (102, 103, 104) que activa el embrague (MSK), en el que se detectan la posición del ángulo de giro en el lado de salida del motor o una variable derivada del mismo, caracterizado porque para la determinación del punto de acoplamiento, el servo motor (GM) es activado de forma arbitraria por el dispositivo de control (508) de tal modo que se acopla el embrague (MSK) y de tal forma que cuando se alcanza una posición predeterminada del ángulo de giro (s1) del servo motor o de la variable derivada del mismo - en un primer modo de funcionamiento, el servo motor (GM) es impulsado por el dispositivo de control con una tensión constante y al mismo tiempo se detecta el número de revoluciones del motor en función de la posición del ángulo de giro y en particular adicionalmente se detecta la corriente del motor en función de la posición del ángulo de giro, - y/o en un segundo modo de funcionamiento, el servo motor (GM) es impulsado por el dispositivo de control con una corriente constante y se detecta el número de revoluciones del motor en función de la posición del ángulo de giro, 40 y porque se determina el punto de acoplamiento a partir de los valores detectados, dependientes de la posición del ángulo de giro, del número de revoluciones del motor y en particular adicionalmente a partir de los valores detectados, dependientes de la posición del ángulo de giro, de la corriente del motor.
Description
Procedimiento y sistema para la determinación
del punto de acoplamiento de un embrague que puede ser accionado por
medio de un dispositivo de regulación.
La invención se refiere a un procedimiento y a
un sistema para la determinación del punto de acoplamiento de un
embrague que puede ser accionado por medio de un dispositivo de
regulación con las características del preámbulo de la
reivindicación independiente 1 y de la reivindicación independiente
7, respectivamente.
Se conoce a partir del documento
DE-A-4 433 825 un
procedimiento/sistema de este tipo.
Se puede alcanzar una dinámica eficiente de la
marcha en vehículos con accionamiento a las cuatro ruedas a través
de una distribución que puede ser dosificada de forma selectiva de
la potencia de accionamiento sobre el eje delantero y el eje
trasero. Para la distribución de la potencia se utiliza como miembro
de regulación un engranaje de distribución (VG). La pieza esencial
de este engranaje de distribución es un embrague de varios discos
(MSK) que, en función de la fuerza de presión de apriete aplicada
sobre sus láminas, se lleva a cabo una transmisión del par motor
sobre el lado de salida del vehículo. La construcción mecánica del
engranaje de distribución posibilita una exactitud de la
dosificación requerida en el marco de la especificación solamente a
través de la aplicación de una fuerza en la mecánica de regulación.
Esta fuerza de regulación es generada, por ejemplo, por medio de un
disco elevador y una mecánica de tijeras, en general, por un motor
de engranaje (GM) o bien motor de regulación, especialmente por un
motor de corriente continua con engranaje helicoidal. La figura 1
muestra la cadena de actuación del engranaje de distribución con sus
componentes, (10) motor de DC, (102) engranaje helicoidal, (103)
disco elevador, (104) tijeras, (105) embrague de discos
múltiples.
En el concepto de activación del motor de
engranaje se prescinde con frecuencia, por razones de costes, de la
instalación de detección de la fuerza o bien del par motor. En su
lugar, se deposita la curva característica de regulación del
engranaje de distribución en forma de una curva característica del
recorrido de regulación del par motor (201) en el aparato de
control (SG) (figura 2), con lo que la intervención de regulación se
reduce a una colocación del disco elevador, es decir, a una
regulación de la posición del motor de engranaje. El punto central
de la curva característica es el punto de acoplamiento (202),
llamado también punto de contacto. Éste es el punto en el que el
embrague de discos múltiples comienza a transmitir un par motor. La
aplicación del embrague de discos múltiples condicionada por la
duración del funcionamiento provoca un desplazamiento angular de la
curva característica depositada en el aparato de control.
Se puede emplear un procedimiento de
calibración, para detectar el desplazamiento del punto de
acoplamiento. En este caso, el motor de engranaje regulado en el
número de revoluciones se utiliza como sensor para reconstruir el
punto de acoplamiento. En este caso, se gira el disco elevador con
número de revoluciones constante por el motor de regulación contra
el momento de carga de regulación generado a través del embrague. En
el caso de que se tome a este respecto la corriente del motor de
acuerdo con la técnica de medición (figura 3), se puede promediar
la corriente del motor en tres posiciones angulares características
del disco elevador. Con los tres puntos angulares de la corriente
se pueden construir entonces dos rectas (301), (302), cuyo punto de
intersección reproduciría el punto de acoplamiento. La recta (301)
se presupondría en este caso como horizontal.
No obstante, la corriente del motor solamente
representa el par de regulación con un rendimiento del engranaje
conocido constante y exacto. En los servo motores y servo mecanismos
utilizados habitualmente, el rendimiento varía no sólo en función
de la pieza individual y de la duración de vida útil, sino por
ejemplo también en función del ángulo de la rueda helicoidal (el
diente de la rueda helicoidal que está engranado). Un rendimiento
variable sobre la posición de la rueda helicoidal conduce, en un
funcionamiento regulado en el número de revoluciones, a una
excitación de la corriente, es decir, a una distorsión local de la
curva característica de la corriente, figura 3. Si dicha distorsión
se encuentra en la zona de los puntos medios, entonces se produce
una determinación errónea del punto de acoplamiento.
Por lo tanto, interesa una activación especial
del servo motor y de la evaluación de las variables del sistema
corriente del motor y número de revoluciones de la rueda helicoidal.
El servo motor es activado durante la calibración a través de una
unidad de regulación en cascada de la corriente/número de
revoluciones y registra las variables del sistema corriente del
motor, número de revoluciones del motor (número de revoluciones de
la rueda helicoidal) y posición del ángulo de giro (ángulo de la
rueda helicoidal). La regulación activa del número de revoluciones
provoca que el servo motor haga rotar el disco elevador hasta un
ángulo de la rueda helicoidal s1, que se encuentra en el recorrido
en ralentí de la mecánica de regulación del embrague, con número de
revoluciones constante. A partir de s1 se congelan los estados del
regulador, con lo que el servo motor. controlado por la tensión,
hace girar el disco elevador hasta que se para contra el momento de
carga creciente del regulador del embrague. De esta manera, las
curvas de las señales obtenidas de la corriente del motor y del
número de revoluciones de la rueda helicoidal = número de
revoluciones del disco elevador, figura 4, son liberadas de la
influencia de los reguladores y, por lo tanto, de una excitación que
actúa de esta manera como interferencia. Se obtienen dos curvas de
las señales, que se pueden utilizar para la determinación del punto
de acoplamiento. La aplicación del método de regresión lineal con
respecto a los intervalos (401) y (402) aplicado a la curva de la
corriente y a la curva del número de revoluciones, se caracteriza
por una robustez más elevada frente a las oscilaciones locales del
rendimiento del engranaje que en el caso de la evaluación puntual
solamente de la curva de la corriente.
El motor de engranaje de corriente continua
(101), o bien el servo motor, es activado a través de un puente H
(502). En el servo motor están instalados dos sensores (503) para la
detección del número de revoluciones de motor y (504) para la
detección de la posición de la rueda helicoidal. Otro sensor (505)
sirve para la medición de la corriente. El regulador de corriente
(506) genera a partir de la corriente medida por el sensor de
corriente (505) y a partir de la previsión de la corriente teórica,
es decir, la variable de partida del regulador del número de
revoluciones (507), una tensión de control, que sirve como variable
de entrada del puente H (502). El regulador de corriente (506) está
realizado de una manera preferida como regulador PI con función
Anti-Reset-Windup y tiene la
posibilidad de congelar, en función de una variable de control, la
variable de salida del regulador y los estados internos del
regulador. El regulador del número de revoluciones (507) recibe su
variable de entrada, el número de revoluciones del motor medido,
desde el sensor del número de revoluciones (503) y el calor teórico
del número de revoluciones del motor desde el control (508). El
regulador del número de revoluciones (507) está realizado de una
manera preferida como regulador PI con función
Anti-Reset-Windup ampliada, que
tiene en cuenta el estado del regulador de la corriente y de la
misma manera con la posibilidad de congelar, en función de una
variable de control, la variable de salida del regulador y los
estados internos del regulador. El control (508) controla todo el
proceso de calibración. Las variables de las señales necesarias a
tal fin ángulo de la rueda helicoidal (504), número de revoluciones
de la rueda helicoidal (509) y corriente del motor (505), son
proporcionadas por las unidades de detección o bien por las unidades
de conversión (509) correspondientes, el número de revoluciones de
la rueda helicoidal o el número de revoluciones del disco elevador
pueden ser calculados como variable derivada por medio de la
multiplicación conocida del engranaje de la rueda helicoidal a
partir del número de revoluciones del servo motor. En la unidad de
evaluación (510) se realiza, configurado y activado por la unidad
de control, el análisis de regresión de las curvas de las señales
corriente del motor y número de revoluciones de la rueda helicoidal
sobre el ángulo de la rueda helicoidal.
La función general se divide en las unidades
funcionales control y evaluación o bien análisis. El control emite
el número teórico de revoluciones del motor al regulador del número
de revoluciones y activa al mismo tiempo la función del regulador
del número de revoluciones y del regulador de la corriente. Se
regulan las curvas de tiempo de las señales representadas en la
figura 6. El estado regulado en el número de revoluciones permanece
activado hasta que la rueda helicoidal ha alcanzado la posición
sFix. A continuación, se induce al regulador desde el control, en
función del modo de análisis, a congelar sus variables de
regulación. Aquí existen dos modos. En el modo 1, se congela (se
conecta constante) la variable de regulación del regulador de la
corriente y se reponen todas las porciones integrales de los
reguladores. En este caso, se lleva a cabo el análisis de una
manera constante en la tensión. En el modo 2, el regulador de la
corriente permanece activo, solamente se induce al regulador del
número de revoluciones desde el control a congelar su variable de
regulación. En este caso, se lleva a cabo el análisis con una
corriente constante. Después de transcurrir todos los intervalos de
regresión, se activa de nuevo el regulador de la corriente (modo 1)
y se emite desde el control un valor teórico de la corriente, con
el que se conduce al GM de nuevo de retorno a su posición de
partida. De esta manera se termina un proceso de calibración. En
cada calibración solamente puede estar activo un modo, por lo tanto
se puede realizar de forma sucesiva dos ciclos de calibración (modo
1, modo 2). Los ciclos de calibración se realizan de una manera más
conveniente durante el arranque del motor de combustión interna del
automóvil o cuando el vehículo está parado en el estado
desacoplado. La figura 7 muestra un diagrama de flujo de las
señales de la activación.
En la evaluación se realizan dos análisis de
regresión en función del modo seleccionado en el control por cada
curva de señales. En el modo 1 se aplica éste a las curvas de las
señales número de revoluciones de la rueda helicoidal sobre la
posición de la rueda helicoidal y, dado el caso, adicionalmente
corriente del motor sobre la posición de la rueda helicoidal. En el
modo 2, en virtud de la regulación constante de la corriente, esta
aplicación solamente es conveniente sobre la curva del número de
revoluciones de la rueda helicoidal sobre la posición de la rueda
helicoidal. Puesto que el procedimiento es, en principio, idéntico
para las dos curvas, solamente se explica a modo de ejemplo para la
corriente del motor. La curva de la señal típica de la corriente
del motor predeterminada por el control se indica en la figura 8. En
la primera zona de regresión (801) se lleva a cabo de forma
recursiva una regresión lineal por medio de parejas de valores
muestreados (s.1). La recta de regresión resultante es depositada a
través de los dos parámetros gradiente de la recta y sección de
ordenadas. En el desarrollo siguiente del proceso de calibración
controlado, se recorre la zona de regresión (802). Dentro de esta
zona se lleva a cabo de nuevo una regresión lineal y la recta de
regresión obtenida en este caso se deposita de nuevo como pareja de
parámetros gradiente de la recta y sección de ordenadas. Después de
que han sido recorridas todas las zonas de regresión, se calcula el
punto de intersección de las dos rectas de regresión y de esta
manera se determina el punto de contacto. En general, se conoce de
una manera aproximada la gradiente de la recta en la zona de
regresión (802), puesto que apenas se modifica la curva
característica del embrague en esta dirección, por lo que está
presente también a partir de análisis precedentes. De esta manera
se puede llevar a cabo una función de filtro, que evalúa la zona de
confianza de los valores de las señales explorados. Dentro de las
zonas de regresión (801), (802) se forman zonas de regresión
locales, que son una cantidad parcial de las zonas originales y cuyo
límite superior forma la pareja de valores explorados nuevos. De
una manera correspondiente, se forman rectas de regresión locales.
Si su gradiente se desvía del gradiente previsto, entonces la
última pareja de valores explorados se pondera de una manera más
débil en el análisis de regresión o incluso se rechaza. El diagrama
de flujo de las señales de la evaluación se indica en la figura
9.
En resumen, se puede decir que para la
determinación del punto de acoplamiento se lleva a cabo un proceso
de calibración. Se emplea un regulador de la corriente del número de
revoluciones en cascada. El servo motor GM recorre toda la zona de
regulación, en parte controlado por la tensión o bien controlado por
la corriente. El recorrido se inicia regulado por el número de
revoluciones. A partir de una posición predeterminada de la rueda
helicoidal se congelan las variables de ajuste del regulador (modo
1: regulador de corriente desactivado, modo 2: regulador de
corriente activo, regulador del número de revoluciones desactivado.
Se registran las curvas de las señales modo 1: corriente como
función de la posición de la rueda helicoidal y número de
revoluciones de la rueda helicoidal como función de la posición de
la rueda helicoidal, modo 2 solamente número de revoluciones de la
rueda helicoidal como función de la posición de la rueda helicoidal.
Existe una zona de regresión fijamente determinada dentro del
recorrido en ralentí del regulador. Aquí se someten las curvas de
las señales a una regresión lineal. Las rectas de regresión para el
número de revoluciones y la corriente se determinan de forma
recursiva. Existe una segunda zona de regresión en cada caso en
función del número de revoluciones de la rueda helicoidal o bien de
la corriente de motor. Las curvas de las señales se someten de nuevo
a una regresión lineal. Los gradientes locales se determinan a
través de regresión lineal dentro de intervalos parciales más
pequeños, cuyo límite superior es la pareja de datos actualmente
explorada. La comparación del gradiente local con el gradiente
previsto, por ejemplo a partir de calibraciones precedentes,
determina el factor de ponderación con el que se introducen las
nuevas parejas de valores en la regresión principal. Después de
recorrer la segunda zona de regresión, se calcula a tal fin la
recta de regresión. Se calcula el punto de intersección de las dos
rectas de regresión por cada curva de la señal (en función del
modo). El punto de acoplamiento (punto de contacto) es el punto de
intersección de las dos rectas de regresión.
Claims (9)
1. Procedimiento para la determinación del punto
de acoplamiento de un embrague (MSK) que puede ser activado por
medio de un dispositivo de regulación, especialmente de un embrague
dispuesto en un engranaje de distribución de un automóvil con
accionamiento a todas las ruedas, cuyo dispositivo de regulación
presenta un servo motor (GM), que puede ser accionado
eléctricamente por medio de un dispositivo de control (508), y que
acondiciona en el lado de salida un par motor y un número de
revoluciones de revoluciones del motor y que está en conexión
operativa con un servo mecanismo (102, 103, 104) que activa el
embrague (MSK), en el que se detectan la posición del ángulo de
giro en el lado de salida del motor o una variable derivada del
mismo, caracterizado porque para la determinación del punto
de acoplamiento, el servo motor (GM) es activado de forma arbitraria
por el dispositivo de control (508) de tal modo que se acopla el
embrague (MSK) y de tal forma que cuando se alcanza una posición
predeterminada del ángulo de giro (s1) del servo motor o de la
variable derivada del mismo
- -
- en un primer modo de funcionamiento, el servo motor (GM) es impulsado por el dispositivo de control con una tensión constante y al mismo tiempo se detecta el número de revoluciones del motor en función de la posición del ángulo de giro y en particular adicionalmente se detecta la corriente del motor en función de la posición del ángulo de giro,
- -
- y/o en un segundo modo de funcionamiento, el servo motor (GM) es impulsado por el dispositivo de control con una corriente constante y se detecta el número de revoluciones del motor en función de la posición del ángulo de giro,
y porque se determina el punto de
acoplamiento a partir de los valores detectados, dependientes de la
posición del ángulo de giro, del número de revoluciones del motor y
en particular adicionalmente a partir de los valores detectados,
dependientes de la posición del ángulo de giro, de la corriente del
motor.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque hasta la consecución
de la posición predeterminada del ángulo de giro (s1) del servo
motor (GM) o de la variable derivada del mismo, se activa el servo
motor regulado en el número de revoluciones.
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque está prevista una
unidad de regulación del número de revoluciones del regulador de la
corriente (506, 507) conectada en circuito en cascada, y porque en
el primer modo de funcionamiento se conecta constante la variable de
regulación del regulador de corriente (506) y/o en el segundo modo
de funcionamiento se conecta constante la variable de regulación
del regulador del número de revoluciones (507).
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la determinación
del punto de acoplamiento se realiza por el dispositivo de control
en el estado parado del automóvil.
5. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque se determina el punto
de acoplamiento por regresión a partir de los valores detectados,
dependientes de la posición del ángulo de giro, del número de
revoluciones del motor y/o de la corriente del motor.
6. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque están predeterminadas
dos zonas de regresión (801, 802), cuya primera zona de regresión
(801) se encuentra en el recorrido de ralentí del servo mecanismo y
cuya segunda zona de regresión (802) se encuentra en la zona de
carga de regulación del servo mecanismo, en el que el servo
mecanismo es accionado contra el momento de carga de regulación
generado por el embrague y porque se calcula el punto de
acoplamiento como punto de intersección de las dos rectas de
regresión halladas.
7. Sistema para la determinación del punto de
acoplamiento de un embrague (MSK) que puede ser activado por medio
de un dispositivo de regulación, especialmente de un embrague
dispuesto en un engranaje de distribución de un automóvil con
accionamiento a todas las ruedas, cuyo dispositivo de regulación
presenta un servo motor (GM), que puede ser accionado
eléctricamente por medio de un dispositivo de control (508), y que
acondiciona en el lado de salida un par motor y un número de
revoluciones de revoluciones del motor y que está en conexión
operativa con un servo mecanismo (102, 103, 104) que activa el
embrague (MSK), en el que se detectan la posición del ángulo de
giro en el lado de salida del motor o una variable derivada del
mismo, caracterizado porque para la determinación del punto
de acoplamiento, el servo motor (GM) es activado de forma arbitraria
por el dispositivo de control (508) de tal modo que se acopla el
embrague (MSK) y de tal forma que cuando se alcanza una posición
predeterminada del ángulo de giro (s1) del servo motor o de la
variable derivada del mismo
- -
- en un primer modo de funcionamiento, el servo motor (GM) es impulsado por el dispositivo de control con una tensión constante y al mismo tiempo se detecta el número de revoluciones del motor en función de la posición del ángulo de giro y en particular adicionalmente se detecta la corriente del motor en función de la posición del ángulo de giro,
- -
- y/o en un segundo modo de funcionamiento, el servo motor (GM) es impulsado por el dispositivo de control con una corriente constante y se detecta el número de revoluciones del motor en función de la posición del ángulo de giro,
y porque se determina el punto de
acoplamiento a partir de los valores detectados, dependientes de la
posición del ángulo de giro, del número de revoluciones del motor y
en particular adicionalmente a partir de los valores detectados,
dependientes de la posición del ángulo de giro, de la corriente del
motor.
8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque está prevista una unidad de regulación
del número de revoluciones del regulador de la corriente (506, 507)
conectada en circuito en cascada, y porque en el primer modo de
funcionamiento se conecta constante la variable de regulación del
regulador de corriente (506) y/o en el segundo modo de
funcionamiento se conecta constante la variable de regulación del
regulador del número de revoluciones (507).
9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque la determinación del punto de
acoplamiento se realiza por el dispositivo de control en el estado
parado del automóvil.
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