ES2277279T3 - Dispositivo de control para un vehiculo automovil con traccion a las cuatro ruedas al menos temporalmente. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de control para un vehículo automóvil dotado de tracción al menos temporal a las cuatro ruedas, que comprende una unidad de control (8, 10) por medio de la cual se puede distribuir en forma variable el par de accionamiento de la unidad de accionamiento (9) hacia ruedas de accionamiento primarias (6, 7), que están unidas permanentemente con la unidad de accionamiento (9), y hacia ruedas de accionamiento secundarias (4, 5) que se pueden unir en caso necesario con la unidad de accionamiento (9) a través de un embrague de transmisión (1), para lo cual la unidad de control (8, 10) obtiene un par de acoplamiento nominal que puede ajustarse por medio de un dispositivo actuador en el embrague de transmisión (1), estando constituida la unidad de control por una unidad de control principal (8) y una unidad de control adicional (10), calculando la unidad de control principal (8), en función de parámetros captados y/u obtenidos, el par de acoplamientos nominal (MKnom), el cual es retransmitido a la unidad de control adicional (10), y convirtiendo la unidad de control adicional (10) el par de acoplamiento nominal (MKnom) en una señal de activación eléctrica correspondiente para el dispositivo actuador, caracterizado porque la unidad de control adicional (10) está espacialmente separada de la unidad de control principal (8) y se encuentra dispuesta en las proximidades del embrague de transmisión (1), y porque la unidad de control adicional (10) recibe otras magnitudes de entrada por medio de las cuales puede realizar una función de marcha de emergencia en caso de que exista un defecto definido.
Description
Dispositivo de control para un vehículo
automóvil con tracción a las cuatro ruedas al menos
temporalmente.
La invención se refiere a un dispositivo de
control para un vehículo automóvil con tracción a las cuatro ruedas
al menos temporalmente según el preámbulo de la reivindicación
1.
Un dispositivo de control de esta clase es
conocido, por ejemplo, por el documento EP 1 415 850 A2
posteriormente publicado.
Otro dispositivo de control está descrito, por
ejemplo, en el documento DE 100 54 023 A1. Según este documento, se
conoce un dispositivo de distribución del par de giro para variar la
relación de distribución del par de giro entre las ruedas del eje
delantero y las ruedas del eje trasero mediante un control
correspondiente de un embrague de fricción actuante como bloqueo
longitudinal (embrague de transmisión).
En lo que sigue se designan, generalizando a
este respecto, como ruedas de accionamiento primarias las ruedas
unidas permanentemente con la unidad de accionamiento y como ruedas
de accionamiento secundarias las ruedas que pueden unirse en caso
necesario con la unidad de accionamiento a través del embrague de
acoplamiento.
En los dispositivos de control conocidos se
utiliza generalmente para el control o para la regulación de la
distribución del par de giro o del par de acoplamiento en el
embrague de transmisión solamente una unidad de control que calcula
el par de acoplamiento nominal y que también convierte el par de
acoplamiento nominal calculado en una señal de activación eléctrica
para el dispositivo actuador del embrague de transmisión.
Se desprende en general ciertamente del
documento EP 1 415 850 A2 la utilización de dos unidades de control
en su sentido más amplio, representando la segunda "unidad de
control" únicamente un circuito de control de corriente no
definido con detalle.
El problema de la invención consiste en mejorar
un sistema de control de la clase citada al principio en lo que
respecta a la exactitud de la regulación, aportando al mismo tiempo
una reducción de la complejidad y de los costes.
Este problema se resuelve con las
características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos
ventajosos constituyen los objetos de las reivindicaciones
subordinadas.
La invención se basa en el conocimiento de que
una división física de la unidad de control en una unidad de
control principal semejante a un maestro y en una unidad de control
adicional en forma de una etapa final inteligente ofrece
especialmente las ventajas siguientes:
Mediante el empleo de señales de entrada y
modelos físicos - que de todos modos se presentan ya también
usualmente en determinados sistemas de vehículo automóvil para
otras funciones de regulación de la dinámica de marcha - como
parámetros en la unidad de control principal se pueden proporcionar
unas prestaciones dinámicas de marcha ilimitadamente exactas. Esto
es posible sin un coste adicional cuando la unidad de control
principal está integrada en un aparato de control que está ya
previsto para otros sistemas de regulación de la dinámica de
marcha. Especialmente ventajoso para ello es el aparato de control
electrónico para funciones de regulación del freno (por ejemplo,
conocidas bajo las abreviaturas ABS/ASC, DSC, FDR).
Asimismo, mediante redundancias factibles es
posible una mejora de propiedades de marcha de emergencia.
En el dibujo se ha representado un ejemplo de
realización de la invención. Muestran:
La figura 1, esquemáticamente, un vehículo con
tracción temporal a las cuatro ruedas que presenta un embrague de
transmisión ajustable por medio de una unidad de control principal y
una unidad de control adicional, ilustrado con ayuda del ejemplo de
un vehículo automóvil con tracción fundamentalmente a las ruedas
traseras y dotado de un accionamiento de las ruedas delanteras que
se puede conectar a través de un embrague de transmisión, y
La figura 2, una representación posible de la
distribución de tareas entre la unidad de control principal y la
unidad de control adicional.
En la figura 1 se representa un vehículo con
tracción temporal a las cuatro ruedas en forma de un vehículo
automóvil con tracción fundamentalmente a las ruedas traseras y
dotado de un accionamiento de las ruedas delanteras que se puede
conectar en caso necesario a través de un embrague de transmisión 1.
El embrague de transmisión 1 puede ser ajustado por medio de una
unidad de control constituida por una unidad de control principal 8
y una unidad de control adicional 10. La unidad de control adicional
10 está espacialmente separada de la unidad de control principal 8
y está dispuesta en las proximidades del embrague de transmisión
1.
La unidad de control principal 8, que
preferiblemente es parte de un aparato electrónico de regulación y
control de la dinámica de marcha (por ejemplo, el DSC de BMW),
calcula un par de acoplamiento nominal M_{Knom} (véase también la
figura 2) en función de parámetros captados y/u obtenidos en el
aparato de control. El par de acoplamiento nominal M_{Knom} es
retransmitido a la unidad de control adicional 10 a través del bus
de datos conocido CAN del vehículo. La unidad de control adicional
10 convierte el par de acoplamiento nominal M_{Knom} en una señal
de activación eléctrica correspondiente para el dispositivo actuador
(por ejemplo, en una señal de corriente para un motor eléctrico
unido con el embrague de transmisión 1).
La unidad de control adicional 10 recibe a
través del bus de datos CAN otras magnitudes de entrada por medio
de las cuales puede realizar una función de marcha de emergencia en
caso de que se presente un defecto definido.
En un vehículo según la figura 1 se transmite
con el embrague de transmisión 1 abierto todo el par de giro (par
de accionamiento) de la unidad de accionamiento 9 a las ruedas 6 y 7
del eje trasero 3. Preferiblemente, la unidad de accionamiento 9
está constituida por un motor de combustión interna, una transmisión
y al menos un aparato de control del accionamiento (no representado
aquí con detalle). El aparato de control del accionamiento se
comunica también, por ejemplo a través del bus de datos conocido
CAN, con la unidad de control principal 8 y la unidad de control
adicional 10. En la figura 1 las ruedas traseras 6 y 7 son las
ruedas de accionamiento primarias, ya que están unidas
permanentemente con la unidad de accionamiento 9. Al aumentar el par
de acoplamiento en el embrague de transmisión 1, la unidad de
accionamiento 9 acciona también las ruedas 4 y 5 del eje delantero
2. Por tanto, las ruedas delanteras 4 y 5 son las ruedas de
accionamiento secundarias.
La unidad de control principal 8 capta u
obtiene, por ejemplo, los parámetros siguientes (véase también la
figura 2) para obtener el par de acoplamiento nominal
M_{Knom}:
La posición FP del pedal del acelerador, la
velocidad de accionamiento del pedal del acelerador dFP/dt, el
número de revoluciones del motor n_{Mot}, el par del motor (= par
de giro del motor de combustión interna) o el par de accionamiento
M_{Acc} (= par de giro del árbol cardánico por el lado de salida
de la transmisión), el ángulo de dirección LW, la tasa de guiñada o
la velocidad angular de guiñada r y los números de revoluciones
n_{VL}, n_{HL}, n_{VR}, n_{HR} de todas las ruedas 4, 5, 6,
7. A partir de los números de revoluciones n_{VL}, n_{HL},
n_{VR}, n_{HR} de las ruedas se obtienen, en relación con otras
informaciones que se presentan en la unidad de control principal 8,
las velocidades v_{VL}, v_{HL}; v_{VR}, v_{HR} de todas las
ruedas 4, 5, 6 y 7, así como la velocidad v del vehículo.
En la figura 2 se muestran más detalles de la
unidad de control principal 8 y de su cooperación con la unidad de
control adicional 10.
En la unidad de control principal 8 se obtiene
por medio de la unidad de regulación 11, teniendo en cuenta el
resbalamiento de las ruedas y las magnitudes dinámicas de marcha,
tales como sobrevirado y subvirado, una porción de regulación
dinámica de marcha M_{K\_regulador} para la determinación del par
de acoplamiento nominal M_{Knom}.
En la unidad de pilotaje 12 se obtiene una
porción de pilotaje fundamental corregida M_{K\_fund\_corr} y
preferiblemente se entrega ésta a una unidad coordinadora 14. En
una unidad 13 de obtención de par ciego se puede obtener un par
ciego M_{K\_delta\_n} referido al resbalamiento de las ruedas y se
puede entregar éste también a la unidad coordinadora 14. Por pares
ciegos se entienden pares perturbadoras que pueden conducir a una
deformación por tensiones de la línea de accionamiento, por ejemplo
debido a circunferencias diferentes de los neumáticos. El par ciego
M_{K\_delta\_n} se obtiene preferiblemente en función de las
velocidades de las ruedas, el par del motor o el par de
accionamiento, el peso del vehículo y los factores de tolerancia de
los neumáticos. La unidad 13 de obtención de par ciego y/o la
unidad coordinadora 14 son únicamente perfeccionamientos ventajosos.
La unidad de pilotaje 12 puede estar unida también directamente con
el sumador 15.
El par de salida M_{K\_coordinador} de la
unidad coordinadora 14, que es casi siempre igual a la porción de
pilotaje fundamental corregida M_{K\_fund\_corr}, es retransmitido
al sumador 15. En el sumador 15 tiene lugar la suma del par de
salida M_{K\_coordinador} de la unidad coordinadora 14 con la
porción de regulación dinámica de marcha M_{K\_regulador}. En la
unidad de salida 16 se determina definitivamente el par de
acoplamiento nominal M_{Knom} que debe ajustarse realmente y se
entrega éste al aparato de control adicional 10.
El par de acoplamiento nominal M_{Knom} a
ajustar es obtenido por la unidad de control 8 fundamentalmente
sumando la porción de pilotaje fundamental corregida
M_{K\_fund\_corr} (pilotaje normal) con una porción de regulación
dinámica de marcha M_{K\_regulador} cuando no se obtenga, por
ejemplo por parte de la unidad coordinadora 14 o la unidad de
salida 16, otra prescripción de prioridad superior. La unidad de
salida 16 obtiene como señal de entrada del aparato de control
adicional 10, a través del bus de datos CAN, un par de limitación
máximo admisible M_{K\_max} prefijado por el grado de cargo del
dispositivo actuador. A este fin, se presenta en el aparato de
control adicional 10 un modelo matemático de potencia de pérdida que
tiene en cuenta especialmente el grado de carga del dispositivo
actuador (por ejemplo, motor eléctrico) y de las láminas de aceite
del embrague de transmisión 1. Este par de limitación M_{K\_max}
puede ser tenido en cuenta también en la unidad coordinadora 14.
Claims (3)
1. Dispositivo de control para un vehículo
automóvil dotado de tracción al menos temporal a las cuatro ruedas,
que comprende una unidad de control (8, 10) por medio de la cual se
puede distribuir en forma variable el par de accionamiento de la
unidad de accionamiento (9) hacia ruedas de accionamiento primarias
(6, 7), que están unidas permanentemente con la unidad de
accionamiento (9), y hacia ruedas de accionamiento secundarias (4,
5) que se pueden unir en caso necesario con la unidad de
accionamiento (9) a través de un embrague de transmisión (1), para
lo cual la unidad de control (8, 10) obtiene un par de acoplamiento
nominal que puede ajustarse por medio de un dispositivo actuador en
el embrague de transmisión (1), estando constituida la unidad de
control por una unidad de control principal (8) y una unidad de
control adicional (10), calculando la unidad de control principal
(8), en función de parámetros captados y/u obtenidos, el par de
acoplamientos nominal (M_{Knom}), el cual es retransmitido a la
unidad de control adicional (10), y convirtiendo la unidad de
control adicional (10) el par de acoplamiento nominal (M_{Knom})
en una señal de activación eléctrica correspondiente para el
dispositivo actuador, caracterizado porque la unidad de
control adicional (10) está espacialmente separada de la unidad de
control principal (8) y se encuentra dispuesta en las proximidades
del embrague de transmisión (1), y porque la unidad de control
adicional (10) recibe otras magnitudes de entrada por medio de las
cuales puede realizar una función de marcha de emergencia en caso de
que exista un defecto definido.
2. Dispositivo de control según la
reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control
principal (8) está integrada en un aparato de control que está
previsto también para otras funciones de regulación de la dinámica
de marcha.
3. Dispositivo de control según la
reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control
principal (8) y la unidad de control adicional (10) están unidas una
con otra a través de un bus de datos (CAN).
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