ES2279274T3 - Direccion asistida electrohidraulica. - Google Patents
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Abstract
Dirección asistida electrohidráulica para un vehículo (2), con una unidad de suministro de presión (3) que consta de una bomba hidráulica (4) que está accionada por un motor eléctrico (5), cuyo número de revoluciones (n) se determina conforme a una señal de ajuste (Iv) de un sensor (6) mediante una disposición de control y/o de regulación (7), en que el sensor (6) es un sensor (8) para medir la velocidad de marcha del vehículo (2) y el número de revoluciones (n) del motor eléctrico (5) es modificado conforme a la señal de ajuste (Iv) por la disposición de control y/o de regulación (7) de forma no proporcional a la velocidad de marcha (v), caracterizada por las siguientes características: * el número de revoluciones (n) del motor eléctrico (5) es, desde el estado de parada del vehículo (2) hasta alcanzarse una primera velocidad de marcha (v1) prefijable del vehículo (2), un primer número de revoluciones (n1) aproximadamente constante, * al superarse una segunda velocidad de marcha (v2) prefijable del vehículo (2), el número de revoluciones (n) del motor eléctrico (5) es un segundo número de revoluciones (n2) elevado respecto al primer número de revoluciones (n1).
Description
Dirección asistida electrohidráulica.
La invención se refiere a una dirección asistida
electrohidráulica para un vehículo según el preámbulo de la
reivindicación 1.
El documento EP 0791 523 A2 describe una
dirección asistida electrohidráulica con una regulación adaptativa
del número de revoluciones de un motor eléctrico de una unidad de
suministro de presión. La unidad de suministro de presión consta de
una bomba hidráulica para impulsar el medio a presión para un
servocilindro de la dirección electrohidráulica. La bomba hidráulica
es accionada por un motor eléctrico, cuyo número de revoluciones es
regulado por una disposición de control y/o de regulación en función
de señales de ajuste de sensores. Para este fin, unos sensores miden
el flujo del medio a presión por el lado de salida de la bomba
hidráulica, las oscilaciones de caudal volumétrico del flujo del
medio a presión a la salida del servocilindro, las oscilaciones del
medio a presión entre la bomba hidráulica y una válvula de dirección
y el consumo de corriente eléctrica del motor eléctrico. De este
modo puede minimizarse el consumo de energía de la dirección
asistida electrohidráulica.
La dirección asistida electrohidráulica y su
regulación son costosas y no están optimizadas desde el punto de
vista del coste.
Otra dirección asistida electrohidráulica es
conocida también a través del documento GB 2122150.
La invención tiene como base la tarea de crear
una dirección asistida electrohidráulica que con una estructura
sencilla esté mejorada respecto al desarrollo de ruido y al consumo
de energía.
La tarea se resuelve con una dirección asistida
electrohidráulica con las características de la reivindicación
1.
A través del hecho de que la dirección asistida
electrohidráulica prevé una regulación, en función de la velocidad
de marcha, del número de revoluciones del motor eléctrico de la
bomba hidráulica, el número de revoluciones del motor eléctrico y
con ello las emisiones de ruido y el consumo de energía de la unidad
de suministro de presión formada por la bomba hidráulica y el motor
eléctrico son fundamentalmente menores en caso de parada o para
velocidad de marcha baja del vehículo que para una velocidad de
marcha más alta. Los ruidos de marcha del vehículo se superponen
para una velocidad de marcha más elevada a la emisión de ruido de la
unidad de suministro de presión de la dirección asistida
electrohidráulica.
El número de revoluciones del motor eléctrico es
variado de forma no proporcional conforme a una señal de ajuste de
un sensor de velocidad de marcha de una disposición de control y/o
de regulación para el motor eléctrico, es decir en caso de parada o
para una velocidad de marcha baja del vehículo el número de
revoluciones del motor eléctrico adopta un valor, que asegura que
también teniendo en cuenta pérdidas por resbalamiento en la bomba
hidráulica, efectos de la temperatura del medio a presión y la
histéresis en la dirección asistida electrohidráulica esté
disponible un caudal volumétrico suficiente de medio a presión para
apoyar con un par de servomotor los movimientos de dirección de un
conductor del vehículo habituales en caso de parada o para una
marcha lenta del vehículo o convertirlos completamente en un giro de
una o de varias ruedas de dirección del vehículo.
Realizaciones preferidas resultan de las
reivindicaciones subordinadas.
Es conveniente mantener constante el número de
revoluciones del motor eléctrico en un intervalo de velocidades de
marcha desde la parada del vehículo hasta alcanzar una primera
velocidad de marcha comparativamente pequeña, que puede prefijarse
en la disposición de control y/o de regulación del motor eléctrico.
Tras superarse una segunda velocidad de marcha igualmente prefijable
del vehículo, el número de revoluciones del motor eléctrico adopta
un segundo valor aumentado en comparación con el primer número de
revoluciones. Este segundo número de revoluciones puede ser
variable, preferentemente proporcional a la velocidad de marcha del
vehículo. Puede ser también conveniente ajustar a un valor
aproximadamente constante este segundo número de revoluciones del
motor eléctrico para establecer una dirección asistida
electrohidráulica particularmente económica.
Puede ser también conveniente prever un retardo
del proceso de conmutación desde el primer número de revoluciones al
segundo número de revoluciones o prever un segundo intervalo de
número de revoluciones del motor eléctrico, mediante el recurso de
que la segunda velocidad de marcha prefijable, a partir de la que el
motor eléctrico adopta el segundo número de revoluciones o el
segundo intervalo de número de revoluciones, es escogida de forma
ligeramente diferente, es decir con un valor más alto que la primera
velocidad de marcha prefijable.
En una forma de realización particularmente
preferida de la dirección asistida electrohidráulica, la primera
velocidad de marcha prefijable es de aproximadamente 10 km/h y la
segunda velocidad de marcha prefijable de aproximadamente 15 km/h.
El motor eléctrico de la unidad de suministro de presión es
accionado preferentemente por modulación de anchura de impulsos.
La invención es descrita ahora con ayuda de un
ejemplo de realización y con ayuda de los dibujos adjuntos, que
reproducen las siguientes representaciones.
La figura 1 muestra una representación
esquemática de una dirección asistida electrohidráulica para un
vehículo,
la figura 2 muestra el número de revoluciones de
un motor eléctrico de la unidad de suministro de presión dibujado
respecto a la velocidad de marcha con un segundo número de
revoluciones variable,
la figura 2a muestra otra evolución del número
de revoluciones de un motor eléctrico de la unidad de suministro de
presión,
la figura 2b muestra otra evolución del número
de revoluciones de un motor eléctrico de la unidad de suministro de
presión con un segundo número de revoluciones creciente de forma
estrictamente monótona
la figura 3a muestra otra evolución del número
de revoluciones de un motor eléctrico con un segundo número de
revoluciones aproximadamente constante,
la figura 3b muestra otra evolución del número
de revoluciones de un motor eléctrico con un segundo número de
revoluciones aproximadamente constante.
En la figura 1 se representan esquemáticamente
componentes esenciales de una dirección asistida electrohidráulica 1
para un vehículo 2. La dirección asistida electrohidráulica 1 sirve
para la modificación de un ángulo de dirección de ruedas de
dirección 9 del vehículo 2. Las ruedas de dirección 9 están unidas
de modo en sí conocido a sus brazos de dirección de ruedas 10 a
través de barras de acoplamiento 11, unidas articuladamente a éstos,
y de una cremallera 12. La dirección asistida 1 mostrada representa
una dirección hidráulica de cremallera con salida lateral. La
cremallera 12 está guiada axialmente a través de un servocilindro
13, cuyos espacios de trabajo 15, 15' separados por un pistón 14 son
cargados por el medio a presión de una unidad de suministro de
presión 3 de la dirección asistida electrohidráulica 1. Sobre la
cremallera 12 se desplaza un piñón 16 fijado de forma solidaria en
rotación al extremo axial 17 de un árbol de dirección 18. El otro
extremo axial 19 del árbol de dirección 18 está unido de forma
solidaria en rotación a un mando de dirección 20. La cremallera 12 y
el servocilindro 13 actúan aditivamente sobre las barras de
acoplamiento 11 y los brazos de dirección de ruedas 10.
La unidad de suministro de medio a presión 3
está formada por un motor eléctrico 5, que es controlado en cuanto a
número de revoluciones por una disposición de control y/o de
regulación 7 y acciona una bomba hidráulica 4. La bomba hidráulica 4
impulsa medio a presión hacia una válvula de dirección 21, en que
una corredera giratoria de la válvula de dirección 21 es girada por
el árbol de dirección 18 en la válvula de dirección 21 y distribuye
medio a presión a los espacios de trabajo 15, 15' del servocilindro
13.
Para minimizar el consumo de energía de la
unidad de suministro de presión 3 y minimizar la emisión de ruido de
la unidad de suministro de presión 3, está previsto incrementar el
número de revoluciones n del motor eléctrico 5 de forma no
proporcional a la velocidad de marcha v en caso de parada y hasta
alcanzarse una primera velocidad de marcha v_{1} prefijable del
vehículo 2, sino prefijar de forma aproximadamente constante un
número de revoluciones n_{1} a través de la disposición de control
y/o de regulación 7. El número de revoluciones n del motor eléctrico
5 es regulado según esto en función de la velocidad de marcha, pero
de forma no proporcional a la velocidad de marcha v del vehículo
2.
El número de revoluciones n_{1} del motor
eléctrico 5 tiene en cuenta la potencia necesaria de dirección en el
intervalo de velocidades de marcha entre 0 km/h y v_{1}, y además
la potencia perdida de la dirección asistida electrohidráulica 1, en
que se consigue un caudal volumétrico de salida de la bomba
hidráulica 4 que hace posible una precisión de dirección elevada sin
asumir un umbral de reacción incómodo de la dirección asistida
(véanse las figuras 2 hasta 3a). El número de revoluciones n_{1}
del motor eléctrico 5 provoca una emisión de ruido pequeña mientras
que el vehículo 2 está parado o se mueve con una velocidad de marcha
comparativamente pequeña, menor o igual a v_{1}, y con ello con
ruidos de rodadura y de motor bajos. El confort de marcha es
mejorado con ello claramente.
Como muestran las figuras 2 hasta 3a, el número
de revoluciones n del motor eléctrico 5 es aumentado hasta un
segundo número de revoluciones n_{2} más alto al superarse una
segunda velocidad de marcha v_{2} seleccionable del vehículo 2. La
medición de la velocidad de marcha v del vehículo 2 se produce
mediante uno o más sensores 6, que miden con diferentes principios
funcionales la velocidad de marcha v del vehículo 2 y están
conformados como sensores de velocidad de marcha 8.
La variación del número de revoluciones del
motor eléctrico 5 es llevada a cabo por la disposición de control
y/o de regulación 7 conforme a una señal de ajuste I_{v} del
sensor 8. El segundo número de revoluciones n_{2} más elevado,
adoptado por el motor eléctrico 5, puede ser ajustado de forma
variable en función de la velocidad de marcha v (véanse las figuras
2, 2a, 2b) o de forma constante (véanse las figuras 3a, 3b).
Como muestran las figuras 2 y 2a, puede ser
conveniente prever una dependencia lineal del número de revoluciones
n_{2} respecto a la velocidad de marcha v. Puede ser conveniente
también, como muestra la figura 2b, prever que el aumento del número
de revoluciones sea creciente de forma estrictamente monótona al
aumentar la velocidad de marcha v. El incremento del número de
revoluciones n del motor eléctrico 5 puede producirse de forma
retardada al aumentar la velocidad de marcha v, mediante el recurso
de que la segunda velocidad de marcha v_{2} prefijable se escoge
con un valor ligeramente más alto que la primera velocidad de marcha
v_{1}. En las figuras 2a, 2b, 3a y 3b se muestra esto en ejemplos
de realización, en que v_{1} tiene un valor de aproximadamente 10
km/h y v_{2} un valor de aproximadamente 15 km/h.
| 1 | Dirección asistida electrohidráulica | 26 | |
| 2 | Vehículo | 27 | |
| 3 | Unidad de suministro de presión | 28 | |
| 4 | Bomba hidráulica | 29 | |
| 5 | Motor eléctrico | 30 | |
| 6 | Sensor | 31 | |
| 7 | Disposición de control y/o de regulación | 32 | |
| 8 | Sensor para medir la velocidad de marcha | 33 | |
| 9 | Rueda de dirección | 34 | |
| 10 | Brazo de dirección de rueda | 35 | |
| 11 | Barra de acoplamiento | 36 | |
| 12 | Cremallera | 37 | |
| 13 | Servocilindro | 38 | |
| 14 | Pistón | 39 | |
| 15, 15' | Espacio de trabajo | 40 | |
| 16 | Piñón | 41 | |
| 17 | Extremo de 18 | 42 | |
| 18 | Árbol de dirección | 43 | |
| 19 | Extremo de 18 | 44 | |
| 20 | Mando de dirección | 45 | |
| 21 | Válvula de dirección | 46 | |
| 22 | 47 | ||
| 23 | 48 | ||
| 24 | 49 | ||
| 25 | 50 | ||
| n, n_{1}, n_{2} | Número de revoluciones | ||
| I_{v} | Señal de ajuste | ||
| v, v_{1}, v_{2} | Velocidad de marcha | ||
Claims (8)
1. Dirección asistida electrohidráulica para un
vehículo (2), con una unidad de suministro de presión (3) que consta
de una bomba hidráulica (4) que está accionada por un motor
eléctrico (5), cuyo número de revoluciones (n) se determina conforme
a una señal de ajuste (I_{v}) de un sensor (6) mediante una
disposición de control y/o de regulación (7), en que el sensor (6)
es un sensor (8) para medir la velocidad de marcha del vehículo (2)
y el número de revoluciones (n) del motor eléctrico (5) es
modificado conforme a la señal de ajuste (I_{v}) por la
disposición de control y/o de regulación (7) de forma no
proporcional a la velocidad de marcha (v), caracterizada por
las siguientes características:
- -
- el número de revoluciones (n) del motor eléctrico (5) es, desde el estado de parada del vehículo (2) hasta alcanzarse una primera velocidad de marcha (v_{1}) prefijable del vehículo (2), un primer número de revoluciones (n_{1}) aproximadamente constante,
- -
- al superarse una segunda velocidad de marcha (v_{2}) prefijable del vehículo (2), el número de revoluciones (n) del motor eléctrico (5) es un segundo número de revoluciones (n_{2}) elevado respecto al primer número de revoluciones (n_{1}).
2. Dirección asistida electrohidráulica según la
reivindicación 1, caracterizada porque el segundo número de
revoluciones (n_{2}) del motor eléctrico (5) es variable.
3. Dirección asistida electrohidráulica según la
reivindicación 2, caracterizada porque el segundo número de
revoluciones (n_{2}) del motor eléctrico (5) es proporcional a la
velocidad de marcha (v_{2}) del vehículo (2).
4. Dirección asistida electrohidráulica según la
reivindicación 1, caracterizada porque el segundo número de
revoluciones (n_{2}) del motor eléctrico (5) es constante.
5. Dirección asistida electrohidráulica según
una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizada porque
la segunda velocidad de marcha (v_{2}) prefijable es ligeramente
más alta que la primera velocidad de marcha (v_{1})
prefijable.
6. Dirección asistida electrohidráulica según
una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizada porque
la primera velocidad de marcha (v_{1}) prefijable es de
aproximadamente 10 km/h.
7. Dirección asistida electrohidráulica según
una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque
la segunda velocidad de marcha (v_{2}) prefijable es de
aproximadamente 15 km/h.
8. Dirección asistida electrohidráulica según
una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizada porque
el motor eléctrico (5) es modulado en anchura de impulsos por la
disposición de control y/o de regulación (7).
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES04024504T Expired - Lifetime ES2279274T3 (es) | 2003-10-15 | 2004-10-14 | Direccion asistida electrohidraulica. |
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