ES2294552T3 - Sistema de control para un vehiculo automovil de traccion al menos temporal a las cuatro ruedas. - Google Patents
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Abstract
Sistema de control para un vehículo automóvil 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 de forma variable el par de accionamiento de una unidad de accionamiento (9) sobre unas ruedas motrices primarias (6), que están unidas permanentemente con la unidad de accionamiento, y sobre unas ruedas motrices secundarias (4) que se pueden unir, en caso necesario, con la unidad de accionamiento, en donde, para distribuir el par de accionamiento, se ajusta por medio de la unidad de control (8, 10) un par de embrague de un embrague de transferencia (1) dispuesto entre la unidad de accionamiento y las ruedas motrices secundarias (4), caracterizado porque la unidad de control (8, 10) está configurada de tal manera que se asigna a un par de embrague nominal (MKnom), a través de una curva característica, un recorrido de regulación (() para el actuador que acciona el embrague de transferencia, y, al presentarse al menos una condición de funcionamiento definida mediante la cual se aseguran ruedas rodando en forma estable, se prefija por parte de la unidad de control un recorrido de regulación (() que, según la curva característica, lleva a un estado no completamente bloqueado del embrague de transferencia (1), y porque se puede calcular a continuación por parte de la unidad de control el par de embrague real (MEMBR) solamente a partir del resbalamiento de accionamiento (slVA) en el eje delantero, el resbalamiento de accionamiento (slHA) en el eje trasero y el par de accionamiento total (MKAR).
Description
Sistema de control para un vehículo automóvil de
tracción al menos temporal a las cuatro ruedas.
La invención se refiere a un sistema de control
para un vehículo automóvil de tracción al menos temporal a las
cuatro ruedas según el preámbulo de la reivindicación 1.
Tales sistemas de control se encuentran
descritos, 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 que actúa como
bloqueo longitudinal (embrague de transferencia). Mediante la
fijación de una relación de distribución del par de giro se puede
influir considerablemente sobre el comportamiento de marcha de un
vehículo. El objeto del documento DE 100 54 023 A1 se ocupa aquí
especialmente de la dinámica de marcha durante la circulación en
curvas.
En lo que sigue, generalizando a este respecto,
se designan como ruedas motrices primarias las ruedas unidas
permanentemente con la unidad de accionamiento y como ruedas
motrices secundarias las ruedas que, en caso necesario, pueden
unirse con la unidad de accionamiento a través del embrague de
transferencia.
El cometido de la invención consiste en mejorar
un sistema de control de la clase citada al principio en lo que
respecta a la precisión de ajuste del embrague de transferencia.
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
en un sistema nuevo la curva característica en la unidad de control
mediante la cual se asigna un recorrido de regulación a un par de
embrague nominal lleva con relativa precisión a un par de embrague
real que corresponde al par de embrague nominal. Sin embargo, en un
sistema bastante viejo el mismo recorrido de regulación podría
llevar a un par de embrague real que sea más pequeño que el par de
embrague nominal.
Esto puede reconocerse cuando pueda obtenerse la
diferencia entre el par de embrague nominal y el par de embrague
realmente ajustado. El par de embrague nominal es conocido, pero no
lo es el par de embrague realmente ajustado. El par de embrague
realmente ajustado deberá calcularse según la invención en la forma
más sencilla posible y con ahorro de sensores adicionales. El
cálculo se efectúa aquí solamente en una condición de
funcionamiento, especialmente con ruedas rodando en forma estable,
mediante la cual puedan realizarse simplificaciones en el cálculo,
ya que se pueden despreciar determinadas magnitudes
desconocidas.
Si se consideran las curvas de resbalamiento
conocidas para el eje delantero y para el eje trasero, se deberá
presentar preferiblemente la zona lineal de la curva de
resbalamiento para que se asegure una rodadura estable de todas las
ruedas sin resbalamiento. Expresado de otra manera, se deberán
presentar las mismas rigideces longitudinales (k) en los neumáticos
de las ruedas del eje delantero y de las ruedas del eje trasero para
que quede asegurado un comportamiento lo más idéntico posible en
los neumáticos de las ruedas del eje delantero y en los del eje
trasero (véase también la representación de curvas de resbalamiento
conocidas en la figura 3a y en la figura 3b).
Preferiblemente, la vigilancia de la precisión
de ajuste del embrague de transmisión efectuada según la invención
se realiza por medio de los sensores de número de revoluciones de
las ruedas o los sensores de velocidad angular de las ruedas que
están presentes de todos modos. Se puede incrementar entonces la
precisión del diagnóstico cuando éste se realice en otras
condiciones de funcionamiento mediante las cuales se asegure que en
lo posible no pueda producirse ningún resbalamiento de las ruedas,
salvo el debido a una imprecisión de ajuste del embrague de
transferencia o de su actuador.
La ventaja de la invención reside en el
diagnóstico de la precisión de ajuste sin una sensórica
adicional.
En el dibujo se representa un ejemplo de
realización de la invención. Muestran:
La figura 1, esquemáticamente, un vehículo de
tracción temporal a las cuatro ruedas con un embrague de
transferencia ajustable a través de una unidad de control, en el
ejemplo de un vehículo de tracción fundamentalmente a las ruedas
traseras con accionamiento de las ruedas delanteras conectable a
través de un embrague de transferencia,
La figura 2, un ejemplo de una curva
característica originalmente archivada (representada con línea
continua) y una curva característica corregida (representada con
línea de trazos) para la asignación de un par de embrague nominal
prefijado a un recorrido de regulación del actuador, y
Las figuras 3a y 3b, una evolución típica de las
llamadas curvas de resbalamiento para las ruedas del eje delantero
y para las ruedas del eje trasero.
\newpage
En la figura 1 se representa un vehículo de
tracción temporal a las cuatro ruedas en forma de un vehículo
automóvil de tracción fundamentalmente a las ruedas traseras con un
accionamiento de las ruedas delanteras conectable en caso necesario
a través de un embrague de transferencia 1. El embrague de
transferencia 1 es ajustable a través de una unidad de control 8.
La unidad de control 8 puede contener un aparato de control
adicional 10 externamente montado que, por ejemplo, convierta el par
de embrague nominal prefijado M_{Knom} en una corriente para
activar la unidad de regulación del embrague de transferencia 1.
Preferiblemente, se archiva aquí una curva característica en la
unidad de control 8 o en el aparato de control adicional 10 (cuando
esté presente), la cual asigna a un par de embrague nominal
M_{Knom} un recorrido de regulación definido \varphi del
actuador (véase la figura 2, línea continua).
En un vehículo según la figura 1 se tiene que,
con el embrague de transferencia 1 abierto, se transfiere a las
ruedas 6 y 7 del eje trasero 3 todo el par de giro (par de
accionamiento total M_{KAR}) de la unidad de accionamiento 9,
constituida preferiblemente por un motor de combustión interna 9.1,
una transmisión 9.2 y al menos un aparato de control del
accionamiento (no representado aquí intencionadamente). Las ruedas
traseras 6 y 7 son aquí las ruedas motrices primarias, ya que están
unidas permanentemente con la unidad de accionamiento 9. Al
aumentar el par de embrague en el embrague de transferencia 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
motrices secundarias.
Para la distribución variable del par de giro o
para la determinación de un par de embrague nominal M_{Knom} a
prefijar, la unidad de control 8 capta, además de otras señales de
entrada, especialmente los números de revoluciones de las ruedas o
las velocidades angulares w_{VL}, w_{HL}, w_{VR}, w_{HR} de
todas las ruedas 4, 5, 6, 7. Asimismo, la unidad de control 8 capta
o determina para ello, por ejemplo, la velocidad v_{FZG} del
vehículo, el ángulo de conducción LW y el valor FP del pedal del
acelerador. Para el diagnóstico según la invención se calculan la
velocidad angular w_{VA} del árbol de accionamiento para el eje
delantero y la velocidad angular w_{HA} del árbol de
accionamiento para el eje trasero a partir de las velocidades
angulares w_{VL}, w_{HL}, w_{VR}, w_{HR} de las ruedas, las
cuales son captadas de todos modos. Si en la unidad de control 8 o
en el aparato de control adicional 10 se reconoce una diferencia
entre las velocidades angulares w_{VA} y w_{HA}, se presenta un
resbalamiento del embrague de transferencia 1.
En función del par de embrague nominal prefijado
M_{Knom} o en función del recorrido de regulación ajustado
\varphi del actuador del embrague de transferencia 1 que resulta
del par de embrague nominal M_{Knom} a través de la curva
característica de la figura 2, se divide el par de accionamiento
total M_{KAR} en un par de accionamiento M_{VA} transferido
desde el eje delantero y un par de accionamiento M_{HA}
transferido desde el eje trasero. El par de embrague realmente
ajustado M_{EMBR} corresponde en el estado parcialmente bloqueado
al par de accionamiento M_{VA} transferido desde el eje
delantero.
Según la invención, al presentarse al menos una
condición de funcionamiento definida mediante la cual se aseguran
ruedas rodando en forma estable, se prefija por parte de la unidad
de control 8; 8, 10 un recorrido de regulación \varphi que, según
la curva característica citada, lleva a un estado no completamente
bloqueado del embrague de transferencia 1; es decir, el embrague de
transferencia 1 deberá resbalar. Se aseguran ruedas rodando en
forma estable cuando, por ejemplo, se presentan rigideces
longitudinales iguales k en los neumáticos de las ruedas del eje
delantero y de las ruedas del eje trasero; es decir que, mirando a
las figuras 3a y 3b, el diagnóstico según la invención se realiza
solamente en la zona lineal LB de las curvas de resbalamiento. A
continuación, se calcula por parte de la unidad de control el par de
embrague real M_{EMBR} solamente a partir del resbalamiento de
accionamiento sl_{VA} en el eje delantero, el resbalamiento de
accionamiento sl_{HL} en el eje trasero y el par de accionamiento
total M_{KAR}, por ejemplo por medio de la fórmula siguiente:
en la
que
- M_{EMBR}
- el par de embrague realmente ajustado
- M_{KAR}
- el par de entrada en el embrague de transferencia o el par de accionamiento total
- sl_{VA}
- el resbalamiento de accionamiento en el eje delantero y
- sl_{HA}
- el resbalamiento de accionamiento en el eje trasero.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se basa en el conocimiento de que,
con ruedas rodando en forma estable, las constantes const para
calcular el par de accionamiento M_{HA} = const x sl_{HA}
transferido desde el eje trasero y el par de accionamiento M_{VA}
= const x sl_{VA} transferido desde el eje delantero pueden ser
despreciadas o acortadas. Se puede medir el resbalamiento de
accionamiento en el eje delantero sl_{VA} y en el eje trasero
sl_{HA} o bien se puede calcular éste a través de las velocidades
angulares w_{VL}, w_{HL}, w_{VR} y w_{HR} de las
ruedas.
Preferiblemente, el recorrido de regulación
\varphi correspondiente, según la curva característica, a un
estado parcialmente bloqueado o la vigilancia de la plausibilidad
del resbalamiento según la invención se prefijan solamente en otras
condiciones de funcionamiento definidas que, especialmente, no
pueden ser causa de la aparición de resbalamiento en una o varias
ruedas. Son especialmente ventajosas para esto al menos las
condiciones de funcionamiento siguientes:
- -
- Rebasamiento de un valor límite prefijado de la velocidad del vehículo (v_{FZG}>v_{lim}). (Se asegura así sustancialmente un coeficiente de rozamiento homogéneo, puesto que las diferencias del coeficiente de rozamiento entre los ejes se hacen de más alta frecuencia al aumentar la velocidad del vehículo. Si ésta está por encima de la frecuencia propia, resultan entonces despreciables para la vigilancia de la plausibilidad de resbalamiento según la invención.)
- -
- Circulación rectilínea (=> ningún resbalamiento cinemático por circulación en curva)
- -
- Circulación constante (=> ningún desplazamiento estático y dinámico de la carga de los ejes)
- -
- Circulación en llano (=> ningún desplazamiento estático y dinámico de la carga de los ejes) y/o
- -
- Presencia de un estado del sistema al menos sustancialmente estabilizado en oscilación. (En particular, los gradientes de los resbalamientos de las ruedas deberán ser al menos casi cero.)
Claims (7)
1. Sistema de control para un vehículo automóvil
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 de forma variable el par de accionamiento de una unidad
de accionamiento (9) sobre unas ruedas motrices primarias (6), que
están unidas permanentemente con la unidad de accionamiento, y
sobre unas ruedas motrices secundarias (4) que se pueden unir, en
caso necesario, con la unidad de accionamiento, en donde, para
distribuir el par de accionamiento, se ajusta por medio de la
unidad de control (8, 10) un par de embrague de un embrague de
transferencia (1) dispuesto entre la unidad de accionamiento y las
ruedas motrices secundarias (4), caracterizado porque la
unidad de control (8, 10) está configurada de tal manera que se
asigna a un par de embrague nominal (M_{Knom}), a través de una
curva característica, un recorrido de regulación (\varphi) para
el actuador que acciona el embrague de transferencia, y, al
presentarse al menos una condición de funcionamiento definida
mediante la cual se aseguran ruedas rodando en forma estable, se
prefija por parte de la unidad de control un recorrido de regulación
(\varphi) que, según la curva característica, lleva a un estado
no completamente bloqueado del embrague de transferencia (1), y
porque se puede calcular a continuación por parte de la unidad de
control el par de embrague real (M_{EMBR}) solamente a partir del
resbalamiento de accionamiento (sl_{VA}) en el eje delantero, el
resbalamiento de accionamiento (sl_{HA}) en el eje trasero y el
par de accionamiento total (M_{KAR}).
2. Sistema de control según la reivindicación 1,
caracterizado porque se corrige la curva característica
archivando para ello cada recorrido de regulación asignado a un par
de embrague nominal modificado en forma proporcional a la
desviación del par embrague real respecto del par de embrague
nominal.
3. Sistema de control según la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque una condición de funcionamiento es
el rebasamiento de un valor límite prefijado
(v_{FZG}>v_{lim}) de la velocidad del vehículo.
4. Sistema de control según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una condición de
funcionamiento es una circulación al menos sustancialmente
rectilínea.
5. Sistema de control según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque una condición de
funcionamiento es una circulación al menos sustancialmente
constante.
6. Sistema de control según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque una condición de
funcionamiento es una circulación al menos sustancialmente en
llano.
7. Sistema de control según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque una condición de
funcionamiento es la presencia de un estado del sistema al menos
sustancialmente estabilizado en oscilación.
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