ES2302004T3 - Dispositivo de control para un vehiculo automovil con traccion al menos temporal a las cuatro ruedas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de control para un vehículo automóvil con tracción al menos temporal a las cuatro ruedas, que comprende una unidad de control por medio de la cual se puede distribuir en forma variable el par de tracción de una unidad de tracción sobre ruedas motrices primarias, que están unidas permanentemente con la unidad de tracción, y sobre ruedas motrices secundarias que se pueden unir en caso necesario con la unidad de tracción a través de un embrague de transferencia, para lo cual la unidad de control obtiene un par de embrague nominal que ha de ajustarse en el embrague de transferencia por medio de un dispositivo actuador, estando configurada la unidad de control (8; 8, 10) de tal manera que al obtener el par de embrague nominal (MKnom) se tenga en cuenta un grado de carga (B2) a corto plazo del embrague de transferencia (1), actuando un grado de carga creciente (B2) a corto plazo en el sentido de aumentar el par, caracterizado porque al obtener el par de embrague nominal (MKnom) se tiene en cuenta también un grado de carga (B3) a largo plazo del embrague de transferencia (1), actuando un grado de carga creciente (B3) a largo plazo - al obtener el par de embrague nominal (MKnom) - en el sentido de reducir el par y priorizándose la consideración del grado de carga (B2) a corto plazo en un nivel más alto que la consideración del grado de carga (B3) a largo plazo.
Description
Dispositivo de control para un vehículo
automóvil con tracción al menos temporal a las cuatro ruedas.
La invención se refiere a un dispositivo de
control para un vehículo automóvil con tracción al menos temporal a
las cuatro ruedas según el preámbulo de la reivindicación 1.
Un dispositivo de control de esta clase se
encuentra descrito, por ejemplo, en el documento
EP-A-1 270 305. En este caso, un
mecanismo de distribución del par de giro para variar la relación de
distribución del par de giro es activado en función de un grado de
carga derivado a través de los pares del embrague.
Se conoce también, por ejemplo, por el documento
DE 100 54 023 A1 un mecanismo 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 barrera
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 el recorrido de
curvas. En este caso, un vehículo automóvil con tracción temporal a
las cuatro ruedas puede ser un vehículo automóvil dotado básicamente
de tracción a las ruedas delanteras y provisto de tracción a las
ruedas traseras conectable a través de un embrague de
transferencia, un vehículo automóvil dotado básicamente de tracción
a las ruedas traseras y provisto de tracción a las ruedas
delanteras conectable a través de un embrague de transferencia o un
vehículo con tracción permanente a todas las ruedas con embrague de
transferencia regulable para variar la distribución del par de giro
entre el eje delantero y el eje trasero.
En lo que sigue se denominan generalizando a
este respecto ruedas motrices primarias las ruedas unidas
permanentemente con la unidad de tracción y ruedas motrices
secundarias las ruedas que pueden unirse en caso necesario con la
unidad de tracción a través del embrague de transferencia.
Asimismo, estos sistemas de control conocidos
presentan casi siempre un control del embrague de transferencia en
función de la diferencia de número de revoluciones entre un número
de revoluciones del eje de tracción primario y el número de
revoluciones del eje de tracción secundario (por ejemplo, documento
DE 34 27 725 C2). Como antecedente técnico adicional se hace
referencia a los documentos US 5,899,951 y
EP-A-1 400 389, los cuales
pertenecen al estado de la técnica según el Artículo 54(3)
CPE.
El problema de la invención consiste en mejorar
un sistema de control de la clase citada al principio en lo que
respecta a la disponibilidad del embrague de transferencia y/o del
dispositivo actuador para controlar dicho embrague de
transferencia.
Este problema se resuelve con las
características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos
ventajosos son los objetos de las reivindicaciones
subordinadas.
La invención se basa en el conocimiento de que
con el objetivo, entre otros, de un aumento de la disponibilidad
del embrague de transferencia y/o del dispositivo actuador se
plantean requisitos parcialmente contradictorios para la obtención
del par de embrague nominal. Estos requisitos diferentes se
manifiestan de momento dentro de la unidad de control en diferentes
pares de embrague nominales intermedios que tienen que coordinarse
para obtener un par de embrague nominal definitivo que deba
realmente ajustarse. Por tanto, es objeto de la presente invención
especialmente una coordinación de pares en forma de una estructura
de priorización de pares de embrague nominales intermedios
diferentes que no dejen tampoco sin tener en cuenta los requisitos
dinámicos de marcha.
En el dibujo se representa un ejemplo de
realización de la invención. Muestran:
La figura 1, esquemáticamente, un vehículo con
tracción temporal a las cuatro ruedas, dotado de un embrague de
transferencia ajustable por medio de una unidad de control, en el
ejemplo de un vehículo automóvil con tracción básicamente a las
ruedas traseras, dotado de tracción a las ruedas delanteras
conectable a través de un embrague de transferencia, y
La figura 2, fragmentos de la unidad de
control.
En la figura 1 se representa un vehículo
automóvil con tracción temporal a las cuatro ruedas en forma de un
vehículo automóvil dotado básicamente de tracción a las ruedas
traseras y provisto de tracción a las ruedas delanteras conectable
en caso necesario a través de un embrague de transferencia 1. El
embrague de transferencia 1 es ajustable por medio de una unidad de
control 8. La unidad de control 8 puede contener un aparato de
control adicional 10 externo, por ejemplo montado en las
proximidades o directamente en el embrague de transferencia 1, el
cual, por ejemplo, convierte el par de embrague nominal prefijado en
una corriente eléctrica para activar la unidad de regulación (no
representada aquí) del embrague de transferencia 1. Sin embargo, la
unidad de control 8 no tiene que estar dividida en dos aparatos de
control parciales.
En un vehículo según la figura 1 se transfiere
con el embrague de transferencia 1 abierto todo el par de giro (par
de tracción) de la unidad de tracción 9 a las ruedas 6 y 7 del eje
trasero 3. Preferiblemente, la unidad de tracción 9 está
constituida por un motor de combustión interna 9.1, una transmisión
9.2 y al menos un aparato de control de tracción (no representado
aquí con más detalle). El aparato de control de tracción se comunica
con la unidad de control 8, por ejemplo, a través del bus de datos
CAN conocido del vehículo automóvil. En la figura 1 las ruedas
traseras 6 y 7 son las ruedas motrices primarias, ya que están
permanentemente unidas con la unidad de tracción 9. Al aumentar el
par de embrague en el embrague de transferencia 1 la unidad de
tracción 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.
La unidad de control 8 detecta u obtiene, además
de otras señales de entrada, especialmente la posición del pedal FP
del acelerador, el ángulo de conducción LW, la velocidad angular de
guiñada r, los números de revoluciones n_{VL}, n_{HL},
n_{VR}, n_{HR} de todas las ruedas 4, 5, 6, 7, el número de
revoluciones n_{M} del motor de combustión interna, el par
M_{M} del motor de combustión interna y la velocidad v del
vehículo.
Para la distribución del par de accionamiento de
la unidad de tracción 9 se prefija un par de embrague M_{Knom} a
ajustar para el embrague de transferencia 1 dispuesto entre la
unidad de tracción 9 o las ruedas motrices primarias 6 y 7 y las
ruedas motrices secundarias 4 y 5. Preferiblemente, la unidad de
control 8 entrega el par de embrague nominal M_{Knom} al aparato
de control adicional 10. El aparato de control adicional 10
convierte el par de embrague nominal M_{Knom} en una corriente
eléctrica para activar el dispositivo actuador, que no se
representa aquí expresamente.
En el caso de la división en dos unidades de
control parciales, la unidad de control 8 capta preferiblemente por
medio del aparato de control adicional 10 u obtiene ella misma en
función de señales de entrada correspondientes el grado de carga
del dispositivo actuador o del embrague de transferencia 1. En este
caso, se diferencia preferiblemente entre el grado de carga B3 a
largo plazo de las láminas en aceite del embrague de transferencia
1, el grado de carga B2 a corto plazo de las láminas en aceite del
embrague de transferencia 1 y el grado de carga B1 del actuador. El
actuador es preferiblemente un motor eléctrico que mueve un
mecanismo de tornillo sinfín para abrir y cerrar las láminas en
aceite. Un grado de carga puede ser un valor absoluto o relativo
que se obtenga especialmente sobre la base de la captación de
valores de fricción, curvas características de daños o evoluciones
de temperatura.
En la figura 2 se muestran otros detalles de la
unidad de control 8.
En la unidad de control 8 se obtiene por medio
de la unidad de regulador 1, teniendo en cuenta el resbalamiento de
las ruedas y las magnitudes dinámicas de marcha, como sobreviraje y
subviraje, una porción de regulación dinámica de marcha
M_{K\_regulador} para la determinación del par de embrague nominal
M_{Knom}. En una unidad de pilotaje (no representada aquí con más
detalle) se obtiene una porción de pilotaje fundamental M_{K\_pil}
en función de señales de entrada obtenidas que pueden deducirse
especialmente del deseo del conductor, y se envía dicha porción de
pilotaje preferiblemente a un coordinador de pilotaje 21.
En un bloque de protección 27 a largo plazo se
tiene en cuenta el grado de carga B3 a largo plazo del embrague de
transferencia 1. Se prefija por el bloque de protección 27 a largo
plazo un par de embrague máximo admisible M_{K\_L\_largo} cuando
el grado de carga B3 a largo plazo es mayor que un umbral prefijado.
En este caso, el grado de carga B3 a largo plazo puede estar
caracterizado, por ejemplo, por un llamado daño obtenido a
consecuencia de pérdidas de rozamiento. Preferiblemente, el par de
embrague máximo admisible M_{K\_L\_largo} es prefijado también
solamente cuando una magnitud proporcional a la temperatura exterior
sea mayor que un umbral de temperatura prefijado. Esta ejecución de
la invención se basa en el conocimiento de que bajo carga de larga
duración una alta temperatura exterior incrementa adicionalmente la
carga mecánica del embrague de transferencia 1. El par de embrague
máximo admisible M_{K\_L\_largo} es enviado también
preferiblemente al coordinador de pilotaje 21.
Debido al bloque de protección 26 del actuador
se tiene que, al aumentar el grado de carga B1 del dispositivo
actuador o del motor eléctrico, se puede prefijar básicamente un par
de limitación M_{K\_M\_max} referido al actuador para reducir la
corriente de retención del dispositivo actuador. En función de la
superación de varios umbrales de grado de carga definidos se pueden
prefijar también varios pares de limitación M_{K\_M\_max}
referidos al actuador. El par de limitación M_{K\_M\_max} es
entregado también preferiblemente al coordinador de pilotaje
21.
El coordinador de pilotaje 21 realiza
preferiblemente una selección de mínimo a partir de las señales de
entrada presentes y, en particular, cuando se prefijan un par de
embrague máximo admisible M_{K\_L\_largo} y un par de limitación
M_{K\_M\_max} referido al actuador, se selecciona el más pequeño
de los dos pares. Sin embargo, cuando se presenta una mayor porción
de pilotaje fundamental M_{K\_pil}, se puede priorizar también
alternativamente el par de limitación M_{K\_M\_max} referido al
actuador para que sea más alto que el par de embrague máximo
admisible M_{K\_L\_largo}, ya que la repercusiones a largo plazo
pueden ser priorizadas para que más bien sean más bajas que las
repercusiones a corto plazo. Por tanto, en lugar de una selección de
mínimo se puede priorizar también alternativamente el par de
limitación M_{K\_M\_max} referido al actuador para que sea más
alto que el par de embrague máximo admisible M_{K\_L\_largo}.
El par de salida M_{K\_pil\_corr} del
coordinador de pilotaje 21 es una porción de pilotaje fundamental
corregida en la que, por tanto, se tienen en cuenta al menos el
grado de carga B1 del actuador con respecto a una reducción
eventualmente necesaria de la corriente de retención y el grado de
carga B3 a largo plazo de las láminas en aceite del embrague de
transferencia 1.
En el sumador 22 tiene lugar la suma del par de
salida M_{K\_pil\_corr} del coordinador de pilotaje 21 con la
porción de regulación dinámica de marcha M_{K\_regulador}. La
señal de salida del sumador 22 es señal de entrada de una unidad de
histéresis 23 mediante la cual se amplían las bandas de histéresis
al aumentar el grado de carga B1 del actuador o del motor eléctrico
para reducir la frecuencia de regulación del dispositivo actuador.
En el ejemplo de realización concreto representado se han archivado
para ello en la unidad de histéresis 23 tres bandas de histéresis
diferentes. Se selecciona una banda de histéresis relativamente
estrecha H1 hasta alcanzar un primer umbral de grado de carga, se
selecciona una banda de histéresis central H2 hasta alcanzar un
segundo umbral de grado de carga y se selecciona una banda de
histéresis relativamente ancha H3 a partir de la superación del
segundo umbral de grado de carga. Por tanto, se tiene en conjunto
que, al aumentar el grado de carga B1 del dispositivo actuador, se
obtiene así en general el par de embrague nominal M_{Knom} de tal
manera que se reduce la frecuencia de regulación del dispositivo
actuador.
La señal de salida de la unidad de histéresis 23
es señal de entrada de la unidad de salida 25. En la unidad de
salida 25 se realiza una selección de mínimo entre el par M_{K\_H}
que sirve de base a la señal de salida de la unidad de histéresis
23 y un par de embrague mínimo necesario M_{K\_L\_corto} que se
basa en la consideración del grado de carga B2 a corto plazo del
embrague de transferencia 1. El par de embrague mínimo necesario
M_{K\_L\_corto} es prefijado preferiblemente por un bloque de
protección 24 a corto plazo cuando el grado de carga B2 a corto
plazo es mayor que un umbral prefijado.
Por tanto, en la unidad de salida 25 se
determina definitivamente el par de embrague nominal M_{Knom} que
se ha de ajustar realmente según una coordinación interna a la
unidad de control de pares de embrague nominales intermedios
diferentes y se envía el resultado preferiblemente al aparato de
control adicional 10.
Mediante el ejemplo de realización especialmente
ventajoso representado en la figura 2 se consigue la siguiente
estructura de priorización respecto de la consideración del grado de
carga B1 del actuador, del grado de carga B2 a corto plazo del
embrague de transferencia 1 y del grado de carga B3 a largo plazo
del embrague de transferencia:
La prefijación del par de embrague mínimo
necesario M_{K\_L\_corto} basándose en la consideración del grado
de carga B2 a corto plazo es priorizada de manera que sea más alta
que la prefijación de un par de embrague máximo admisible
M_{K\_L\_largo} basándose en la consideración del grado de carga
B3 a largo plazo.
La prefijación del par de embrague mínimo
necesario M_{K\_L\_corto} basándose en la consideración del grado
de carga B2 a corto plazo del embrague de transferencia 1 es
priorizada de manera que esté a un nivel más alto que una
prefijación de un par de limitación M_{K\_M\_max} referido al
actuador basándose en la consideración del grado de carga B1 del
dispositivo actuador.
La prefijación de un par de limitación
M_{K\_M\_max} referido al actuador basándose en la consideración
del grado de carga B1 del dispositivo actuador para reducir la
corriente de retención es priorizada de manera que esté a un nivel
más alto que una prefijación de un par de embrague máximo admisible
M_{K\_L\_largo} basándose en la consideración del grado de carga
B3 a largo plazo del embrague de transferencia 1. Alternativamente,
cuando se prefija un par de limitación M_{K\_M\_max} referido al
actuador basándose en la consideración del grado de carga B1 del
dispositivo actuador para reducir la corriente de retención y cuando
se prefija un par de embrague máximo admisible M_{K\_L\_largo},
se puede realizar una selección de mínimo.
Sin embargo, son imaginables también otras
ejecuciones de bloques de regulación y de cálculo mediante los
cuales se puede conseguir la misma estructura de priorización.
En conjunto, resulta según la invención la
siguiente lista de priorizaciones comenzando con la prioridad más
alta:
1. Consideración del grado de carga B2 a corto
plazo del embrague de transferencia 1 en lo que respecta a un
cierre lo más rápido posible para impedir resbalamiento.
2. Consideración del grado de carga B1 del
actuador con miras a una reducción de la frecuencia de regulación
para proteger contra sobrecalentamiento.
3. Consideración del grado de carga B1 del
actuador con miras a una reducción de la corriente de retención
para proteger contra sobrecalentamiento.
4. Consideración del grado de carga B3 a largo
plazo del embrague de transferencia 1 con miras a una apertura lo
más rápida posible para impedir potencia de pérdidas.
5. Como alternativa a 3 y 4: Selección de mínimo
teniendo en cuenta el grado de carga B1 del actuador con miras a
una reducción de la corriente de retención y teniendo en cuenta el
grado de carga B3 a largo plazo del embrague de transferencia
1.
Claims (11)
1. Dispositivo de control para un vehículo
automóvil con tracción al menos temporal a las cuatro ruedas, que
comprende una unidad de control por medio de la cual se puede
distribuir en forma variable el par de tracción de una unidad de
tracción sobre ruedas motrices primarias, que están unidas
permanentemente con la unidad de tracción, y sobre ruedas motrices
secundarias que se pueden unir en caso necesario con la unidad de
tracción a través de un embrague de transferencia, para lo cual la
unidad de control obtiene un par de embrague nominal que ha de
ajustarse en el embrague de transferencia por medio de un
dispositivo actuador, estando configurada la unidad de control (8;
8, 10) de tal manera que al obtener el par de embrague nominal
(M_{Knom}) se tenga en cuenta un grado de carga (B2) a corto
plazo del embrague de transferencia (1), actuando un grado de carga
creciente (B2) a corto plazo en el sentido de aumentar el par,
caracterizado porque al obtener el par de embrague nominal
(M_{Knom}) se tiene en cuenta también un grado de carga (B3) a
largo plazo del embrague de transferencia (1), actuando un grado de
carga creciente (B3) a largo plazo - al obtener el par de embrague
nominal (M_{Knom}) - en el sentido de reducir el par y
priorizándose la consideración del grado de carga (B2) a corto plazo
en un nivel más alto que la consideración del grado de carga (B3) a
largo plazo.
2. Dispositivo de control según la
reivindicación 1, caracterizado porque al obtener el par de
embrague nominal (M_{Knom}) se tiene en cuenta también un grado
de carga (B1) del dispositivo actuador.
3. Dispositivo de control según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se tiene en cuenta
un grado de carga (B2) a corto plazo del embrague de transferencia
(1) y porque al obtener el par de embrague nominal (M_{Knom}) se
prefija un par de embrague mínimo necesario (M_{K\_L\_corto})
cuando el grado de carga (B2) a corto plazo es mayor que un umbral
prefijado.
4. Dispositivo de control según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se tiene en
cuenta un grado de carga (B3) a largo plazo del embrague de
transferencia (1) y porque al obtener el par de embrague nominal
(M_{Knom}) se prefija un par de embrague máximo admisible
(M_{K\_L\_largo}) cuando el grado de carga (B3) a largo plazo es
mayor que un umbral prefijado.
5. Dispositivo de control según la
reivindicación 4, caracterizado porque se prefija el par de
embrague máximo admisible (M_{K\_L\_largo}) únicamente cuando una
magnitud proporcional a la temperatura exterior es mayor que un
umbral de temperatura prefijado.
6. Dispositivo de control según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la prefijación
de un par de embrague mínimo necesario (M_{K\_L\_corto})
basándose en la consideración del grado de carga (B2) a corto plazo
es priorizada en un nivel más alto que la prefijación de un par de
embrague máximo admisible (M_{K\_L\_largo}) basándose en la
consideración del grado de carga (B3) a largo plazo.
7. Dispositivo de control según una de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque al aumentar el
grado de carga (B1) del dispositivo actuador se obtiene el par de
embrague nominal (M_{Knom}) de tal manera que se reduce la
frecuencia de regulación del dispositivo actuador.
8. Dispositivo de control según la
reivindicación 7, caracterizado porque está prevista una
unidad de histéresis (23) situada delante de la salida del par de
embrague nominal (M_{Knom}) y porque al aumentar el grado de
carga (B1) se ensanchan las bandas de histéresis para reducir la
frecuencia de regulación del dispositivo actuador.
9. Dispositivo de control según una de las
reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque al aumentar el
grado de carga (B1) del dispositivo actuador se obtiene el par de
embrague nominal (M_{Knom}) de tal manera que la corriente de
retención del dispositivo actuador pueda ser reducida prefijando un
par de limitación (M_{K\_M\_max}) referido al actuador.
10. Dispositivo de control según una de las
reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque, al obtener el
par de embrague nominal (M_{Knom}), una prefijación de un par de
embrague mínimo necesario (M_{K\_L\_corto}) basándose en la
consideración del grado de carga, especialmente del grado de carga
(B2) a corto plazo del embrague de transferencia (1), es priorizada
en un nivel más alto que una prefijación de un par de limitación
(M_{K\_M\_max}) referido al actuador basándose en la consideración
del grado de carga (B1) del dispositivo actuador.
11. Dispositivo de control según una de las
reivindicaciones 2 a 10, caracterizado porque, al obtener el
par de embrague nominal (M_{Knom}), una prefijación de un par de
limitación (M_{K\_M\_max}) referido al actuador basándose en la
consideración del grado de carga (B1) del dispositivo actuador es
priorizada en un nivel más alto que una prefijación de un par de
embrague máximo admisible (M_{K\_L\_largo}) basándose en la
consideración del grado de carga, especialmente del grado de carga
(B3) a largo plazo del embrague de transferencia (1).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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