ES2253637T3 - Metodo de control para bomba electrica con el fin de alimentar una transmision automatica con fluido a presion. - Google Patents
Metodo de control para bomba electrica con el fin de alimentar una transmision automatica con fluido a presion.Info
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Abstract
Un método de control para una bomba eléctrica (22) adaptada para suministrar fluido operativo presurizado a al menos un accionador (10, 12) de una transmisión automática (1) para producir la apertura/cierre del embrague y/o la selección y enganche de las marchas, en el que la etapa de suministro (35) de un voltaje al motor de la bomba eléctrica se realiza para hacer que la bomba eléctrica gire, incluyendo dicho método la etapa de regular (130, 150, 160, 170, 210, 220, 200) este voltaje en función de condiciones operativas reales supervisadas en el vehículo usando la transmisión automática (2), caracterizándose el método porque se generan diferentes voltajes (V1, V2, V3, V4, V5, V6 y V7) para el suministro de la bomba eléctrica para obtener respectivas velocidades de rotación diferentes (n1, n2, n3, n4, n5, n6 y n7), seleccionándose cada voltaje en unión con una situación operativa respectiva detectada en el vehículo.
Description
Método de control para bomba eléctrica con el fin
de alimentar una transmisión automática con fluido a presión.
La presente invención se refiere a un método de
control para una bomba eléctrica adaptada para proporcionar fluido
operativo presurizado para una transmisión automática.
Se conocen transmisiones automáticas para
vehículos en las que una unidad electrónica de control genera
señales para el control de una pluralidad de accionadores de tipo
hidráulico acoplados a un embrague y a un cambio de marcha y usados
para realizar la selección y el enganche/desenganche de las marchas
y la apertura/cierre del embrague.
Las transmisiones automáticas conocidas están
provistas de una bomba eléctrica que está adaptada para presurizar,
en un circuito hidráulico, un fluido operativo (aceite) que después
se suministra a los accionadores para proporcionar la potencia
necesaria para abrir/cerrar el embrague y seleccionar y enganchar
las marchas.
También es conocido que en las transmisiones
automáticas de tipo conocido no hay control de la velocidad de
rotación de la bomba eléctrica; por esta razón, en algunas
condiciones operativas, el ruido generado por la bomba eléctrica
durante su operación puede ser especialmente intenso y perceptible
para el conductor y/o los otros pasajeros del vehículo. Por
ejemplo, en todas las situaciones en las que el ruido generado por
otros elementos del vehículo es bajo, el ruido de la bomba
eléctrica puede ser especialmente desagradable para el
conductor.
Se han propuesto varias soluciones para resolver
el inconveniente antes mencionado, incluyendo:
- \text{*}
- Usar una bomba caracterizada por elementos internos con geometrías muy exactas;
- \text{*}
- Usar materiales especiales para la conexión entre el motor eléctrico y la bomba;
- \text{*}
- Instalar carcasas de material insonorizante en el vehículo para cubrir la bomba;
- \text{*}
- Usar soportes del tipo "silent-block" para fijar el cuerpo de bomba al bastidor de vehículo.
DE-100 28 074, considerado como
técnica anterior más próxima, describe un método de control para una
bomba eléctrica donde el voltaje suministrado a la bomba se regula
en función de condiciones operativas reales supervisadas en el
vehículo.
Las soluciones propuestas, aunque no resuelven
completamente el problema del ruido, introduce más elementos
componentes y comportan un aumento de los costos.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un método de control para la bomba eléctrica que
resuelve, de forma simple y a un costo limitado, los inconvenientes
de las transmisiones automáticas de tipo conocido.
Este objeto se logra por la presente invención
que se refiere a un método de control para una bomba eléctrica
adaptada para suministrar fluido operativo presurizado a al menos un
accionador de una transmisión automática para producir la
apertura/cierre del embrague y/o la selección y enganche de las
marchas, en el que la etapa de suministro de un voltaje al motor de
la bomba eléctrica se realiza para hacer que la bomba eléctrica
gire, caracterizado porque incluye la etapa de regular este voltaje
en función de condiciones operativas reales supervisadas en el
vehículo usando la transmisión automática.
De esta forma, la velocidad de rotación de la
bomba eléctrica se regula en función de la condición operativa
detectada en ese momento en el vehículo. Por lo tanto, es posible
llevar a cabo un control de velocidad y reducir esta velocidad y
por lo tanto el ruido de la bomba eléctrica cuando puede ser
perceptible por el conductor.
La invención se describirá a continuación con
referencia especial a los dibujos anexos, que muestran su
realización preferida, y en los que:
La figura 1 es una vista diagramática de una
transmisión automática de un vehículo de motor que opera según el
método de la presente invención.
La figura 2 muestra, en un diagrama de bloques,
las operaciones del método de la presente invención.
En la figura 1, se representa en general con 1
una transmisión automática (también denominada una transmisión de
"robot") de un vehículo de motor (que puede ser de cualquier
tipo y no se representa para facilidad de descripción).
El motor 2, en particular un motor de combustión
interna, tiene un eje de salida 4 conectado, por medio de la
interposición de un embrague 5, al eje de entrada 6 de un cambio de
marchas 7 que tiene un eje de salida 8 que comunica, mediante una
transmisión (no representada), con las ruedas del vehículo (no
representadas).
\newpage
El embrague 5 está acoplado a una primera unidad
accionadora 10 (de tipo conocido), en particular una unidad
accionadora accionada hidráulicamente por medio de aceite a presión,
para producir la apertura y el cierre del embrague 5. La primera
unidad accionadora 10 incluye una unidad de potencia 10a que recibe
señales de excitación ABRIR/CERRAR para la apertura y el cierre del
embrague 5.
El cambio de marchas 7 está acoplado a una
segunda unidad accionadora 12 (de tipo conocido), en particular una
unidad accionadora accionada hidráulicamente por medio de aceite a
presión, para llevar a cabo las operaciones de selección de marcha
y el enganche/desenganche de las marchas seleccionadas.
La segunda unidad accionadora 12 incluye una
unidad de potencia 12a que recibe señales de excitación SEL para la
selección de la serie de marchas y señales de control ENG/DIS para
el enganche/desenganche de la marcha seleccionada.
La transmisión automática 1 incluye una unidad
electrónica de control (UEC) 15 que recibe una pluralidad de
señales de información In y genera como salida las señales de
excitación ABRIR/CERRAR antes mencionadas para la apertura o el
cierre del embrague 5 y SEL, ENG/DIS para la selección y
enganche/desenganche de las marchas en el cambio de marchas 7.
En particular, la unidad electrónica de control
recibe como entrada una pluralidad de señales de información In
medidas por sensores 16 y conectadas con la operación del motor 2
(velocidad de rotación del motor, cantidad de combustible inyectado
al motor, par suministrado, etc), la operación del cambio de marchas
7 y la marcha del vehículo (velocidad del vehículo, posición de
acelerador, etc).
La unidad electrónica 15 también recibe señales
de control generadas por un dispositivo 17 que puede ser accionado
manualmente por un operador (no representado) para controlar la
selección de las diferentes marchas. Por ejemplo, el dispositivo 17
puede ser de un tipo secuencial y usarse para controlar un aumento
unitario (SUBIDA DE MARCHA) de la marcha enganchada y una
disminución unitaria (REDUCCIÓN DE MARCHA) de la marcha enganchada.
La unidad electrónica de control 15 también recibe señales de
control generadas por un dispositivo de encendido 40 (llave de
encendido) que puede ser accionada manualmente por un operador (no
representado) para el encendido/apagado de la unidad electrónica de
control 15.
La transmisión automática 1 incluye un
dispositivo para la generación de fluido operativo presurizado
(aceite) 20 que incluye una bomba eléctrica 22 que recibe como
entrada fluido operativo (aceite) de un depósito 24 (mostrado
diagramáticamente) y suministra como salida fluido operativo
presurizado a una línea de suministro 25. La línea de suministro 25
comunica con la primera y la segunda unidad accionadora 10 y 12,
suministrándole el aceite a presión para abrir/cerrar el embrague
y/o seleccionar y enganchar las marchas. La línea de suministro de
fluido a presión 25 comunica con un depósito de fluido operativo 26
(de tipo conocido); además, una válvula sin retorno 30 está
dispuesta entre la salida de la bomba eléctrica 22 y la entrada del
depósito 26.
Un sensor de presión 33 detecta la presión Pline
en la línea de suministro 25 y suministra la información asociada
con esta presión Pline a la unidad electrónica de control 15. La
información en la línea presión Pline se utiliza para controlar el
arranque/parada de la bomba eléctrica 22; en particular, la bomba
eléctrica 22 es accionada cuando la presión Pline detectada cae por
debajo de un umbral inferior y se para cuando la presión Pline
detectada excede de un umbral superior.
Según la presente invención, la bomba eléctrica
22 es controlada por un circuito de excitación inteligente 35 que
comunica con la unidad electrónica de control 15 y está adaptada
para controlar la velocidad de rotación de la bomba eléctrica 22 en
función de las condiciones operativas reales supervisadas en el
vehículo usando la transmisión automática 1.
En particular, el control de velocidad de la
bomba eléctrica 22 se obtiene variando el valor real Veff del
voltaje de suministro suministrado al motor (no representado) de la
bomba eléctrica 22 entre un valor mínimo Vmin (convenientemente
Vmin es ligeramente superior a 0) y un valor máximo Vmax
(convenientemente Vmax = Vbatt, donde Vbatt es el voltaje
suministrado por la batería de vehículo).
La figura 2 muestra las operaciones realizadas
por la unidad electrónica de control 15 junto con el circuito de
excitación inteligente 35 para la regulación de la velocidad de
rotación de la bomba eléctrica 22.
En el primer bloque 100, se verifica si el motor
2 está apagado; si es así (motor 2 apagado), el bloque 100 va
seguido de un bloque 110, y si no (motor 2 encendido) el bloque 100
va seguido de un bloque 120.
El bloque 110 verifica la posición de la llave de
encendido del vehículo 40; en particular, si la llave de encendido
40 está dispuesta en una primera posición (OFF) en la que el motor y
la unidad electrónica 15 no se están alimentando como normal, el
bloque 110 va seguido de un bloque 130 que controla el suministro
del motor de la bomba eléctrica 22 con un primer voltaje V_{1}
que logra una velocidad de rotación n_{1} de la bomba eléctrica
22.
\newpage
Sin embargo, si la llave de encendido 40 está
dispuesta en una segunda posición (ON) en la que el motor 2 y la
unidad electrónica 15 están siendo alimentados, el bloque 110 va
seguido de un bloque 140 que verifica si está en curso una
operación de cambio de marcha.
Cuando el bloque 140 no detecta que está en curso
una operación de cambio de marcha, el bloque 140 va seguido de un
bloque 150 que controla el suministro del motor de la bomba
eléctrica 22 con un segundo voltaje V_{2} que logra una segunda
velocidad de rotación n_{2} de la bomba eléctrica 22. Sin embargo,
cuando el bloque 140 detecta que un cambio de marcha está en curso,
el bloque 140 va seguido de un bloque 160 que controla el
suministro del motor de la bomba eléctrica 22 con un tercer voltaje
V_{3} que logra una tercera velocidad de rotación n_{3} de la
bomba eléctrica 22.
El bloque 120 detecta si el motor 2 está en la
etapa de encendido; si es así (motor 2 en la etapa de encendido),
el bloque 120 va seguido de un bloque 170 que controla el suministro
del motor de la bomba eléctrica 22 con un cuarto voltaje V_{4}
que logra una cuarta velocidad de rotación n_{4} de la bomba
eléctrica 22.
Cuando el motor 2 no está en la etapa de
encendido (y por lo tanto ya está en movimiento), el bloque 120 va
seguido de un bloque 180 que verifica si el vehículo está casi
parado, es decir, si la velocidad del vehículo es inferior a un
umbral; si está (vehículo estacionario o avanzando a velocidad
baja), el bloque 180 va seguido de un bloque 190, y si no (vehículo
avanzando a una velocidad por encima del umbral), el bloque 180 va
seguido de un bloque 200.
El bloque 190 verifica si una operación de cambio
de marcha está en curso.
Cuando no se ha detectado una operación de cambio
de marcha, el bloque 190 va seguido de un bloque 210 que controla
el suministro del motor de la bomba eléctrica 22 con un quinto
voltaje V_{5} que logra una quinta velocidad de rotación n_{5}
de la bomba eléctrica 22. Sin embargo, cuando el bloque 190 detecta
que un cambio de marcha está en curso, el bloque 190 va seguido de
un bloque 220 que controla el suministro del motor de la bomba
eléctrica 22 con un sexto voltaje V_{6} que logra una sexta
velocidad de rotación n_{6} de la bomba eléctrica 22.
El bloque 200 controla el suministro del motor de
la bomba eléctrica 22 con un séptimo voltaje V_{7} que logra una
séptima velocidad de rotación n_{7} de la bomba eléctrica 22.
Hay un retorno al bloque 100 después de los
bloques 130, 150, 160, 170, 210, 220 y 200.
Se apreciará que los voltajes de suministro
proporcionados están relacionados uno con otro con la relación:
V_{7} >
V_{6} > V_{5} > V_{4} > V_{3} > V_{2} >
V_{1}.
Preferiblemente, aunque no exclusivamente,
V_{7} = V_{batt} y V_{1} = V_{min} ligeramente por encima
de cero de tal manera que las velocidades logradas sean del
tipo:
n_{7} >
n_{6} > n_{5} > n_{4} > n_{3} > n_{2} >
n_{1}.
De esta forma, la bomba eléctrica recibe un
voltaje bajo (y gira a una velocidad baja) cuando el motor está
desactivado y por lo tanto el ruido generado por la bomba eléctrica
es más perceptible, mientras que la bomba eléctrica recibe un
voltaje cerca del voltaje máximo (y gira a alta velocidad) cuando el
motor está encendido y por lo tanto el ruido generado por la bomba
eléctrica es menos perceptible.
Además, cuando está en curso un cambio de marcha
(bloques 140 y 190), la velocidad de rotación de la bomba eléctrica
se incrementa para suministrar mayor potencia hidráulica.
De esta forma, la bomba eléctrica 22 es
alimentada por un regulador de voltaje que proporciona diferentes
voltajes (V_{1}, V_{2}, V_{3}, V_{4}, V_{5}, V_{6} y
V_{7}) para obtener respectivas velocidades de rotación
diferentes (n_{1}, n_{2}, n_{3}, n_{4}, n_{5}, n_{6} y
n_{7}), cada una de las cuales está asociada con una situación
operativa particular detectada en el vehículo. Las situaciones
operativas detectadas y las respectivas velocidades implementadas
son las siguientes:
- \text{*}
- motor 2 apagado (bloque 100 - SÍ) y llave del vehículo en posición OFF (bloque 110 - OFF): la velocidad de rotación de la bomba eléctrica 22 se controla al valor predeterminado n_{1} (bloque 130);
- \text{*}
- motor 2 apagado (bloque 100 - SÍ), llave del vehículo en posición ON (bloque 110 - ON) y no está teniendo lugar una operación de cambio de marcha (bloque 140 - NO): la velocidad de rotación de la bomba eléctrica se controla al valor predeterminado n_{2} (bloque 150);
- \text{*}
- motor 2 apagado (bloque 100 - SÍ), llave del vehículo en posición ON (bloque 110 - ON) y cambio de marcha en curso (bloque 140 - SÍ): la velocidad de rotación de la bomba eléctrica se controla al valor predeterminado n_{3} (bloque 160);
\newpage
- \text{*}
- motor 2 en la etapa de encendido (bloque 120 - SÍ): la velocidad de rotación de la bomba eléctrica se controla al valor predeterminado n_{4} (bloque 170);
- \text{*}
- motor 2 en rotación a una velocidad cerca de marcha en vacío, vehículo casi estacionario (bloque 180 - SÍ) y no está en curso ninguna operación de cambio de marcha (bloque 190 - NO): la velocidad de rotación de la bomba eléctrica se controla al valor predeterminado n_{5};
- \text{*}
- motor 2 en rotación a una velocidad cerca de marcha en vacío, vehículo casi estacionario y cambio de marcha en curso (bloque 190 - SÍ): la velocidad de rotación de la bomba eléctrica se controla al valor predeterminado n_{6} (bloque 220).
La velocidad de rotación implementada por medio
de las operaciones de la figura 2 se puede someter a operaciones de
corrección; en particular, cuando el motor 2 está en rotación a una
velocidad cerca de la marcha en vacío y las ventanas de vehículo
están abiertas, la velocidad de rotación calculada se puede reducir
un valor porcentual (por ejemplo 20%) con respecto al valor
establecido por los bloques 130, 150, 160, 170, 210, 220 o 200.
Sin embargo, cuando la temperatura de la bomba
eléctrica (medida o estimada) es mayor que un umbral predeterminado,
la velocidad de rotación de la bomba eléctrica se puede incrementar
(por ejemplo 20%) con respecto al valor proporcionado y establecido
por los bloques 130, 150, 160, 170, 210, 220 o 200.
Por último, durante la fase inicial de
accionamiento de la bomba eléctrica, la velocidad a que se
establece, se puede incrementar gradualmente, en un intervalo de
tiempo predeterminado, de un valor cero al valor de velocidad
previsto para la situación operativa específica y calculado por los
bloques 130, 150, 160, 170, 210, 220 o 200. Esto proporciona una
ventaja adicional puesto que el incremento gradual del voltaje
aplicado a la bomba eléctrica evita la formación del pico de
corriente que se puede generar en transmisiones automáticas de tipo
conocido en los instantes iniciales de accionamiento de la bomba
eléctrica.
Esto evita toda perturbación de otros sistemas
eléctricos instalados a bordo del vehículo (se conoce, por ejemplo,
que el pico de corriente puede producir el fenómeno de parpadeo de
las luces del vehículo). De esta forma, es posible eliminar el pico
de corriente inicial sin retardar sustancialmente el suministro de
un flujo de aceite hidráulico.
Se apreciará por lo anterior que la presente
invención contribuye a reducir el ruido de la bomba eléctrica a un
nivel apropiado para la situación operativa (motor apagado, motor en
marcha en vacío, vehículo casi estacionario, ventanas abiertas,
etc) del sistema.
Esta reducción de ruido se obtiene sin aislar
acústicamente la bomba eléctrica, es decir, con un ahorro evidente
de costos que surgen del aislamiento acústico. Por lo tanto, es
posible utilizar bombas eléctricas menos costosas que no tienen que
garantizar niveles de ruido máximos muy restrictivos.
La presente invención también hace posible
limitar las perturbaciones de la planta eléctrica del vehículo
producidas por las etapas de accionamiento de bomba.
Por último, se apreciará que se puede hacer
modificaciones y variaciones en la descripción anterior sin
apartarse por ello del alcance de protección de la presente
invención.
Claims (11)
1. Un método de control para una bomba eléctrica
(22) adaptada para suministrar fluido operativo presurizado a al
menos un accionador (10, 12) de una transmisión automática (1) para
producir la apertura/cierre del embrague y/o la selección y
enganche de las marchas, en el que la etapa de suministro (35) de un
voltaje al motor de la bomba eléctrica se realiza para hacer que la
bomba eléctrica gire, incluyendo dicho método la etapa de regular
(130, 150, 160, 170, 210, 220, 200) este voltaje en función de
condiciones operativas reales supervisadas en el vehículo usando la
transmisión automática (2), caracterizándose el método porque
se generan diferentes voltajes (V_{1}, V_{2}, V_{3}, V_{4},
V_{5}, V_{6} y V_{7}) para el suministro de la bomba eléctrica
para obtener respectivas velocidades de rotación diferentes
(n_{1}, n_{2}, n_{3}, n_{4}, n_{5}, n_{6} y n_{7}),
seleccionándose cada voltaje en unión con una situación operativa
respectiva detectada en el vehículo.
2. Un método según se reivindica en la
reivindicación 1, en el que se detecta una primera situación
operativa en la que el motor (2) del vehículo está desactivado
(100) y no hay señal de suministro de motor (110), estableciéndose
la velocidad de rotación de la bomba eléctrica (22) a un primer
valor predeterminado (n_{1}) en presencia de esta primera
situación operativa.
3. Un método según se reivindica en la
reivindicación 1, en el que se detecta una segunda situación
operativa en la que el motor (2) del vehículo está desactivado
(100), hay una señal de suministro de motor (110) y no está en
curso ninguna operación de cambio de marcha, estableciéndose la
velocidad de rotación de la bomba eléctrica (22) a un segundo valor
predeterminado (n_{2}) en presencia de esta segunda situación
operativa.
4. Un método según se reivindica en la
reivindicación 1, en el que se detecta una tercera situación
operativa en la que el motor (2) del vehículo está desactivado
(100), hay una señal de suministro de motor (110) y está en curso
una operación de cambio de marcha, estableciéndose la velocidad de
rotación de la bomba eléctrica (22) a un tercer valor
predeterminado (n_{3}) en presencia de esta tercera situación
operativa.
5. Un método según se reivindica en la
reivindicación 1, en el que se detecta una cuarta situación
operativa en la que el motor (2) del vehículo está en la etapa de
encendido (120), estableciéndose la velocidad de rotación de la
bomba eléctrica (22) a un cuarto valor predeterminado (n_{4}) en
presencia de esta cuarta situación operativa.
6. Un método según se reivindica en la
reivindicación 1, en el que se detecta una quinta situación
operativa en la que el motor (2) del vehículo está en movimiento
(120), el vehículo está avanzando a una velocidad menor que un
umbral y no está en curso ninguna operación de cambio de marcha,
estableciéndose la velocidad de rotación de la bomba eléctrica (22)
a un quinto valor predeterminado (n_{5}) en presencia de esta
quinta situación operativa.
7. Un método según se reivindica en la
reivindicación 1, en el que se detecta una sexta situación operativa
en la que el motor (2) del vehículo está en movimiento (120), el
vehículo está avanzando a una velocidad menor que un umbral y está
en curso una operación de cambio de marcha, estableciéndose la
velocidad de rotación de la bomba eléctrica (22) a un sexto valor
predeterminado (n_{6}) en presencia de esta sexta situación
operativa.
8. Un método según se reivindica en la
reivindicación 1, en el que se realiza una etapa de corrección en la
que la velocidad de rotación establecida se modifica en función de
la detección de más parámetros operativos.
9. Un método según se reivindica en la
reivindicación 8, en el que la etapa de corrección incluye la etapa
de reducir la velocidad de rotación con respecto al valor
establecido (130, 150, 170, 170, 210, 220, 200) cuando el motor (2)
está en rotación a una velocidad menor que un umbral y las ventanas
de vehículo están abiertas.
10. Un método según se reivindica en la
reivindicación 8, en el que la etapa de corrección incluye la etapa
de incrementar la velocidad de rotación con respecto al valor
establecido (130, 150, 170, 170, 210, 220, 200) cuando la
temperatura de la bomba eléctrica es mayor que un umbral
predeterminado.
11. Un método según se reivindica en la
reivindicación 8, en el que la etapa de corrección incluye la etapa
de aumentar gradualmente, en un intervalo de tiempo predeterminado,
la velocidad de rotación desde un valor inicial, en particular un
valor cero, al valor de velocidad previsto para la situación
operativa particular.
Applications Claiming Priority (2)
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