BRPI0204481B1

BRPI0204481B1 - Processo para a identificação de patinagem no acionamento de geradores de corrente trifásica

Info

Publication number: BRPI0204481B1
Application number: BRPI0204481-1A
Authority: BR
Inventors: Klaus Scherrbacher; Markus Beck
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2015-04-07
Also published as: DE10112568A1; WO2002075914A1; BR0204481A; JP4157380B2; ES2635837T3; US20030155772A1; EP1371131A1; MXPA02011297A; US7102246B2; JP2004519197A; EP1371131B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA IDENTIFICAÇÃO DE PATINAGEM NO ACIONAMENTO DE GERADORES DE CORRENTE TRIFÁSICA". Área Técnica [001] Geradores de corrente trifásica embutidos em veículos automotores são acionados diretamente pelo motor do veículo. O acionamento é realizado em geral com transmissão por correia. Altas exigências são feitas a transmissões por correia, quer correias trapezoi-dais ou correias poli-V, no que concerne à transmissão de força. O material da correia deve apresentar uma suficiente resistência à fle-xão; além disso, no decorrer do envelhecimento, a dilatação longitudinal deve ser tão pequena quanto possível, para prevenir patinagem na correia associada a excessivo aquecimento e desgaste da correia. Estado Atual da Técnica [002] Geradores de corrente trifásica, que são acionados através de correias trapezoidais normais a partir do motor de combustão, são quase exclusivamente fixados com um braço pivotante. Estando o braço pivotante disposto giratório em torno de um mancai de pivotamento, mediante pivotamento do gerador a tensão da correia trapezoidal, quando ocorrer alongamento da correia, pode ser reajustada e, correspondentemente, pós-tensionada. O reajuste da correia trapezoidal ocorre via de regra a determinados intervalos de inspeção ou então se faça notar acusticamente o arrasto da correia trapezoidal sobre a polia. [003] O acionamento de um gerador de corrente trifásica em veículos automotores pode também ocorrer por correias poli-V. Com essa variante de acionamento, o gerador de corrente trifásica está rigidamente fixado ao bloco do motor. A tensão a ser aplicada à correia, necessária para o acionamento, é aplicada por um tensionador de correia, por exemplo, formado como um rolo tensor aplicável ao verso da correia. [004] Dependendo da magnitude do gerador de corrente trifásica a ser acionado, para o acionamento são empregadas uma ou duas correias, de modo que para o ajuste da requerida protensão da correia é necessário o emprego de dois rolos tensores aplicáveis aos versos das correias, os quais a cada alongamento devem ser reajustados separadamente, caso se fique aquém da requerida tensão de correia para a transmissão do torque e ocorra uma patinagem entre a correia e a polia. [005] Em geradores de corrente trifásica hoje empregados em veícuios automotores, como por exemplo, geradores de polos de garra, ocorrem devido aos altos momentos de acionamento a serem transmitidos com altas potências de partida de gerado alcançáveis pelo emprego de componentes de controle de gerador eletrônicos no gerador. Os altos momentos de acionamento a serem transmitidos podem conduzir a uma patinagem inadmissível mente alta na polia, que deve ser incondicionalmente evitada, pelo menos porém limitada, pois nesse estado o desgaste da correia é máximo. Em soluções até agora, a patinagem que ocorre só pode ser impedida - como acima representado - mediante reajustes dos rolos tensores respectivamente proten-dendo o verso da correia, que permanecendo na oficina ou pelo próprio motorista, pressupondo-se que ele disponha de ferramenta adequada.

Apresentacão da invenção [006] Por meio do processo proposto de acordo com a invenção, a vida útil de uma transmissão por correia pode ser decisivamente prolongada, e confiavelmente evitado o elevado desenvolvimento de ruído que ocorre quando de patinagem entre a correia e a polia acionando o gerador de corrente trifásica. Isso é alcançado pelo fato de que a potência de saída do gerador é reduzida durante uma fase operacional do veículo automotor, que é caracterizada, por exemplo, por uma ele- vada dinâmica de números de rotação, e com isso é reduzido o torque de acionamento a ser aplicado ao lado de acionamento do gerador de corrente trifásica. Além disso, pela regulagem do gerador de corrente trifásica, é reduzida a potência de saída do gerador, quando o valor atual da patinagem S ultrapassa o máximo valor de patinagem Smax admissível. [007] Sendo identificada patinagem atual, ultrapassando o máximo valor de patinagem Smax, ocorre uma primeira redução do máximo torque de acionamento admissível do gerador de corrente trifásica mediante limitação da potência de saída do gerador. Havendo, durante essa fase operacional, adicionalmente, uma fase de aceleração do motor de combustão interna, seu número de rotações também sobe acentuadamente, podendo através de um ulterior estágio de limitação ser novamente reduzido o torque de acionamento para o gerador de corrente trifásica máximo admissível, reduzido, determinado no primeiro estágio de limitação. Isso se contrapõe, sobretudo, a um desenvolvimento de ruído que ocorre em fases de aceleração, sentido como muito desagradável, no caso de correias patinando. [008] O evento que ocorre, o deslizamento da correia de acionamento do gerador de corrente trifásica em veículos, produzido por patinagem, pode ser documentado por registro em uma memória de falhas. Além disso, esse evento pode ser sinalizado ao motorista do veículo por uma indicação no painel de instrumentos. [009] Além da redução da potência de saída do gerador em fases de alta dinâmica de números de rotação para uma potência de saída, que assegura precisamente o suprimento de todos os consumidores no veículo automotor, através de um bit de estado a potência de saída do gerador pode ser de tal maneira limitada pelo completo ciclo de marcha - por exemplo uma marcha por longo trecho - que é elevada a vida útil restante da correia, até que possa ser providenciado auxílio. [0010] Com o processo proposto de acordo com a invenção se pode prevenir uma causa de pane que ocorre frequentemente conforme estatísticas de panes regulares - a saber, correias trapezoidais rompidas, pois por meio de uma correia trapezoidal via de regra são acionados vários componentes de montagem em motores de combustão interna, como por exemplo ventiladores, bomba de égua, bomba auxiliar de direção e semelhantes.

Desenho [0011] Com base no desenho será a invenção mais pormenoriza-damente explicada a seguir. [0012] Mostram: Figura 1 a geração de um bit de estado, que indica a ocorrência de patinagem e pode ser ulteriormente processado, Figura 2 o ulterior processamento do bit de estado gerado, que indica patinagem como sinal de entrada para uma limitação do momento de acionamento do gerador de corrente trifásica.

Variantes de execucão [0013] A figura 1 mostra a geração de um bit de estado, que indica a ocorrência de patinagem e que é ulteriormente processado. [0014] Como se pode depreender da representação segundo a figura 1, a um estágio de comparação 3 são aduzidas duas grandezas de entrada 1, 2. A grandeza de entrada 1 representa o número de rotações do gerador de corrente trifásica nGen. A grandeza de entrada 2 representa o número de rotações de eixo de manivela atual do motor de combustão interna, que aciona o gerador de corrente trifásica. A grandeza de entrada 2 é captada por uma interface de comunicação da eletrônica do veículo e ciclicamente captada por um emissor de números de rotação, de modo que o valor real do número de rotações do motor de combustão interna atual, que se encontra no estágio de comparação 3, sempre é o mais recente estado. No estágio de comparação reproduzido apenas esquematicamente aqui, segundo a figura 1, ocorre o cálculo do valor de patinagem 4 s atual, efetivo, com base na equação: (nKW ■ ü - ncJ _z nKW ■ ü com ü = transmissão da correia. [0015] O valor de saída determinado no estágio de comparação 3 para a patinagem 4 atual, que foi determinado com base na equação acima especificada, é aduzido a um estágio de valor limiar 5. Dentro do estágio de valor limiar 5 está depositado um valor de patinagem máximo Smax livremente predeterminável. No estágio de valor limiar 5 pode ser determinado se os valores determinados continuamente pelo estágio de comparação 3 para a patinagem 4 s atual se situam ou não acima do máximo valor de patinagem Smax admissível, depositado no estágio de valor limiar 5. [0016] Ultrapassando o valor atualmente determinado da patinagem 4 s o máximo valor de patinagem Smax depositado no estágio de valor limiar 5, esse valor é examinado quanto a sua plausibilidade e temporalmente filtrado em um estágio de plausibilização e filtração 7, 8. Depois da passagem pelo estágio de plausibilização e filtração 7, 8, sua grandeza de saída representa um bit de estado, que retém o evento "ocorrência de patinagem 4 s atual ultrapassando o máximo valor de patinagem Smax admissível". Esse bit de estado 9 pode ser registrado em uma memória de falhas. [0017] Da representação segundo a figura 2 pode ser depreendido o ulterior processamento do bit de estado gerado para patinagem atualmente ocorrendo, que é utilizado como sinal de disparo para uma limitação do momento de acionamento do gerador de corrente trifási-ca. [0018] O bit de estado 9 é captado, antes de sua transmissão para um primeiro estágio de limitação para o momento de acionamento do gerador de corrente trifásica, em uma derivação 11 e lido como registro de falha 13 em uma memória de falha 12. A memória de falha 12 pode, por seu lado, ser lida por meio de um aparelho de diagnóstico em uma oficina, onde podem ser tomadas as necessárias medidas para sanar a patinagem inadmissivelmente alta que se estabelece na transmissão por correia. Além disso, é também possível indicar ao motorista a ocorrência de patinagem inadmissivelmente alta mediante utilização do bit de estado 9 em uma indicador no painel de instrumentos do veículo, de modo que o motorista pode providenciar ele próprio uma solução sob certas circunstâncias. [0019] Em um primeiro estágio de limitação 18 para limitação do torque do gerador de corrente trifásica, ocorre uma limitação de torque 14 do torque máximo 15 para um torque 16. A transição do torque máximo 15 para torque reduzido 16 está indicada na representação segundo a figura 2 por um salto de torque ΔΜ. EssE salto de torque é disparado pelo bit de estado 9, de modo que pelo primeiro estágio de limitação 18 para o torque do gerador de corrente trifásica em um ponto de adição 19 pós-conectado à limitação de torque 14 se tem uma grandeza, que representa um torque reduzido 16 para o acionamento do gerador de corrente trifásica. [0020] A grandeza de saída que se encontra no ponto de adição 19 em seguida ao estágio de limitação 18 representa um valor para o torque reduzido 16, com o qual o gerador de corrente trifásica pode ser acionado quando da ultrapassagem do valor de patinagem máximo 6 Smax, de modo que o valor de patinagem 4 s atual cai abaixo do valor de patinagem máximo 6 Smax. Com número de referência 20 é caracterizado um estágio de limitação, cuja grandeza de saída 22 está ligada ao ponto de adição 19 mencionado associada a sinal prévio. Por meio do segundo estágio de limitação 20 pode ser novamente reduzida a grandeza aduzida ao ponto de adição 19 no lado de saída no estágio de limitação 18, que corresponde ao torque reduzido 16 do gerador de corrente trifásica. No lado de entrada, o segundo estágio de limitação 20 é ativado pela grandeza de entrada 2 nxw representando o número de rotações 2 atual do motor de combustão interna. No segundo estágio de limitação 20 há uma avaliação do número de rotações 2 respectivamente atual do motor de combustão interna no sentido de que seja detectada uma fase de aceleração, em que uma patinagem da correia trapezoidal no gerador de corrente trifásica se faça notar por um alto ruído de chiado. Para tanto, a grandeza de entrada 2, que representa o número de rotações atual do motor de combustão interna, é temporalmente diferenciado e gera uma grandeza de entrada 22, que, associada a sinal prévio negativo, é aplicada ao ponto de adição 19 mencionado. A grandeza de entrada do segundo estágio de limitação 20 representa uma grandeza, pela qual o torque do gerador de corrente trifásica deve ser ainda mais reduzido, para se evitar no mesmo estado operacional desfavorável e escorregamento da correia, associado a patinagem, no gerador de corrente trifásico. Por meio do segundo estágio de limitação 20 é levado em conta a coincidência de circunstâncias operacionais as mais desfavoráveis no sentido de que tanto a ocorrência de patinagem 4 s atual em si, como também o comportamento de número de rotações do motor de combustão interna durante uma fase de aceleração quando da determinação do máximo torque admissível para o gerador de corrente trifásica no ponto de adição 19 sejam tomados em consideração mediante correspondentes frações. [0021] No ponto de adição 19 se tem assim uma grandeza para o torque do gerador de corrente trifásica reduzida através do primeiro estágio de limitação 18 e o segundo estágio de limitação 20, que como grandeza de entrada pode ser aduzida a uma regulagem 23 do gerador de corrente trifásica. Com base nesse valor de entrada, que repre- senta uma grandeza de torque reduzida em uma ou duas vezes, pode ser limitada a potência de saída do gerador, e adaptado o torque transmissível, transmitido pela transmissão por correia. Com isso, de um lado, o torque a ser transmitido pode ser ajustado à vida útil da correia associada a patinagem, de modo que a vida útil da correia pode ser prolongada; de outro lado, pelo processo proposto de acordo com a invenção, pode ser evitado o desenvolvimento de ruído, provocado pela correia escorregando na polia, quer seja uma correia aberta no flanco ou uma correia perfilada poli-V. Uma limitação da potência de saída do gerador pode ser ativada, mas não é incondicionalmente necessária, pois os componentes elétricos requeridos no veículo automotor podem ser supridos por curto tempo a partir a bateria presente no veículo automotor.

Claims

1. Processo para identificação de patinagem (4) no acionamento de geradores de corrente trifásica, que são controlados com um controle eletrônico de máquina, como um alternador de pulso ou um retifica dor, e nos quais o torque de acionamento é transmitido por um motor de combustão interna ao gerador de corrente trifásica por meio de uma transmissão de correia, sendo que quando de identificação de patinagem (4) em um estágio de comparação (3), ao qual são aduzidas grandezas de entrada (1, 2) dependentes do número de rotações, é gerado um sinal (9), de modo que em um estágio de limitação de torque (18, 20) é determinado o máximo torque de acionamento transmissível, no qual através de uma regulagem (23) é ajustada a potência de saída do gerador, caracterizado pelo fato de que em função do sinal (9) em um primeiro estágio de limitação de número de rotações (18) o máximo torque (15) admissível é levado a um torque (16) reduzido, onde durante uma fase de aceleração do motor de combustão interna o torque (16) reduzido é adicional mente limitado em um segundo estágio de limitação (20).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as grandezas de entrada são o número de rotações do gerador (1) nGen e o número de rotações do eixo de manivela do motor de combustão interna (2) nKw

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a patinagem (4) s é determinada no estágio de comparação (3) conforme a equação com ü=transmissão de correia.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor de patinagem (4) s atual é testado quanto à ultrapassagem de um valor de patinagem (6) Smax máximo admissível, previamente ajustável.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, quando de ultrapassagem do máximo valor de patinagem (6) Smax admissível, a patinagem (4) s atual determinada é temporalmente filtrada e testada quanto à plausibilidade e como sinal é empregado um bit de estado (9).

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o bit de estado (9) é registrado como registro de falha (13) em uma memória de falha (12), que pode ser lida por meio de uma unidade de diagnóstico.

7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a grandeza de saída (16) do primeiro estágio de limitação de torque (18) e a grandeza de saída (22) do segundo estágio de limitação de torque (20) são reunidas em um ponto de adição (19).

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a grandeza de saída (16) e a grandeza de saída (22) são adicionadas no ponto de adição (19) associadas a sinal prévio.

9. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a grandeza resultante no ponto de adição (19) representa o máximo torque de acionamento admissível, reduzido, do gerador de corrente trifásica, ao qual é adaptada a potência de saída do gerador através de uma regulagem (23).