ES2216772T3 - Sistema electrico de direccion asistida. - Google Patents
Sistema electrico de direccion asistida.Info
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Abstract
Un sistema eléctrico de dirección asistida, que emplea un motor eléctrico (M) como fuente de accionamiento para aplicar una fuerza de asistencia a la dirección a un mecanismo (3) de dirección montado en un vehículo a motor de acuerdo con el funcionamiento de unos medios (1) operativos, comprendiendo el sistema eléctrico de dirección asistida: un sensor (5) de par, que detecta un par de dirección aplicado a los medios (1) operativos y emite una señal de par de acuerdo con el par de dirección detectado; y, medios (14; 70, S4, S14) de control de accionamiento del motor, que emiten una señal de control de accionamiento del motor, para accionar el motor eléctrico (M) sobre la base de la señal de par emitida por el sensor (5) de par; y, medios (12, 21; 70, S5, S15) de limitación de salida que limitan la señal de control de accionamiento del motor al iniciarse el funcionamiento del sistema eléctrico de dirección asistida; caracterizado porque los medios de limitación de salida (12, 21; 70, S5, S15) limitan la señal de control de accionamiento del motor de acuerdo con la magnitud del par de dirección detectado por el sensor (5) de par al iniciarse o cesar el funcionamiento del sistema eléctrico de dirección asistida, y porque los medios (12, 21; 70, S5, S15) de limitación de salida limitan en mayor grado la señal de control de accionamiento del motor al iniciarse el funcionamiento del sistema eléctrico de dirección asistida, cuando el par de dirección detectado por el sensor (5) de par sea grande.
Description
Sistema eléctrico de dirección asistida.
La presente invención se refiere a un sistema
eléctrico de dirección asistida que emplea un motor eléctrico como
fuente de accionamiento para aplicar una fuerza de asistencia a la
dirección a un mecanismo de dirección montado en un vehículo a
motor de acuerdo con el funcionamiento de unos medios operativos,
comprendiendo el sistema eléctrico de dirección asistida un sensor
de par que detecta un par de dirección aplicado a los medios
operativos y emite una señal de par de acuerdo con el par de
dirección detectado; medios de control de accionamiento del motor,
que emiten una señal de control de accionamiento del motor con
objeto de accionar el motor eléctrico sobre la base de la señal de
par emitida por el sensor de par; y medios de limitación de salida,
que limitan la señal de control de accionamiento del motor al
inicio del funcionamiento del sistema eléctrico de dirección
asistida.
Un sistema eléctrico de dirección asistida de
esta clase se conoce a partir del documento US
4.800.974-A.
La presente invención se refiere, en general, a
un sistema eléctrico de dirección asistida que emplea un motor
eléctrico, como fuente de accionamiento, que es controlado sobre la
base de un par de dirección.
De modo convencional se utilizan sistemas
eléctricos de dirección asistida que están destinados a asistir al
funcionamiento de la dirección transmitiendo un par generado por un
motor eléctrico a un mecanismo de dirección de un vehículo a motor.
El motor eléctrico se controla, en cuanto a su accionamiento, sobre
la base de una corriente objetivo, determinada en función de la
velocidad del vehículo y del par de dirección aplicado al
volante.
Sin embargo, si la llave del interruptor de
encendido del vehículo a motor se conecta o desconecta estando
aplicado el par de dirección en el volante, el conductor siente
que, de manera abrupta, el volante se hace más ligero o más pesado
al ponerse en marcha o pararse el motor eléctrico. Esto deteriora
la imagen de alto de gama y la forma en que es percibida la
dirección del vehículo a motor. En particular, cuando se emplea un
motor eléctrico de alta potencia en un sistema eléctrico de
dirección asistida para un vehículo a motor de gran tamaño, el
cambio de la percepción del volante, al ponerse en marcha o pararse
el sistema, es drástico. Cuando se desactiva el sistema, puede
producirse, incluso, un retorno brusco del volante al pararse el
motor eléctrico.
El documento US 4.800.974 antes mencionado
sugiere proporcionar circuitería lógica de puesta en marcha al
sistema eléctrico de dirección asistida, en el que durante la
puesta en marcha del sistema de dirección asistida, la señal de
control de accionamiento del motor se obtenga a partir de un
contador ascendente que parta de cero. Por lo tanto, el grado de
asistencia continúa creciendo a medida que la salida del contador
aumenta, hasta que alcanza el valor de la señal de control de
accionamiento del motor, obtenida a partir de la señal de par
emitida por el sensor de par.
El documento EP 0 805 095 A2 describe otro
aparato de control para sistemas de dirección asistida accionados a
motor, en el que están previstos medios de decisión de parada del
funcionamiento, que actúan para detener la aplicación del par de
asistencia de acuerdo con la señal de par emitida por un sensor de
par, siempre que el valor de par detectado sea menor que un valor
predeterminado que se incluye del mismo.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un sistema eléctrico de dirección asistida que asegure
una percepción mejorada de la dirección al iniciarse el
funcionamiento del sistema eléctrico de dirección asistida.
Este objeto se logra con un sistema eléctrico de
dirección asistida como se ha mencionado al principio, en el que
los medios de limitación de salida limiten la señal de control de
accionamiento del motor de acuerdo con la magnitud del par de
dirección detectado por el sensor de par al iniciarse o cesar el
funcionamiento del sistema eléctrico de dirección asistida, y en el
que los medios de limitación de salida limiten en mayor grado la
señal de control de accionamiento del motor, al comienzo del
funcionamiento del sistema eléctrico de dirección asistida, cuando
el par de dirección detectado por el sensor de par sea grande.
El circuito de limitación de salida puede basarse
en lógica o puede basarse en equipos tales como circuitos
analógicos.
El funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida se pone en marcha cuando se conecta el
interruptor de encendido, o cuando se considera que el sistema
eléctrico de dirección asistida se restablece, desde un estado de
funcionamiento defectuoso a un estado normal, después de que el
funcionamiento del sistema eléctrico de dirección asistida con
funcionamiento defectuoso se pare definitivamente. El
funcionamiento del sistema eléctrico de dirección asistida se para
cuando el interruptor de encendido se desconecta, o cuando se juzga
que el sistema eléctrico de dirección asistida sufre algún tipo de
funcionamiento defectuoso.
De acuerdo con la presente invención, la señal de
control de accionamiento del motor se limita en función de la
magnitud del par de dirección al comenzar y/o cesar el
funcionamiento del sistema eléctrico de dirección asistida. De ese
modo, puede suprimirse un cambio brusco de la fuerza de asistencia
a la dirección cuando el sistema eléctrico de dirección asistida se
pone en marcha o se para estando el par de dirección aplicado al
miembro operativo, tal como un volante. Por lo tanto, puede
mejorarse la percepción obtenida por un automovilista (conductor) a
través del miembro operativo.
De acuerdo con la presente invención, además, el
circuito de limitación de salida limita en mayor grado la señal de
control de accionamiento del motor al inicio del funcionamiento del
sistema eléctrico de dirección asistida, cuando el par de dirección
detectado por el sensor de par sea grande.
De ese modo, aunque el par de dirección sea
grande al iniciarse el funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida, no hay posibilidad de que se genere, de manera
brusca, una fuerza de asistencia relativamente grande. En
consecuencia, la fuerza de asistencia a la dirección no se aumenta
de manera abrupta, a fin de que pueda mejorarse la percepción de la
dirección.
De modo preferido, el circuito de limitación de
salida establece un valor de limitación indicativo del grado de
limitación de la señal de control de accionamiento del motor, de
modo que dicho grado de limitación no aumente (ni disminuya) con el
tiempo al comenzar el funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida.
En otra realización de la invención, el circuito
de limitación de salida limita en mayor grado la señal de control
de accionamiento del motor al cesar el funcionamiento del sistema
eléctrico de dirección asistida, cuando el par de dirección
detectado por el sensor de par sea pequeño.
De ese modo, cuando el par de dirección sea
grande al cesar el funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida, puede generarse, de modo continuo, una fuerza
de asistencia a la dirección relativamente grande. Por lo tanto, no
hay posibilidad de que la fuerza de asistencia a la dirección se
elimine de manera brusca, a fin de que pueda mejorarse la percepción
de la dirección.
Preferiblemente, el circuito de limitación de
salida establece el valor de limitación indicativo del grado de
limitación de la señal de control de accionamiento del motor, de
modo que el grado de limitación no disminuya (ni aumente) con el
tiempo al cesar el funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida.
Los anteriores y otros objetos, características y
efectos de la presente invención resultarán más evidentes a partir
de la descripción que sigue de las realizaciones preferidas, con
referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra
la construcción eléctrica de un sistema eléctrico de dirección
asistida según una primera realización de la presente
invención;
la figura 2 es un diagrama para explicar un
proceso de limitación de salida que se lleva a la práctica cuando
se conecta un interruptor de encendido;
la figura 3 es un diagrama para explicar un
proceso de limitación de salida que se lleva a la práctica cuando
se desconecta un interruptor de encendido;
la figura 4 es un diagrama para explicar una
construcción ilustrativa de un circuito limitador;
la figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra
la construcción eléctrica de un sistema eléctrico de dirección
asistida según una segunda realización de la invención;
la figura 6 es un diagrama de flujo para explicar
la operación que se lleva a la práctica inmediatamente después que
el interruptor de encendido se conecte de acuerdo con la segunda
realización;
la figura 7 es un diagrama de flujo para explicar
la operación que se lleva a la práctica inmediatamente después que
el interruptor de contacto se desconecte de acuerdo con la segunda
realización; y,
las figuras 8A y 8B son diagramas característicos
que ilustran ajustes ilustrativos del valor de limitación de un par
de dirección.
La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra
la construcción eléctrica de un sistema eléctrico de dirección
asistida de acuerdo con una primera realización de la presente
invención. Un par de dirección aplicado a un volante 1 de
dirección, como miembro operativo, se transmite mecánicamente a un
mecanismo 3 de dirección a través de un árbol 2 de dirección.
Mediante un motor eléctrico M se transmite una fuerza de asistencia
a la dirección al mecanismo 3 de dirección.
El árbol 2 de dirección está dividido en un árbol
2A de entrada, acoplado al volante 1, y un árbol 2B de salida,
acoplado al mecanismo 3 de dirección, estando el árbol 2A de
entrada y el árbol 2B de salida acoplados entre sí mediante una
barra 4 de torsión. La barra 4 de torsión se retuerce de acuerdo
con el par de dirección, y la dirección y el valor de la torsión de
la barra de torsión son detectados por el sensor 5 de par.
El sensor 5 de par es de tipo magnético, que está
destinado a detectar una resistencia magnética que varía de
acuerdo con el cambio de la relación entre la posición angular del
árbol 2A de entrada y la del árbol 2B de salida. La señal de salida
del sensor 5 de par se introduce en un controlador 10 (ECU).
El controlador 10 determina una corriente
objetivo del motor eléctrico M, de acuerdo con el par de dirección
detectado por el sensor 5 de par, para controlar el accionamiento
del motor eléctrico M de modo que pueda aplicarse una fuerza de
asistencia a la dirección al mecanismo 3 de dirección en función del
par de dirección.
El controlador 10 incluye un circuito 11 de
interfaz (I/F), que recibe la señal de par emitida por el sensor 5
de par, un circuito 13 compensador de fase, que compensa la fase de
la señal emitida por el circuito 11 de interfaz, un circuito 14 de
determinación de característica de asistencia, que genera una señal
de corriente objetivo para la señal de par compensada en fase
mediante el circuito 13 de compensación de fase, un circuito 15 de
compensación de inercia, que compensa el retardo de respuesta
atribuible a la inercia del mecanismo 3 de dirección y del motor
eléctrico M, un circuito 16 sumador, que genera una señal de
control de accionamiento del motor, que es una señal de corriente
objetivo sometida al proceso de compensación de inercia, al añadirse
una salida del circuito 15 de compensación de inercia a la señal de
salida del circuito 14 de determinación de característica de
asistencia, y un circuito 12 limitador, que limita la señal de
control de accionamiento del motor emitida por el circuito 16
sumador según se requiera. A continuación se determina, mediante un
circuito 18 restador, la diferencia entre la corriente del motor
detectada por un circuito 17 de detección de corriente del motor y
la señal de control de accionamiento del motor procedente del
circuito 12 limitador, y la señal diferencial, indicativa de la
diferencia, se introduce en un circuito 19 convertidor PWM
(modulador de anchura de impulso). El circuito 19 convertidor PWM
genera una señal PWM de accionamiento, que tiene una anchura de
impulso de acuerdo con la señal diferencial. La señal PWM de
accionamiento se introduce en el controlador 20 del motor, que
alimenta una corriente al motor eléctrico M.
En esta realización, el circuito 12 limitador, el
circuito 13 compensador de fase, el circuito 14 de determinación de
la característica de asistencia, y similares, están constituidos,
cada uno, por un circuito analógico.
El controlador 10 incluye, además, un
microprocesador 21. Una señal de velocidad del vehículo, procedente
de un sensor 22 de velocidad de vehículo, y una señal de velocidad
de rotación de motor, procedente de un sensor 24 de rotación de
motor, son introducidas en el microprocesador 21 a través de
interfaces 23 y 25, respectivamente. El microprocesador 21 establece
de manera variable, en el circuito 14 de determinación de la
característica de asistencia, una relación característica entre par
y corriente objetivo, a través del cable 26, que depende de la
velocidad del vehículo, indicada por la señal de velocidad de
vehículo, llevando a cabo de ese modo un denominado control en
respuesta a la velocidad del vehículo. De modo más específico, se
aplica al mecanismo 3 de dirección una fuerza de asistencia a la
dirección adecuada a la velocidad del vehículo, ajustando la
corriente objetivo a un nivel inferior cuando se conduce a alta
velocidad y a un nivel más alto cuando se conduce a baja velocidad
o cuando se está parado. El sensor 22 de velocidad de vehículo
puede ser un sensor de velocidad de rueda destinado, por ejemplo, a
detectar la velocidad de rotación de una rueda.
El microprocesador 21 controla, también, el
circuito 12 limitador, para limitar la salida de la señal de
control de accionamiento del motor de acuerdo con la señal de par
(la magnitud del par de dirección) emitida por el sensor 5 de par
al iniciarse o cesar el funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida.
De modo más específico, cuando un interruptor 31
de encendido se conecta y se aplica al controlador 10 una tensión a
partir de una batería 32 de coche, el microprocesador 21 limita en
mayor grado la señal de control de accionamiento del motor ya que
el par de dirección aplicado en ese momento es grande. Es decir,
cuando se conecta el interruptor 31 de encendido para poner en
marcha el sistema, la señal de control del accionamiento de motor
se limita de acuerdo con un valor de limitación que se ajusta de
manera linealmente variable entre el 0% y el 100% para un par de
dirección de entre 1 y 3 Nm, como se muestra en la figura 2. En
este caso, un valor de limitación del 100% corresponde a un estado
en que la señal de control de accionamiento de motor no es emitida
(o la corriente objetivo es cero), y un valor de limitación del 0%
corresponde a un estado en el que la señal de control de
accionamiento del motor, procedente del circuito 16 sumador, es
emitida tal como es.
Más específicamente, cuando se conecta el
interruptor 31 de encendido, la señal de control de accionamiento
del motor se limita en mayor grado, para limitar el accionamiento
del motor eléctrico M cuando el conductor aplique un par de
dirección más elevado al volante 1. Después de ello, cuando el
conductor aplique un par de dirección menor al volante 1, el valor
de limitación se reduce de acuerdo con una relación característica,
como se muestra en la figura 2. Una vez que el valor de limitación
se ajuste a un nivel más bajo, la limitación no se aplica con un
valor superior a ese nivel. Por lo tanto, incluso si, después de
ello, el conductor aplica un par de dirección mayor, el valor de
limitación no se aumenta. De ese modo, la limitación tiende a un
valor de limitación del 0% cuando el par de dirección se reduce,
por lo que el proceso se efectúa de manera gradual. El valor de
limitación, después de haber alcanzado el 0%, se fija en el 0%.
Después de ello, la señal de control de accionamiento del motor ya
no se limitará, a menos que el sistema se pare cuando se produzca
un funcionamiento defectuoso o se desconecte el interruptor 31 de
encendido. Por lo tanto, el valor de limitación se ajusta de modo
que no aumente con el tiempo (o de modo que disminuya con el
tiempo) al iniciarse el funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida.
Puesto que la señal de control de accionamiento
del motor se limita en mayor grado con un par de dirección mayor a
la puesta en marcha del sistema, el conductor no siente que el
volante se haga más ligero de manera brusca cuando conecta el
interruptor 31 de encendido estando su mano puesta en el volante 1.
De ese modo, puede mejorarse la percepción de la dirección.
Cuando el interruptor 31 de encendido se
desconecta, se detecta el corte del suministro de tensión de la
batería 32 del vehículo. En respuesta a ello, el microprocesador 21
limita la señal de control de accionamiento del motor del circuito
12 limitador de acuerdo con la señal de par (la magnitud del par de
dirección) detectada por el sensor 5 de par.
Una vez desconectado el interruptor 31 de
encendido, la señal de control de accionamiento del motor se limita
en menor grado cuando se aplique un par más elevado al volante 1,
como se muestra en la figura 3. Más específicamente, la señal de
control de accionamiento del motor se limita de acuerdo con el valor
de limitación que se ajusta, de manera linealmente variable, entre
el 100 y el 0%, para un par de dirección de entre 1 y 3 Nm.
Por lo tanto, si el conductor aplica un par de
dirección mayor al volante 1 cuando se desconecta el interruptor 21
de encendido, el motor eléctrico M genera una fuerza de asistencia
correspondientemente mayor. Cuando, después de ello, se reduce el
par de dirección, el valor de limitación es aumentado de acuerdo
con una relación característica, como se muestra en la figura 3.
Cuando el valor de limitación alcanza el 100%, la señal de control
de accionamiento del motor se reduce a cero (la corriente objetivo
es cero). Una vez que el valor de limitación se ajusta a un nivel
mayor, la limitación no se aplica con un valor inferior a ese
nivel. Por lo tanto, incluso si el par de dirección se aumenta de
nuevo, el valor de limitación no se reduce. Cuando el par de
dirección se reduce, la limitación tiende a un valor de limitación
del 100%, por lo que el proceso se desactiva de forma gradual. En
consecuencia, el valor de limitación se ajusta de modo que no
disminuya con el tiempo (o de modo que aumente con el tiempo) al
cesar el funcionamiento del sistema eléctrico de dirección
asistida.
Cuando el valor de limitación alcanza el 100%, el
microprocesador 21 abre un relé 33 (véase la figura 1) para cortar
la alimentación de corriente al controlador 10.
Puesto que la señal de control de accionamiento
del motor se limita en menor medida con un par de dirección mayor a
la parada del sistema, el conductor no percibe que el volante se
vuelva más pesado de manera brusca cuando desconecta el interruptor
31 de encendido estando su mano puesta en el volante 1. En
consecuencia, puede mejorarse la percepción de la dirección.
Cuando el interruptor 31 de encendido se conecta,
el microprocesador 21 pone el relé 33 en estado de conducción, y
mantiene dicho relé 33 en estado de conducción mientras que el
interruptor 31 de encendido esté conectado.
El microprocesador 21 puede parar el
funcionamiento del controlador 20 del motor si se produce alguna
anormalidad, tal como la rotura de un conductor de señales, por
ejemplo, cuando la señal de velocidad del vehículo indica una
velocidad del vehículo de 0 km/h mientras está emitiendo la señal de
velocidad de rotación del motor. La operación a realizar en ese
momento es, sustancialmente, la misma que la operación, antes
mencionada, a realizar cuando el interruptor 31 de encendido se
desconecta. Por lo tanto, cuando se produce un funcionamiento
defectuoso, no hay posibilidad de que el conductor sienta que el
volante se haga más pesado de manera brusca, de modo que se
deteriore de manera notable la percepción de la dirección.
Cuando el sistema se para debido a un
funcionamiento defectuoso, el microprocesador 21 mantiene el relé 33
en estado de conducción, y lleva a cabo un proceso de vigilancia de
restablecimiento a estado normal, para comprobar si el sistema se
restablece al estado normal.
Si el sistema es restaurado al estado normal
después de haberse detectado el funcionamiento defectuoso (por
ejemplo, el sistema se recupera de un fallo de contacto de un
conectador para señales), se reanuda el funcionamiento del sistema
de dirección asistida. La operación a llevar a la práctica en ese
momento es sustancialmente la misma que se ha de llevar a la
práctica cuando se conecta el interruptor 31 de encendido. Por lo
tanto, incluso si se aplica un mayor par de dirección al volante 1
cuando el sistema se restaura al estado normal, el conductor no
siente que el volante se vuelva más ligero de manera brusca. La
fuerza de asistencia a la dirección se aumenta gradualmente, de modo
que la percepción de la dirección no se deteriore.
La figura 4 es un diagrama de circuito eléctrico
que muestra una construcción ilustrativa del circuito limitador 12.
El circuito limitador 12 tiene un par de amplificadores 51 y 52
operacionales conectados a un conductor 58 que conecta el circuito
sumador 16 con el circuito restador 18, a través de diodos 53 y 54,
respectivamente. Uno, 51, de los amplificadores operacionales está
destinado a establecer un límite inferior de la señal de control de
accionamiento del motor de salida de par de giro a la izquierda (la
señal de control de accionamiento del motor para ordenar la
generación de un par de giro de la dirección a la izquierda). Un
terminal de salida del amplificador 51 operacional está conectado
con el conductor 58 a través del diodo 53, y la señal de control de
accionamiento del motor se introduce, a partir del conductor 58, en
un terminal invertido de entrada del mismo. El otro amplificador 52
operacional está destinado a establecer un límite superior de la
señal de control de accionamiento del motor de salida de par de
giro a la derecha (la señal de control de accionamiento del motor
para ordenar la generación de un par de giro de la dirección a la
derecha). Un terminal de salida del amplificador 52 operacional está
conectado con el conductor 58 a través del diodo 54, y la señal de
control de accionamiento del motor se introduce, a partir del
conductor 58, en un terminal invertido de entrada del mismo.
Una tensión V1 de control del limitador se
introduce en un terminal no invertido de entrada del amplificador
51 operacional, a partir de un circuito integrador 55 constituido
por resistencias R1, R2 y condensadores C1, C2. Una tensión V2 de
control del limitador, generada invirtiendo la tensión de control
del limitador procedente del circuito 55 integrador mediante el
amplificador 56 operacional, se introduce en un terminal no
invertido de entrada del amplificador 52 operacional. Una señal PWM
de control de valor del limitador (una señal que tiene una anchura
de impulso de acuerdo con la magnitud del par de dirección) se
aplica al circuito 55 integrador a partir del microprocesador 21.
El microprocesador 21 establece, de modo variable, un valor de
control del limitador (valor de limitación) cambiando la anchura de
impulso de la señal PWM de control del valor del limitador. Es
decir, el circuito 55 integrador genera una tensión de corriente
continua de acuerdo con la anchura W de impulso de la señal PWM de
control de valor del limitador como tensión de control del
limitador.
Cuando se introduce en el amplificador 51
operacional, a través del cable 58, una señal (señal de control de
accionamiento del motor de salida de par de giro a la izquierda)
menor que la tensión V1 de control del limitador, se aplica al
conductor 58, a través del diodo 53, una tensión equivalente a la
diferencia entre dicha señal y la tensión V1 de control del
limitador. Cuando se introduce en el amplificador 52 operacional, a
través del cable 58, una señal (señal de control de accionamiento
de motor de salida de par de giro a la derecha) mayor que la
tensión V2 de control del limitador, se conduce a tierra, desde el
cable 58, a través del diodo 54, una tensión equivalente a la
diferencia entre dicha señal y la tensión V2 de control del
limitador.
De ese modo, el circuito limitador 12 puede
realizarse mediante una construcción simplificada de circuito
empleando los amplificadores operacionales.
La figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra
la construcción eléctrica de un sistema eléctrico de dirección
asistida, de acuerdo con una segunda realización de la invención.
En la figura 5, los componentes comunes a la figura 1 se indican
mediante los mismos números de referencia que los de la figura
1.
Aunque el circuito 12 limitador y el circuito 14
de determinación de característica de asistencia comprenden, cada
uno, un circuito analógico con la disposición mostrada en la figura
1, un microprocesador 70 proporciona las funciones de estos
circuitos a través de un proceso basado en lógica mediante
programas de ejecución. Por lo tanto, la señal de par procedente de
un sensor 5 de par se introduce en el microprocesador 70 a partir
del circuito 11 de interfaz, y el microprocesador 70 introduce la
señal PWM de accionamiento del motor en el controlador 20 del
motor.
La figura 6 es un diagrama de flujo para explicar
la operación a realizar por el microprocesador 70 a la puesta en
marcha del sistema eléctrico de dirección asistida. Inmediatamente
después de que el interruptor 31 de encendido se conecte, el
microprocesador 70 lleva a la práctica un proceso de inicialización
(paso S1). En tanto que el interruptor 31 de encendido conduzca la
corriente una vez que el relé 33 sea puesto en conducción, el
microprocesador 70 mantendrá el relé 33 en estado de
conducción.
Subsiguientemente, se recibe una señal de par
procedente del sensor 5 de par a través del circuito de interfaz 11
(paso S2).
La señal de par se somete a un proceso (paso S3)
de cálculo de par de dirección para determinar un valor de par de
dirección correspondiente a la señal de par. Se determina un valor
de corriente objetivo (señal de control de accionamiento del motor)
a alimentarse al motor eléctrico M sobre la base del valor de par
de dirección (paso S4), y se somete a un proceso de limitación de
salida (paso S5). El proceso de limitación de salida se lleva a la
práctica, por ejemplo, multiplicando el valor de corriente
objetivo, determinado en el paso S4, por un factor \alpha de
limitación (=(100-valor de limitación)/100). El
factor \alpha de limitación, que corresponde al valor de
limitación determinado de acuerdo con la relación característica
mostrada en la figura 2, se determina de acuerdo con el par de
dirección detectado por el sensor 5 de par.
Se genera una señal PWM de accionamiento de
acuerdo con el valor de corriente objetivo sometido al proceso de
limitación de salida (paso S6), y se alimenta al controlador 20 de
motor.
Después de ello, se repite la secuencia de
proceso desde el paso S2, y el factor \alpha de limitación se
ajusta, de modo variable, de acuerdo con el par de dirección del
proceso de limitación de salida (paso 35). Una vez que el factor
\alpha de limitación se ajuste a un nivel más elevado, el factor
\alpha de limitación no se reduce a un nivel menor a menos que el
sistema se pare. Por lo tanto, el factor \alpha de limitación
alcanza finalmente el 100%, por lo que el valor de corriente
objetivo ya no se limita.
La figura 7 es un diagrama de flujo para explicar
la operación a llevar a cabo por el microprocesador 70 a la parada
del sistema eléctrico de dirección asistida. Inmediatamente después
de que el interruptor 31 de encendido se desconecta, se lleva a la
práctica un proceso de terminación (paso S11) y, a continuación se
transmite una señal de par (paso S12).
La señal de par así transmitida se somete a un
proceso de cálculo de par de dirección (paso S13) para determinar
el valor de par de dirección correspondiente a la señal de par. Se
determina un valor de corriente objetivo (señal de control de
accionamiento del motor) sobre la base del valor de par de
dirección (paso S14). El valor de corriente objetivo se somete a un
proceso de limitación de salida (paso S15), de acuerdo con la
relación característica mostrada en la figura 3. Una señal PWM de
accionamiento, generada de acuerdo con el valor de corriente
objetivo sometido al proceso de limitación de salida, se aplica al
controlador 20 del motor (paso S16).
Si el factor \alpha de limitación es igual a
cero (SI, en el paso S17), el relé 33 se abre para cortar la
alimentación de corriente al controlador 10 (paso S18). La
secuencia de proceso a partir del paso S12 se repite hasta que el
factor \alpha de limitación se reduzca a cero.
En el proceso de limitación de salida, el valor
de corriente objetivo se multiplica por el factor \alpha de
limitación (=(100-valor de limitación)/100), de
acuerdo con la señal de par (la magnitud del par de dirección)
transmitida en el paso S12. Una vez que el factor \alpha de
limitación se ajusta a un nivel menor, dicho factor \alpha de
limitación no es aumentado, aún cuando, después, se aumente el
par.
Cuando se produce alguna anormalidad, el
microprocesador 70 lleva a la práctica un proceso seguro contra
fallos sustancialmente de la misma manera que la mostrada en la
figura 7, excepto porque el microprocesador 70 lleva a cabo un
proceso de vigilancia de recuperación del estado normal, para
comprobar si el sistema es restaurado a un estado normal.
Después que el sistema se desactiva, cuando se
juzga que se ha producido una anormalidad, el sistema se restaura
al estado normal y se reanuda de, sustancialmente, la misma manera
que en el paso 6.
De acuerdo con esta realización, el proceso de
limitación de salida a ejecutar por el microprocesador 70, al
iniciarse y al cesar el funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida, está basado en lógica, para proporcionar el
mismo efecto que el descrito en la primera realización.
Aunque las dos realizaciones de la presente
invención se han descrito de ese modo, la invención puede
realizarse de cualquier otra manera. Aunque el valor de limitación
se ajusta de manera linealmente variable para un margen de par de
dirección de entre 1 y 3 Nm (figuras 2 y 3), ello es simplemente
ilustrativo. Por ejemplo, el valor de limitación puede variarse
entre el 0 y el 100% a un valor predeterminado de par de dirección
(por ejemplo, 1Nm), como se muestra en la figura 8A (al iniciarse
el funcionamiento) y en la figura 8B (al interrumpirse el
funcionamiento). De modo alternativo, el valor de limitación puede
variarse entre tres o más niveles discretos, de acuerdo con el valor
de par de dirección. Además, el valor de limitación puede ajustarse
de manera no linealmente variable para un margen predeterminado de
pares de dirección. En cualquier caso, el valor de limitación se
ajusta a un nivel más alto a medida que el par de dirección aumente
al comienzo del funcionamiento del sistema eléctrico de dirección
asistida. Por otra parte, de modo preferido, el valor de limitación
se ajusta a un nivel más bajo, a medida que el par de dirección
aumenta, al cesar el funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida.
Aunque la presente invención se ha descrito con
detalle por medio de realizaciones de la misma, debe entenderse que
la descripción precedente es, simplemente, ilustrativa de los
principios técnicos de la presente invención, pero no limitativa de
ellos. El alcance de la presente invención solamente ha de
considerarse limitado por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (4)
1. Un sistema eléctrico de dirección asistida,
que emplea un motor eléctrico (M) como fuente de accionamiento para
aplicar una fuerza de asistencia a la dirección a un mecanismo (3)
de dirección montado en un vehículo a motor de acuerdo con el
funcionamiento de unos medios (1) operativos, comprendiendo el
sistema eléctrico de dirección asistida:
un sensor (5) de par, que detecta un par de
dirección aplicado a los medios (1) operativos y emite una señal de
par de acuerdo con el par de dirección detectado; y,
medios (14; 70, S4, S14) de control de
accionamiento del motor, que emiten una señal de control de
accionamiento del motor, para accionar el motor eléctrico (M) sobre
la base de la señal de par emitida por el sensor (5) de par; y,
medios (12, 21; 70, S5, S15) de limitación de
salida que limitan la señal de control de accionamiento del motor
al iniciarse el funcionamiento del sistema eléctrico de dirección
asistida;
caracterizado porque
los medios de limitación de salida (12, 21; 70,
S5, S15) limitan la señal de control de accionamiento del motor de
acuerdo con la magnitud del par de dirección detectado por el
sensor (5) de par al iniciarse o cesar el funcionamiento del
sistema eléctrico de dirección asistida, y porque
los medios (12, 21; 70, S5, S15) de limitación de
salida limitan en mayor grado la señal de control de accionamiento
del motor al iniciarse el funcionamiento del sistema eléctrico de
dirección asistida, cuando el par de dirección detectado por el
sensor (5) de par sea grande.
2. El sistema de la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios (12, 21; 70, S5, S15) de
limitación de salida establecen un valor de limitación indicativo
del grado de limitación de la señal de control de accionamiento del
motor de modo que el grado de limitación no aumente con el tiempo al
comienzo del funcionamiento del sistema eléctrico de dirección
asistida.
3. El sistema de las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque los medios (12, 21; 70, S5, S15) de
limitación de salida limitan en mayor grado la señal de control de
accionamiento del motor al término del funcionamiento del sistema
eléctrico de dirección asistida cuando el par de dirección detectado
por el sensor de par sea pequeño.
4. El sistema de la reivindicación 3,
caracterizado porque los medios (12, 21; 70, S5, S15) de
limitación de salida establecen el valor de limitación indicativo
del grado de limitación de la señal de control de accionamiento del
motor de modo que el grado de limitación no disminuya con el tiempo
al término del funcionamiento del sistema eléctrico de dirección
asistida.
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