ES2223812T3 - Sistema de direccion asistida de un automovil. - Google Patents
Sistema de direccion asistida de un automovil.Info
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Abstract
Sistema de dirección (1) asistida de un automóvil, presentando el sistema de dirección (1) un volante (2) para la predeterminación de un ángulo de dirección deseado de las ruedas (3) del automóvil, medios (4) para el control de la dinámica de la marcha para la superposición del ángulo de la dirección con un ángulo de corrección, siendo determinado el ángulo de corrección desde el punto de vista de una elevación de la estabilidad de la marcha y/o de la comodidad de la marcha del automóvil, y un servo-accionamiento (6), presentando el servo-accionamiento (6) un soporte de par variable (M), dependiendo el grado del soporte de par (M) de la velocidad (V) del automóvil y de al menos una variable, que caracteriza el ángulo de corrección, de los medios (4) para el control de la dinámica de la marcha, caracterizado porque los medios (4) para el control de la dinámica de la marcha presentan un motor (5) para la generación del ángulo de corrección, estando configuradas las variables de los medios (4)para el control de la dinámica de la marcha, que caracterizan el ángulo de corrección, como una aceleración real (a_real) del motor (5) y/o como una aceleración teórica (a_teórica) del motor (5).
Description
Sistema de dirección asistida de un
automóvil.
La presente invención se refiere a un sistema de
dirección asistida de un automóvil, presentando el sistema de
dirección un volante para la predeterminación de un ángulo de
dirección deseado de las ruedas del automóvil, medios para el
control de la dinámica de la marcha para la superposición del
ángulo de la dirección con un ángulo de corrección, siendo
determinado el ángulo de corrección desde el punto de vista de una
elevación de la estabilidad de la marcha y/o de la comodidad de la
marcha del automóvil, y un servo-accionamiento. La
invención se refiere, además, a un
servo-accionamiento de un sistema de dirección
asistida de un automóvil, que está configurado como soporte de par
variable y que presenta un transductor, que puede ser impulsado con
una corriente de transductor, como instalación de ajuste para el
ángulo de la dirección de las ruedas del automóvil y medios para la
determinación de la corriente del transductor en función de al
menos la velocidad del automóvil. Por último, la invención se
refiere a un procedimiento para la determinación de la corriente
del transductor de un servo-accionamiento,
configurado como soporte de par variable, de un sistema de
dirección asistida de un automóvil, presentando el
servo-accionamiento un transductor, que puede ser
impulsado con la corriente del transductor, como instalación de
ajuste para el ángulo de la dirección de las ruedas del automóvil y
siendo determinada la corriente del transductor en función de al
menos la velocidad del automóvil.
Se conoce en los sistemas de dirección conocidos
a partir del estado de la técnica prever un
servo-accionamiento para el soporte de par
(dirección asistida). En los servo-accionamientos
conocidos se distinguen sistemas hidráulicos, electrohidráulicos y
eléctricos. En los sistemas hidráulicos existe una diferencia entre
sistemas con un soporte de par predeterminado fijamente (dirección
asistida normal) y un soporte de par variable, en el que el grado
del soporte de par es controlado en función de la velocidad del
automóvil. A velocidad reducida, por ejemplo, durante la maniobra,
el gasto de fuerza para la activación del volante a través de un
conductor es muy reducido. A medida que aumenta la velocidad, se
eleva el gasto de fuerza para el conductor. A través del soporte de
par variable se consigue que el sistema de dirección se caracterice
por una marcha especialmente fácil a velocidades reducidas, sin
actuar, sin embargo, con efecto absorbente a velocidades más
elevadas. La estructura y la función de una dirección asistida se
pueden deducir a partir del artículo "Servoantriebe für Vorder-
und Hinterradlenkungen in Personenwagen", H. Boschof, G. Dräger,
W. Schleuter, ponencia de la conferencia sobre "Direcciones en
todas las ruedas", Haus der Technik, Essen, 28/29.11.1989,
páginas 1 a 16, al que se hace referencia expresa.
Por otro lado, se conoce a partir del estado de
la técnica prever medios de control de la dinámica de la marcha en
sistemas de dirección, para la superposición del ángulo de
dirección de las ruedas, predeterminado a través del volante, con
un ángulo de corrección. Los medios para el control de la dinámica
de la marcha son designados también como sistema de dirección
dinámico de la marcha (FLS). Para la superposición del ángulo se
emplea una llamada transmisión de superposición. La estructura y el
modo de funcionamiento de un sistema de dirección dinámico de la
marcha se describen en forma detallada en el documento DE 40 31 316
A1, al que se hace referencia expresa aquí. Con la ayuda de un
sistema de dirección dinámico de la marcha se pueden mejorarla
dinámica de la marcha, la seguridad de la marcha así como la
comodidad del vehículo. Sin embargo, de esta manera no se puede
conseguir una función de apoyo de la fuerza (dirección asistida).
El ángulo de corrección añadido al ángulo de dirección
predeterminado modifica el ángulo de dirección real de las ruedas.
El ángulo de giro del volante predeterminado por el conductor no es
modificado en este caso y mantiene su posición predeterminada.
En sistemas de dirección asistida, que presentan
tanto un servo-accionamiento para el soporte de par
como también medios para el control de la dinámica de la marcha,
los medios para el control de la dinámica de la marcha están
dispuestos habitualmente entre el volante y el
servo-accionamiento. Sin embargo, en el caso de un
soporte de par variable, esto tiene como consecuencia que el
servo-accionamiento influye sobre la dinámica de los
medios de control de la dinámica de la marcha, especialmente la
dinámica de un motor eléctrico (ver el documento DE 40 31 316 A1)
de los medios para el control de la dinámica de la marcha. La
capacidad de potencia de los medios para el control de la dinámica
de la marcha no es igual sobre toda la gama de la velocidad del
automóvil. A una velocidad alta del automóvil, el soporte de par es
tan reducido que el motor eléctrico de los medios para el control
de la dinámica de la marcha debe trabajar contra un par opuesto muy
alto. La consecuencia de ello es que el motor eléctrico solamente
se puede acelerar lentamente y las intervenciones de la dirección
de los medios para el control de la dinámica de la marcha no pueden
estabilizar el vehículo de una manera suficientemente rápida y
fiable o bien no pueden elevar la comodidad de la marcha del
automóvil.
Se conocen a partir del documento JP
11-078 945 un sistema de dirección, un
servo-accionamiento y un procedimiento según el
preámbulo de las reivindicaciones independientes de la patente.
Por lo tanto, el cometido de la presente
invención consiste en asegurar en sistemas de dirección asistida,
que presentan tanto medios para el control de la dinámica de la
marcha como también un soporte de par variable, que los medios de
control de la dinámica de la marcha mejoren la estabilidad de la
marcha y la comodidad de la marcha del automóvil con una reacción
especialmente rápida y de forma fiable.
Este cometido se soluciona con las
características de las reivindicaciones independientes de la
patente. El servo-accionamiento está configurado
como un soporte de par variable, dependiendo el grado del soporte
de par de la velocidad del automóvil y de al menos una variable,
que caracteriza el ángulo de corrección, de los medios de control
de la dinámica de la marcha.
Por lo tanto, en el sistema de dirección, el
servo-accionamiento configurado como soporte de par
variable no sólo posee la velocidad del automóvil como variable de
entrada. El servo-accionamiento está complementado
al menos con otra variable de entrada, a través de la cual se puede
variar el grado del soporte de par también en función de las
intervenciones de la dirección, que son requeridas por los medios
de control de la dinámica de la marcha. Por medio de estas
variables de entrada adicionales es posible ajustar el grado del
soporte de par a través del servo-accionamiento, de
tal forma que la capacidad de potencia de los medios de control de
la dinámica de la marcha es casi constante sobre toda la gama de la
velocidad del automóvil. De esta manera, los medios para el control
de la dinámica de la marcha pueden mejorar la estabilidad de la
marcha y la comodidad de la marcha con una reacción especialmente
rápida y de forma fiable.
De acuerdo con la presente invención, se propone
que los medios para el control de la dinámica de la marcha
presenten un motor para la generación del ángulo de corrección,
estando configuradas las variables de los medios para el control de
la dinámica de la marcha, que caracterizan el ángulo de corrección,
como la aceleración real del motor y/o como la aceleración teórica
del motor. La aceleración real es la aceleración medida del motor
de los medios para el control de la dinámica de la marcha. La
aceleración teórica es la aceleración del motor, calculada por los
medios para el control de la dinámica de la marcha. El ángulo de
corrección calculado por los medios para el control de la dinámica
de la marcha, especialmente la duración de la superposición del
ángulo de la dirección con el ángulo de corrección, se caracteriza
sobre todo por estas dos variables.
De acuerdo con una forma de realización preferida
de la presente invención, se propone que el
servo-accionamiento esté configurado como soporte de
par hidráulico. De una manera más ventajosa, el
servo-accionamiento presenta un transductor, que
puede ser impulsado con una corriente de transductor, como
instalación de ajuste para el ángulo de la dirección de las ruedas
del automóvil y medios para la determinación de la corriente del
transductor en función de la velocidad del automóvil, de la
aceleración real del motor y de la aceleración teórica del motor.
El transductor sirve como instalación de ajuste en la transmisión
de la dirección del sistema de dirección y está configurado, por
ejemplo, como una válvula proporcional.
De acuerdo con una forma de realización preferida
de la presente invención, los medios para la determinación de la
corriente del transductor presentan primeros medios para la
formación de una primera corriente del transductor dependiente de
la velocidad, segundos medios para la formación de una segunda
corriente del transductor, que depende de la aceleración real del
motor y de la aceleración teórica del motor, y terceros medios para
la formación de la corriente del transductor a partir de la primera
corriente del transductor y de la segunda corriente del
transductor.
Los primeros medios presentan de una manera más
ventajosa un filtro paso bajo para el filtrado de los valores de la
velocidad del automóvil y una curva característica, a partir de la
cual se puede deducir la relación entre los valores de la velocidad
filtrados y valores para la primera corriente del transductor. A
través del filtrado de los valores de la velocidad del automóvil se
adapta lentamente el grado del soporte de par a la velocidad real
del automóvil. De esta manera, se mejora la impresión subjetiva del
conductor, especialmente durante maniobras de marcha, en las que la
velocidad del automóvil se modifica de una manera brusca, o bien
durante un frenado total. La curva característica es, en general,
no lineal. Con la ayuda de la curva característica se puede
reproducir un valor filtrado de la velocidad sobre el valor
correspondiente de la primera corriente del transductor.
Además, se propone que los segundos medios
presenten un diferenciador para la formación de una aceleración
diferencial a partir de la diferencia entre la aceleración real del
motor y la aceleración teórica del motor, un formador del valor
absoluto para la formación del valor absoluto de la aceleración
diferencial, un multiplicador para la multiplicación de la
aceleración diferencial por un factor predefinido, y un miembro de
tiempo muerto para la formación de la segunda corriente del
transductor a través de la aplicación de un tiempo muerto
predefinido al valor absoluto, multiplicado por el factor, de la
aceleración diferencial. A través de la variación del factor
predefinido, se puede modificar la amplitud de la segunda corriente
del transductor y, por lo tanto, la influencia de la segunda
corriente del transductor sobre la corriente total del
transductor.
Los terceros medios presentan de una manera más
ventajosa un sumador para la formación de la corriente del
transductor a través de la adición de la primera corriente del
transductor y de la segunda corriente del transductor. La corriente
del transductor calculada es aplicada al transductor que provoca
entonces el soporte de par correspondiente.
Como otra solución del cometido de la presente
invención, partiendo del servo-accionamiento de un
sistema de dirección asistida del tipo mencionado al principio, se
propone un servo-accionamiento según la
reivindicación 8.
Por último, como otra solución del cometido de la
presente invención, partiendo del procedimiento para la
determinación de la corriente del transductor de un
servo-accionamiento del tipo mencionado al
principio, se propone un procedimiento según la reivindicación
9.
A continuación se explica en detalle un ejemplo
de realización preferido de la presente invención con la ayuda de
los dibujos. En este caso:
La figura 1 muestra una representación simbólica
de un sistema de dirección según la invención de acuerdo con una
forma de realización preferida; y
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un
servo-accionamiento según la invención del sistema
de dirección asistida de la figura 1 de acuerdo con una forma de
realización preferida.
En la figura 1 se designa con el signo de
referencia 1 el sistema de dirección asistida según la invención de
un automóvil en su conjunto. El sistema de dirección 1 presenta un
volante 2 para la previsión de un ángulo de dirección deseado de
las ruedas 3 dirigibles del automóvil. Dispuesto aguas abajo del
volante 2, el sistema de dirección 1 presenta medios 4 para el
control de la dinámica de la marcha para la superposición del
ángulo de dirección con un ángulo de corrección. La estructura y el
modo de funcionamiento de los medios 4 para el control de la
dinámica de la marcha se describen en detalle en el documento DE 40
31 316 A1, al que se hace referencia expresamente. El ángulo de
corrección se calcula desde el punto de vista de una elevación de la
estabilidad de la marcha y/o de la comodidad de la marcha del
automóvil. Los medios 4 para el control de la dinámica de la marcha
presentan un motor 5, especialmente un motor eléctrico, para la
generación del ángulo de corrección.
Dispuesto aguas abajo de los medios 4 para el
control de la dinámica de la marcha, el sistema de dirección 1
presenta un servo-accionamiento 6, que está
configurado como un soporte de par hidráulico variable.
Evidentemente, el servo-accionamiento 6 puede estar
configurado también como un soporte de par electrohidráulico o como
un soporte de par eléctrico. El servo-accionamiento
6 presenta una instalación de ajuste configurada como transductor 7
para una transmisión de la dirección 8 del sistema de dirección 1,
a través de la cual se ajusta el ángulo de dirección deseado de las
ruedas 3 del automóvil. El transductor 7 está configurado, por
ejemplo, como una válvula proporcional.
En la figura 2 se representa un diagrama de
bloques del servo-accionamiento 6. El grado del
soporte de par M del servo-accionamiento S es
controlado en función de la velocidad V del automóvil. Según la
invención, el grado del soporte de par M es controlado
adicionalmente por al menos otra variable, que caracteriza el
ángulo de corrección, de los medios 4 para el control de la dinámica
de la marcha. En el ejemplo de realización de la figura 2, están
previstas como otras variables de entrada del
servo-accionamiento 6 la aceleración real a_real del
motor 5 de los medios 4 para el control de la dinámica de la marcha
y la aceleración teórica a_teórica del motor 5. El transductor 7
del servo-accionamiento 6 puede ser impulsado con
una corriente del transductor l_w, que es una medida del grado del
soporte de par M. El servo-accionamiento 6 presenta
medios 9 para la determinación de la corriente del transductor l_w
en función de la velocidad V del automóvil, de la aceleración real
a_real y de la aceleración teórica a_teórica del motor 5.
Los medios 9 para la determinación de la
corriente del transductor l_w presentan, por su parte, primeros
medios 10 para la formación de una primera corriente de transductor
l_V en función de la velocidad. Los primeros medios 10 comprenden
un filtro paso bajo 11 para la filtración de los valores de la
velocidad V del automóvil y una curva característica 12. A partir de
la curva característica 12 se puede deducir la relación entre los
valores de la velocidad filtrados V_f y los valores
correspondientes para la primera corriente del transductor l_V.
Los medios 9 para la determinación de la
corriente del transductor l_w presentan, además, segundos medios 13
para la formación de unas segunda corriente de transductor l_a, que
función de la aceleración real a_real y de la aceleración teórica
a_teórica del motor 5. Los segundos medios 13 comprenden un
diferenciador 14 para la formación de una aceleración diferencial
a_diff a partir de la diferencia de la aceleración real a_real y de
la aceleración teórica a_teórica del motor 5. Además, comprenden un
formador del valor absoluto para la formación del valor absoluto de
la aceleración diferencial a_diff y un multiplicador para la
multiplicación de la aceleración diferencial a_diff con un factor k
predefinido. A través de la variación del factor k, se puede
modificar la amplitud de la segunda corriente del transductor l_a
y, por lo tanto, la influencia de la segunda corriente del
transductor l_a a la corriente total del transductor l_w. En el
ejemplo de realización de la figura 2, el formador del valor
absoluto y el multiplicador están agrupados en un bloque funcional
15 común. Por último, los segundos medios 13 comprenden un miembro
de tiempo muerto 16 para la formación de la segunda corriente del
transductor l_a a través de la aplicación del valor absoluto l'_a,
multiplicado por el factor k, de la aceleración diferencial a_diff
por un tiempo muerto T_t predefinido.
Por último, los medios 9 para la determinación de
la corriente del transductor l_w presentan terceros medios 17
configurados como un sumador, que forman la corriente del
transductor l_w a través de la adición de la primera corriente del
transductor l_V y de la segunda corriente del transductor l_a.
La corriente del transductor l_w del
servo-accionamiento 6 según la invención es
determinada, por consiguiente, tanto en función de la velocidad V
del automóvil como también en función del estado de funcionamiento
de los medios 4 para el control de la dinámica de la marcha. La
corriente del transductor l_w es conducida al transductor 7, que
provoca un soporte de par M correspondiente. Con la ayuda del
servo-accionamiento 6 según la invención, es posible
mantener casi constante la capacidad de potencia de los medios 4
para el control de la dinámica de la marcha sobre toda la gama de
velocidad del automóvil. De esta manera, se puede elevar la
estabilidad de la marcha y la comodidad de la marcha del automóvil
de una manera especialmente rápida y fiable.
Claims (9)
1. Sistema de dirección (1) asistida de un
automóvil, presentando el sistema de dirección (1) un volante (2)
para la predeterminación de un ángulo de dirección deseado de las
ruedas (3) del automóvil, medios (4) para el control de la dinámica
de la marcha para la superposición del ángulo de la dirección con un
ángulo de corrección, siendo determinado el ángulo de corrección
desde el punto de vista de una elevación de la estabilidad de la
marcha y/o de la comodidad de la marcha del automóvil, y un
servo-accionamiento (6), presentando el servo-
accionamiento (6) un soporte de par variable (M), dependiendo el
grado del soporte de par (M) de la velocidad (V) del automóvil y de
al menos una variable, que caracteriza el ángulo de corrección, de
los medios (4) para el control de la dinámica de la marcha,
caracterizado porque los medios (4) para el control de la
dinámica de la marcha presentan un motor (5) para la generación del
ángulo de corrección, estando configuradas las variables de los
medios (4) para el control de la dinámica de la marcha, que
caracterizan el ángulo de corrección, como una aceleración real
(a_real) del motor (5) y/o como una aceleración teórica (a_teórica)
del motor (5).
2. Sistema de dirección (1) según la
reivindicación 1, caracterizado porque el
servo-accionamiento (6) está configurado como un
soporte de par hidráu-
lico.
lico.
3. Sistema de dirección (1) según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el
servo-accionamiento (6) presenta un transductor (7),
que puede ser impulsado con una corriente de transductor (l_w),
como instalación de ajuste para el ángulo de la dirección de las
ruedas (3) del automóvil y medios (9) para la determinación de la
corriente del transductor (l_w) en función de la velocidad (V) del
automóvil, de la aceleración real (a_real) del motor (5) y de la
aceleración teórica (a_teórica) del motor (5).
4. Sistema de dirección (1) según la
reivindicación 3, caracterizado porque los medios (9) para
la determinación de la corriente del transductor (l_w) presentan
primeros medios (10) para la formación de una primera corriente del
transductor (l_V) dependiente de la velocidad, segundos medios (13)
para la formación de una segunda corriente del transductor (l_a),
que depende de la aceleración real (a_real) del motor (5) y de la
aceleración teórica (a_teórica) del motor (5), y terceros medios
(17) para la formación de la corriente del transductor (l_w) a
partir de la primera corriente del transductor (l_V) y de la
segunda corriente del transductor (l_a).
5. Sistema de dirección (1) según la
reivindicación 4, caracterizado porque los primeros medios
(10) presentan un filtro paso bajo (11) para filtrar los valores de
la velocidad (V) del automóvil y una curva característica (12), a
partir de la cual se pueden deducir la relación entre los valores de
la velocidad filtrados (V_f) y valores para la primera corriente
del transductor (l_V).
6. Sistema de dirección (1) según la
reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque los segundos
medios (13) presentan un diferenciador (14) para la formación de
una aceleración diferencial (a_diff) a partir de la diferencia
entre la aceleración real (a_real) del motor (5) y la aceleración
teórica (a_teórica) del motor (5), un formador del valor absoluto
(15) para la formación del valor absoluto de la aceleración
diferencial (a_diff), un multiplicador (15) para la multiplicación
de la aceleración diferencial (a_diff) por un factor (k)
predefinido, y un miembro de tiempo muerto (16) para la formación de
la segunda corriente del transductor (l_a) a través de la
aplicación de un tiempo muerto (T_t) predefinido al valor absoluto
(l'_a), multiplicado por el factor (k), de la aceleración
diferencial (a_diff).
7. Sistema de dirección (1) según una de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque los terceros
medios (17) presentan un sumador para la formación de la corriente
del transductor (l_w) a través de la adición de la primera
corriente del transductor (l_V) y de la segunda corriente del
transductor (l_a).
8. Servo-accionamiento de un
sistema de dirección asistida (1) de un automóvil, que presenta un
soporte de par variable y que presenta un transductor (7), que
puede ser impulsado con una corriente de transductor (l_w), como
instalación de ajuste para el ángulo de la dirección de las ruedas
(3) del automóvil y medios (9) para la determinación de la
corriente del transductor (l_w) en función de al menos la velocidad
(V) del automóvil, presentando el sistema de dirección (1) medios
(4) para el control de la dinámica de la marcha para la
superposición del ángulo de la dirección con un ángulo de
corrección, siendo determinado el ángulo de corrección desde el
punto de vista de una elevación de la estabilidad de la marcha y/o
de la comodidad de la marcha del automóvil, determinando los medios
(9) para la determinación de la corriente del transductor (l_w) esta
corriente en función de al menos una variable, que caracteriza el
ángulo de corrección, de los medios (4) para el control de la
dinámica de la marcha, y presentando los medios (4) para el control
de la dinámica de la marcha un motor (5) para la generación del
ángulo de corrección, caracterizado porque en el
servo-accionamiento (6), la aceleración real
(a_real) del motor (5) y/o la aceleración teórica (a_teórica) del
motor (5) son procesadas como las variables de los medios (4) para
el control de la dinámica de la marcha, que caracterizan el ángulo
de
corrección.
corrección.
9. Procedimiento para la determinación de la
corriente del transductor (l_w) de un
servo-accionamiento (6), configurado como soporte de
par variable, de un sistema de dirección asistida (1) de un
automóvil, presentando el servo-accionamiento (5)
un transductor (7), que puede ser impulsado con la corriente del
transductor (l_w), como instalación de ajuste para el ángulo de la
dirección de las ruedas (3) del automóvil y siendo determinada la
corriente del transductor (l_w) en función de al menos la velocidad
(V) del automóvil, presentando el sistema de dirección (1) medios
(4) para el control de la dinámica de la marcha para la
superposición del ángulo de la dirección con un ángulo de
corrección, siendo determinado el ángulo de corrección desde el
punto de vista de una elevación de la estabilidad de la marcha y/o
de la comodidad de la marcha del automóvil, siendo determinada la
corriente del transductor (l_w) en función de al menos una
variable, que caracteriza el ángulo de corrección, de los medios
(4) para el control de la dinámica de la marcha, y presentando los
medios (4) para el control de la dinámica de la marcha un motor (5)
para la generación del ángulo de corrección, caracterizado
porque la aceleración real (a_real) del motor (5) y/o la
aceleración teórica (a_teórica) del motor (5) son procesadas como
las variables de los medios (4) para el control de la dinámica de
la marcha, que caracterizan el ángulo de corrección.
Applications Claiming Priority (2)
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