ES2239062T3 - Metodo y dispositivo para la alimentacion del interruptor de arranque electrico de un vehiculo automovil con compartimento determinable. - Google Patents
Metodo y dispositivo para la alimentacion del interruptor de arranque electrico de un vehiculo automovil con compartimento determinable.Info
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Abstract
Procedimiento de alimentación de un contactor (10) de motor de arranque eléctrico de vehículo automóvil en el cual se entrega a un circuito de alimentación (T1, B, 20, 25) del contactor (10) una señal de alimentación eficaz (R1, R2, R3) que tiene una evolución escogida, caracterizado por el hecho de que se entrega igualmente, al circuito de alimentación (T1, B, 20, 25), una señal suplementaria (T, R4) que tiene una forma escogida para facilitar la identificación de la evolución de la señal de alimentación eficaz (R1, R2, R3).
Description
Método y dispositivo para la alimentación del
interruptor de arranque eléctrico de un vehículo automóvil con
compartimento determinable.
La invención se refiere a los procedimientos y
dispositivos de control de motores de arranque para vehículos
automóviles.
Un motor de arranque para vehículo automóvil
comprende clásicamente (figura 1) un motor eléctrico M, un contactor
10, y un circuito de control 20 de este contactor 10.
El contactor 10 incluye una bobina B (o varias) y
un núcleo móvil que pilota un interruptor K. Para mayor precisión,
puede consultarse el documento
FR-A-2 795 884 depositado el 28 de
junio de 2000, y concretamente su figura 1.
De este modo, cuando la bobina B es alimentada
eléctricamente, cerrando el interruptor de arranque accionado por
ejemplo por la llave de contacto, el núcleo móvil es desplazado y
actúa sobre un vástago enganchado elásticamente a un contacto móvil,
clásicamente con forma de placa destinada en su final de carrera a
entrar en contacto con bornes fijos de alimentación eléctrica unidos
respectivamente al borne positivo (+Bat) de la batería y al motor
eléctrico M. Por lo tanto, el interruptor K comprende el contacto
móvil y los bornes. Cuando se cierra el motor M es alimentado.
El circuito de control 20 incluye un transistor
T1, situado en serie con la bobina B, así como un microcontrolador
25 para el control de este transistor T1.
Por lo tanto, el contactor 10 tiene una función
de interruptor eléctrico entre una fuente (la batería del vehículo)
y el motor M, e igualmente una función de arrastre de medios de
engranaje entre el motor M y el motor térmico del vehículo.
Concretamente, como se observa en la figura 1 del
documento FR-A2 795 884 citado, el contactor 10 está
implantado por encima del motor M siendo paralelo a éste.
El núcleo móvil está enganchado al extremo
superior de una palanca con forma de horquilla con la intervención
de un resorte llamado resorte diente contra diente.
El extremo inferior de la palanca está adaptado
para actuar sobre un lanzador que comprende un cubo, un piñón y una
rueda libre intercalada entre el piñón y el cubo; comprendiendo
dicha rueda libre una parte externa con forma de caja solidaria con
el cubo, una parte interna solidaria con el piñón y unos rodillos
intercalados entre las partes interna y externa.
El piñón, cuando se desplaza por la palanca a
través del cubo móvil, está destinado a engranar con la corona de
arranque del motor de combustión interna del vehículo automóvil,
sabiendo que el cubo del lanzador engrana con un árbol de salida
adaptado para ser arrastrado directa o indirectamente por medio del
motor eléctrico M.
En razón de esta segunda función del contactor, y
por razones de desgaste del núcleo, se hace necesario evitar un
movimiento demasiado rápido del este último.
Para controlar la cinética de desplazamiento del
núcleo móvil y del lanzador, se escoge una variación de intensidad
útil en la bobina B teniendo en cuenta especialmente diversos
parámetros mecánicos específicos al lanzador considerado, como su
inercia y las fuerzas de rozamiento que encuentra en su avance de su
posición de reposo a su posición de trabajo.
Igualmente se tiene en cuenta la inercia y las
fuerzas de rozamiento del núcleo.
A título de ejemplo, la masa de un lanzador puede
variar de 1 a 4 según si está destinado a un motor de arranque de
pequeño vehículo de turismo o a un motor de arranque de peso pesado.
De forma similar, el rozamiento de un lanzador es netamente más
importante para un motor de arranque con piñón saliente que para un
motor de arranque con piñón en ojiva.
En el documento
FR-A-2 795 884 se ha propuesto
alimentar la bobina del contactor por una corriente de impulsos
variable, cuya variación de la relación cíclica, y por lo tanto de
la corriente eficaz a lo largo del tiempo, dependen de los
parámetros del núcleo móvil.
En función del motor de arranque al que está
destinado, se programa el microcontrolador 25 de forma
adaptada.
En la práctica, el microcontrolador 25 está
situado sobre una tarjeta electrónica, y las tarjetas no difieren a
menudo más que por la programación del microcontrolador.
Preferiblemente, la tarjeta es montada en el contactor 10 en la
proximidad del núcleo fijo del contactor 10 como se describe por
ejemplo en el documento EP-A-0 751
545 al que se hará referencia para mayor detalle. Por lo tanto, son
elevados los riesgos de confundir las tarjetas y equipar por error
contactores, motores de arranque o vehículos, con tarjetas no
adaptadas.
Además, este tipo de error es de difícil
identificación una vez la tarjeta montada en el contactor, y este
último montado sobre el motor de arranque en la medida en que los
circuitos electrónicos asociados al contactor están integrados en
éste.
Una solución sería tener una clavija electrónica
de diagnóstico sobre el contactor. Pero una clavija de este tipo
resulta voluminosa. Además, se trata de una solución costosa.
La invención se propone paliar estos
inconvenientes, es decir, permitir identificar de forma sencilla y
fiable el tipo de programación de un microcontrolador de control del
contactor, especialmente cuando éste ha sido ya montado sobre el
motor de arranque.
Este objetivo es alcanzado según la invención por
medio de un procedimiento de alimentación de un contactor de motor
de arranque eléctrico de vehículo automóvil en el cual se entrega a
un circuito de alimentación del contactor una señal de alimentación
eficaz que tiene una evolución escogida, caracterizado por el hecho
de que se entrega igualmente, al circuito de alimentación, una señal
suplementaria que tiene una forma escogida para facilitar la
identificación de la evolución de la señal de alimentación
eficaz.
La invención propone igualmente un dispositivo de
alimentación de un contactor de motor de arranque para un vehículo
automóvil, que comprende un circuito de alimentación del contactor y
medios para entregar a este circuito una señal de alimentación
eficaz que tenga una evolución escogida, caracterizado por el hecho
de que comprende igualmente medios para entregar, al circuito de
alimentación, una señal suplementaria con una forma escogida para
facilitar la identificación de la evolución escogida de la señal de
alimentación eficaz.
Otras características, objetivos y ventajas de la
invención se pondrán de manifiesto con la lectura de la descripción
siguiente, hecha en referencia a las figuras anexas, en las
cuales:
- la figura 1 representa un montaje de
alimentación de un contactor de motor de arranque de acuerdo con el
estado de la técnica;
- la figura 2 es un trazo que representa la
evolución de una relación cíclica de tensión de alimentación de una
bobina de contactor;
- la figura 3 es un trazo que representa la
evolución de una relación cíclica de tensión de alimentación de una
bobina de contactor, según la invención
- la figura 4 representa un tren de impulsos de
identificación según la invención.
En la figura 2, se ha indicado en las abscisas
instantes sucesivos en el curso del desplazamiento de un núcleo
móvil de contactor (período de llamada del núcleo), y en las
ordenadas la relación cíclica de la tensión de alimentación de la
bobina B del contactor.
Esta figura 2 es idéntica a la figura 3 del
documento FR-A-2 795 884. De este
modo, la bobina B es alimentada por medio del transistor T en modo
de impulsos del tipo de modulación de anchura de impulsos o "Pulse
width modulation" (PWM) según la terminología inglesa, estando el
transistor T pilotado por el microcontrolador 25.
Durante una primera fase que va de un instante
t_{0} a un instante t_{1}, se adopta una relación cíclica R1,
próxima o igual al 100%. Durante esta fase, una intensidad eficaz
elevada atraviesa la bobina B y el núcleo móvil es sometido a una
fuerza de atracción suficiente para despegarlo de su posición de
reposo y a ponerlo en movimiento. Esta fase es suficientemente breve
para no producir una fuerza de atracción elevada sobre el núcleo más
que con el objeto de despegarlo.
Durante una segunda fase que va del instante
t_{1} a un instante t_{3}, el transistor T_{1} es en primer
lugar (hasta un instante t_{2}) el asiento de una relación cíclica
R2 sensiblemente igual al 50%, de modo que la corriente eficaz en la
bobina B es justamente suficiente para vencer fuerzas de rozamiento
residuales, reducidas después del despegue del núcleo móvil. Durante
este primer intervalo, el núcleo móvil prosigue su desplazamiento
hasta el cierre del contactor, sin una velocidad excesiva.
En un segundo intervalo de esta segunda fase, que
transcurre entre el instante t2 y el instante t3, después de un
tiempo determinado o predeterminado en el caso accidental en el que
el interruptor K no habría podido ser cerrado especialmente cuando
fuerzas anormalmente elevadas actúan en el contactor, la horquilla,
el lanzador y/o el motor M -no estando el contacto móvil del
interruptor K en contacto con los bornes de alimentación eléctrica-
el microcontrolador 25 realiza un aumento continuo y progresivo de
la relación cíclica, que va de la relación R2 para recuperar la
relación R1. Este intervalo permite asegurar, por medio del
crecimiento progresivo de la intensidad eficaz, el cierre del
contactor 10.
En una fase suplementaria que transcurre entre el
instante t3 y un instante t4, la relación cíclica es mantenida en R1
para mantener el núcleo móvil en su posición de contacto
(interruptor K cerrado) con una fuerza de atracción elevada que
evita los rebotes del núcleo móvil contra el núcleo fijo del
contactor.
Esta disposición permite poder absorber las
puntas de corriente debidas al arranque del motor de combustión
interna por el motor eléctrico M. Después, en una tercera fase se
adopta una relación cíclica R3, aquí menor que R2, para mantener el
interruptor en posición de cierre. Por supuesto, entre los instantes
t3 y t4 se puede adoptar una relación cíclica por ejemplo superior a
R1.
El trazo de la figura 3 recupera esta forma
particular de la evolución de la relación cíclica, cuyos valores de
duración y de relaciones cíclicas están adaptados a las
especificidades mecánicas del contactor asociado.
No obstante, el trazo de la figura 3 presenta,
según una característica de la invención, una fase preliminar, que
va de un instante t_{-1} al instante t_{0}, durante la cual el
bobinado B recibe un tren de impulsos escogido para ser a la vez
fácilmente examinado por un usuario, con la ayuda de medios simples,
y a la vez fácilmente reconocible, es decir, que presenta
especificidades de forma fácilmente reconocible y que lo hace poco
susceptible de ser confundido con otra señal.
Este tren de impulsos se adopta específicamente
aquí con la evolución de la relación cíclica descrita anteriormente,
de la cual es indisociable al estar programada en el
microcontrolador 25 simultáneamente a esta evolución particular.
En el presente ejemplo, este tren de impulsos L,
dado que presenta una forma particular, asociada exclusivamente a la
evolución anterior de la relación cíclica, constituye un marcaje o
una referencia intrínseca de esta señal de control particular,
intrínseca al objeto que debe identificar, es decir el
comportamiento del microcontrolador 25.
Por lo tanto, no puede haber error entre la
indicación que constituye esta señal preliminar y la señal de
control generada efectivamente por el microcontrolador 25.
El tren de impulsos presenta aquí una relación
cíclica R4 inferior a R2, de modo que la intensidad eficaz
resultante de este tren de impulsos no produce ningún desplazamiento
del núcleo móvil, de modo que no tiene ningún efecto mecánico sobre
el contactor.
En la figura 4 se ha representado con mayor
detalle este tren de impulsos. Aquí la relación cíclica R4 es
superior a la relación cíclica R3. Como variante es inferior a la
relación R3.
Las especificidades de forma de este tren de
impulsos residen aquí en su duración total T (igual a la diferencia
entre t_{0} y t_{-1}).
Por lo tanto se escoge, en el presente ejemplo,
una duración T diferente para tarjetas con comportamientos
diferentes.
Por lo tanto se identifica fácilmente, por esta
duración T, sin circuito suplementario en el motor de arranque, la
referencia de una tarjeta utilizada en un motor de arranque
electrónico, tanto en una cadena de producción como en un motor de
arranque completo o incluso en un motor de arranque montado en un
vehículo. Además, esta identificación no necesita desmontaje.
Esta duración T corresponde igualmente a un
número de impulsos predeterminado.
Con la ayuda de un osciloscopio, que mide la
intensidad instantánea, un operador puede identificar fácilmente
este número de impulsos aparecidos durante esta fase preliminar.
Para ello toma la señal de control, por ejemplo de la salida del
microcontrolador 25, de la entrada del transistor T1, de la salida
del transistor T1, o incluso la tensión en los bornes de la bobina
B.
Una señal de identificación de este tipo puede
igualmente ser detectada con la ayuda de un dispositivo de detección
adaptado para reconocerla, por ejemplo preprogramado para reaccionar
a la señal esperada.
Esta señal de identificación puede, como
variante, revelar el modo de alimentación siendo el asiento de una
codificación.
Un tren de impulsos codificado de este tipo puede
presentar especialmente una relación de duración entre el estado
alto y el estado bajo que es característica de la variación de
intensidad entregada por la tarjeta a la bobina B en el
arranque.
La identificación puede igualmente ser realizada
por un tren de impulsos codificado que comprende por lo menos dos
niveles de duración en el estado alto.
La señal de identificación es por ejemplo una
señal del tipo de modulación de anchura de impulso (PWM). En un modo
de realización simple, se programa una frecuencia PWM de la señal,
de t_{-1} a t_{0}, que es diferente de la frecuencia utilizada
después de t0, y la identificación es efectuada por medio de la
medida de la frecuencia. En otro modo de realización, se programa la
señal de identificación con una modulación de frecuencia según un
código dado.
En estos distintos casos, el tren de impulsos en
el circuito de alimentación de la (o de las) bobina(s)
del contactor, (aquí previamente al funcionamiento del contactor 10), presenta una codificación que permite identificar el tipo de programación utilizada en el microcontrolador 25, sin que este tren de impulsos ponga el núcleo móvil en movimiento (pero no limitativamente).
del contactor, (aquí previamente al funcionamiento del contactor 10), presenta una codificación que permite identificar el tipo de programación utilizada en el microcontrolador 25, sin que este tren de impulsos ponga el núcleo móvil en movimiento (pero no limitativamente).
De este modo, la señal suplementaria puede ser
escogida para no tener ningún efecto mecánico en el contactor.
El tren de impulsos revela una programación
específica, y permite por ejemplo distinguir entre ellas
programaciones de control que pueden estar muy próximas las unas a
las otras, que serían difícilmente diferenciables en otro caso. Por
ejemplo, permite diferenciar programaciones adaptativas revelando el
tipo de adaptación que implementan.
Como variante, la señal suplementaria no es un
tren de impulsos.
Por supuesto, la presente invención no está
limitada al ejemplo de realización descrito. Por ejemplo en el
segundo intervalo de la segunda fase el microcontrolador 25 puede
realizar sistemáticamente un aumento continuo y progresivo de la
relación cíclica incluso en el caso de buen funcionamiento. Como
variante este aumento de la relación cíclica puede ser realizado de
forma no progresiva por medio del aumento brutal de la relación
cíclica para recuperar la relación R1.
De este modo, en todos los casos, se entrega a un
circuito de alimentación del contactor una señal de alimentación
eficaz con una evolución escogida y según la invención se entrega
igualmente una señal suplementaria con una forma escogida para
facilitar la identificación de la evolución de la señal de
alimentación eficaz.
Claims (11)
1. Procedimiento de alimentación de un contactor
(10) de motor de arranque eléctrico de vehículo automóvil en el cual
se entrega a un circuito de alimentación (T1, B, 20, 25) del
contactor (10) una señal de alimentación eficaz (R1, R2, R3) que
tiene una evolución escogida, caracterizado por el hecho de
que se entrega igualmente, al circuito de alimentación (T1, B, 20,
25), una señal suplementaria (T, R4) que tiene una forma escogida
para facilitar la identificación de la evolución de la señal de
alimentación eficaz (R1, R2, R3).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la señal suplementaria (T,
R4) es escogida para no tener ningún efecto mecánico sobre el
contactor (10).
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la señal suplementaria (T,
R4) es un tren de impulsos.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la señal suplementaria (T,
R4) presenta una duración escogida (T), específica de la evolución
de la señal de alimentación eficaz (R1, R2, R3).
5. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que la señal suplementaria (T,
R4) presenta un número de impulsos escogido, específico de la
evolución de la señal de alimentación eficaz (R1, R2, R3).
6. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el tren de impulsos (T, R4)
presenta una relación de duración entre un estado alto y un estado
bajo que es específica de la evolución de intensidad eficaz.
7. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el tren de impulsos (T, R4)
constituye una codificación cuyos estados altos presentan por lo
menos dos duraciones diferentes.
8. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el tren de impulsos (T, R4)
presenta una frecuencia (R4) diferente de la utilizada para obtener
la variación de intensidad eficaz (R1, R2).
9. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el tren de impulsos (T, R4)
presenta una modulación de frecuencia escogida.
10. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que se genera la señal
suplementaria (T, R4) antes de generar la señal de alimentación
eficaz (R1, R2, R3).
11. Dispositivo de alimentación de un contactor
(10) de motor de arranque para un vehículo automóvil, que comprende
un circuito de alimentación (T1, B, 20, 25) del contactor (10) y
medios (25, T1) para entregar a este circuito (T1, B, 20, 25) una
señal de alimentación eficaz (R1, R2, R3) que tenga una evolución
escogida, caracterizado por el hecho de que comprende
igualmente medios para entregar (25, T1), al circuito de
alimentación (T1, B, 20, 25), una señal suplementaria (T, R4) con
una forma escogida para facilitar la identificación de la evolución
escogida de la señal de alimentación eficaz (R1, R2, R3).
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