ES2242129T3 - Procedimiento para controlar una bomba electrohidraulica. - Google Patents
Procedimiento para controlar una bomba electrohidraulica.Info
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Abstract
Procedimiento para controlar una bomba electrohidráulica, especialmente una bomba de paletas, una bomba de rodillos y celdas o una bomba de engranajes, que genera un caudal volumétrico para un consumidor, especialmente para una servodirección de un vehículo automóvil, siendo la bomba accionada por un motor eléctrico y variándose el número de revoluciones de la bomba en función de un punto de conexión entre un número de revoluciones de espera y un funcionamiento normal, caracterizado porque se varía el número de revoluciones de espera (U_stby) en función de la temperatura.
Description
Procedimiento para controlar una bomba
electrohidráulica.
La invención concierne a un procedimiento para
controlar una bomba electrohidráulica, especialmente una bomba de
paletas, una bomba de rodillos y celdas o una bomba de engranajes,
que genera un caudal volumétrico para un consumidor, especialmente
para una servodirección de un vehículo automóvil, siendo accionada
la bomba por un motor eléctrico y variándose el número de
revoluciones de la bomba en función de un punto de conexión entre un
número de revoluciones de espera y un funcionamiento normal.
Un procedimiento del género expuesto para
controlar una bomba electohidráulica es conocido por el documento
EP 0 913 316 A2.
Las bombas electrohidráulicas se utilizan en
vehículos automóviles, especialmente para servodirecciones,
contribuyéndose por medio de la presión generada por la bomba a un
movimiento de dirección prefijado por el conductor por medio del
mango de dirección. A este respecto, es conocido utilizar el motor
del vehículo para hacer funcionar la bomba hidráulica y también
emplear un motor eléctrico independiente para el accionamiento de
la bomba. La utilización de un motor eléctrico permite hacer
funcionar la bomba con un bajo número de revoluciones para ahorrar
energía cuando no se necesite ninguna fuerza auxiliar. Un
funcionamiento de esta clase de una bomba electrohidráulica se
presenta especialmente cuando el vehículo se mueve en línea recta o
está parado.
Respecto de una estructura básica de una
servodirección maniobrada por vía electrohidráulica, se hace
referencia al documento EP 53 297 A1.
Se desprende del documento genérico citado un
procedimiento para controlar una bomba electrohidráulica o una
servodirección electrohidráulicamente asistida. Se ha previsto a
este respecto que el punto de conexión en el que la bomba es
conmutada de un número de revoluciones de espera a un número de
revoluciones más alto para alimentar la servodirección, sea
seleccionado con ayuda de diferentes parámetros dentro de un rango
de conexión.
A temperaturas más altas se deberá impedir el
calentamiento adicional del sistema mediante la disminución de la
corriente del motor (disminución de la presión máxima
disponible).
Sin embargo, es ventajoso en este caso el hecho
de que esta medida es adecuada solamente en un rango de
funcionamiento < 10% (es decir, cuando se deben desviar las
ruedas del vehículo) para reducir el aumento de la temperatura.
Resultan ventajas con esta medida únicamente en el rango de
potencia durante los movimientos de dirección. En el rango de
funcionamiento restante no se impide un aumento de la temperatura en
el sistema.
En todos los sistemas conocidos por la práctica
es desventajoso el hecho de que en condiciones extremas se pueden
ajustar temperaturas que hagan indispensable una desconexión de la
bomba electrohidráulica, el llamado paquete de potencia, y de otros
dispositivos de la servodirección o provoquen su fallo.
Por tanto, la presente invención se basa en el
problema de crear un procedimiento para controlar una bomba
electrohidráulica con el que se reduzca en amplio grado o se evite
el calentamiento propio de la bomba, especialmente en estados
críticos de
temperatura, debiendo poder realizarse el procedimiento en forma sencilla y materializarse a bajo coste.
temperatura, debiendo poder realizarse el procedimiento en forma sencilla y materializarse a bajo coste.
Según la invención, este problema se resuelve con
las particularidades caracterizadoras de la reivindicación 1.
Como quiera que el número de revoluciones de
espera de la bomba electrohidráulica es variado en función de la
temperatura, se puede reducir en estados críticos de temperatura el
calentamiento propio de la bomba electrohidráulica. Se garantiza así
un funcionamiento de la bomba incluso en condiciones extremas, de
modo que eventualmente no es necesaria ninguna desconexión o sólo
es necesaria una desconexión posterior de la bomba o paquete de
potencia o de otras partes de la servodirección.
El inventor ha reconocido de manera no obvia que
una protección frente a la temperatura o una disminución del
calentamiento propio de la bomba en el rango de número de
revoluciones de espera, que se aplica durante más del 90% del
funcionamiento, es especialmente eficaz. Mediante la disminución o
reducción del número de revoluciones de espera de la bomba en el
90% de la situaciones de marcha o del funcionamiento se puede
contrarrestar de manera especialmente efectiva el aumento de la
temperatura en el sistema.
Análogamente a como se reduce el número de
revoluciones de espera de la bomba a temperaturas crecientes, se
puede volver a aumentar el número de revoluciones de espera al
descender después nuevamente la temperatura.
Ejecuciones y perfeccionamientos ventajosos de la
invención se desprenden de las demás reivindicaciones subordinadas
y de los ejemplos de ejecución representados seguidamente en su
principio con ayuda del dibujo.
Muestran:
La figura 1, un sistema de coordenadas con una
representación de una variación continua del número de revoluciones
de espera en función de la temperatura;
La figura 2, un procedimiento para aumentar o
disminuir escalonadamente el número de revoluciones de espera en
función de la temperatura; y
La figura 3, una representación de una variación
realizada en escalones del número de revoluciones de espera en
función de la temperatura según la figura
2.
2.
Las bombas electrohidráulicas, los procedimientos
para controlarlas y las servodirecciones para vehículos automóviles
son suficientemente conocidos por el estado de la técnica, por lo
que en lo que sigue se entra en detalles solamente sobre las
características esenciales para la invención.
Respecto de un procedimiento para controlar
bombas electrohidráulicas, se hace referencia aquí al documento EP
0 913 316 A2. En general, respecto de servocontroles o direcciones,
se hace referencia al documento DE 44 18 118 C1.
El procedimiento según la invención para
controlar una bomba electrohidráulica es adecuado especialmente
para bombas de paletas, bombas de rodillos y celdas o bombas de
engranajes que generan un caudal volumétrico (caudal del medio de
presión) o una presión para un consumidor, especialmente para una
servodirección de un vehículo automóvil. Sin embargo, es evidente
que el procedimiento según la invención no queda limitado a
esto.
Bajo la designación de "vehículos
automóviles" deberán caer también las referidas a vehículos
terrestres, marinos y aéreos.
La bomba electrohidráulica a controlar según la
invención es accionada de la manera usual por un motor eléctrico,
variándose el número de revoluciones de la bomba en función de un
punto de conexión entre un número de revoluciones de espera
(U_stby) y un funcionamiento normal. Como puede apreciarse en la
figura 1, el número de revoluciones de espera (U_stby) es variado
en función de la temperatura. Se ha previsto a este respecto que el
número de revoluciones de espera (U_stby) sea reducido o disminuido
en estados críticos de la temperatura o a temperatura creciente (T).
En el ejemplo de ejecución se ha previsto también a este respecto
que el número de revoluciones de espera (U_stby) se incremente a
temperaturas decrecientes (T), preferiblemente hasta un límite
superior, el número de revoluciones de espera máximo
(U_stby_max).
Según la invención, puede estar previsto también
que el número de revoluciones de espera (U_stby) se disminuya
solamente hasta un límite inferior, el número de revoluciones de
espera mínimo (U_stby_min). Este límite inferior (U_stby_min) puede
elegirse aquí de tal manera que siga siendo posible un
funcionamiento sin rozamiento de la bomba y, no obstante, se
materialice una reducción máxima del aumento de la temperatura. En
función del vehículo automóvil o de la servodirección que se utilice
para desviar las ruedas del vehículo automóvil, se puede variar el
límite inferior (U_stby_min). Como se ha representado con más
detalle, por ejemplo, en la figura 3, puede estar previsto a este
respecto que el límite inferior (U_stby_min) esté representado por
un valor PWM (PWM -
Puls-Weiten-Modulation = Modulación
de Ancho de Impulso) de 130 a 170, preferiblemente 150 a 155. Un
valor PWM de 255 puede corresponder en este caso a un 100%, es
decir que se aplica la plena tensión eléctrica durante todo el
tiem-
po.
po.
La figura 1 muestra una adaptación continua del
número de revoluciones de espera (U_stby) en función de la
temperatura.
Las figuras 2 y 3 muestran una variación
dependiente de la temperatura del número de revoluciones de espera
(U_stby) en escalones (Z). El número de revoluciones de espera
(U_stby) es variado en este caso en escalones (Z) o en forma
escalonada análogamente a la adaptación continua según la figura
1.
En la figura 2 los valores Z0...Zn representan
los diferentes pasos individuales o escalones para disminuir y/o
aumentar el número de revoluciones de espera (U_stby). La figura 3
muestra para ello una
representación correspondiente del número de revoluciones de espera (U_stby) en función de la temperatura (T). Partiendo de un funcionamiento normal (Z0) se disminuye el número de revoluciones de espera (U_stby) hasta el primer escalón de reducción Z1 al sobrepasarse una temperatura prefijada (T) de xºC. Al producirse un aumento adicional de la temperatura (T), por ejemplo por encima de la temperatura yºC, se disminuye análogamente a continuación el número de revoluciones de espera (U_stby) hasta un escalón de reducción adicional Z2. Pueden estar previstos otros escalones de reducción Zn en un número cualquiera. Análogamente a esto, al producirse una disminución posterior de la temperatura (T) por debajo de un valor yºC, se disminuye la reducción en la medida de un escalón, es decir que se incrementa en un escalón el número de revoluciones de espera (U_stby). Al quedarse por debajo de la temperatura xºC, se retoma nuevamente también el último escalón de reducción, con lo que se alcanza el funcionamiento normal Z0.
representación correspondiente del número de revoluciones de espera (U_stby) en función de la temperatura (T). Partiendo de un funcionamiento normal (Z0) se disminuye el número de revoluciones de espera (U_stby) hasta el primer escalón de reducción Z1 al sobrepasarse una temperatura prefijada (T) de xºC. Al producirse un aumento adicional de la temperatura (T), por ejemplo por encima de la temperatura yºC, se disminuye análogamente a continuación el número de revoluciones de espera (U_stby) hasta un escalón de reducción adicional Z2. Pueden estar previstos otros escalones de reducción Zn en un número cualquiera. Análogamente a esto, al producirse una disminución posterior de la temperatura (T) por debajo de un valor yºC, se disminuye la reducción en la medida de un escalón, es decir que se incrementa en un escalón el número de revoluciones de espera (U_stby). Al quedarse por debajo de la temperatura xºC, se retoma nuevamente también el último escalón de reducción, con lo que se alcanza el funcionamiento normal Z0.
La disminución o el aumento del número de
revoluciones de espera (U_stby) puede efectuarse, por ejemplo, a
una variación de temperatura de 2 a 7º, preferiblemente 5º. Un
escalón Z puede representar, por ejemplo, una variación del número
de revoluciones de espera (U_stby) de 10 a 30 PWM, preferiblemente
20 PWM. La figura 3 muestra para ello una representación a título
de ejemplo, en la que la reducción se efectúa en pasos de
temperatura de 5º y un escalón Z corresponde a una variación de 20
PWM con relación al respectivo escalón inmediato adyacente. El
límite inferior (U_stby_min) corresponde en este caso a un valor
PWM de 155 y el límite superior (U-stby_max)
corresponde a un valor de 225 PWM. La captación de la temperatura
puede efectuarse, por ejemplo, por medio de un sensor de
temperatura conocido que esté dispuesto preferiblemente en la
electrónica del motor eléctrico. La temperatura captada (T) puede
emplearse o aprovecharse cada uno a diez segundos, preferiblemente
dos segundos, para adaptar o variar en función de la temperatura el
número de revoluciones de espera (U_stby) de la bomba.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
U\_stby \+ Número de revoluciones de espera\cr U\_stby\_min \+
Límite inferior del número de revolu-\cr \+ ciones de espera\cr
U\_stby\_max \+ Límite superior del número de revolu-\cr \+ ciones
de espera\cr T \+ Temperatura\cr Z \+
Escalones\cr}
Claims (11)
1. Procedimiento para controlar una bomba
electrohidráulica, especialmente una bomba de paletas, una bomba de
rodillos y celdas o una bomba de engranajes, que genera un caudal
volumétrico para un consumidor, especialmente para una
servodirección de un vehículo automóvil, siendo la bomba accionada
por un motor eléctrico y variándose el número de revoluciones de la
bomba en función de un punto de conexión entre un número de
revoluciones de espera y un funcionamiento normal,
caracterizado porque se varía el número de revoluciones de
espera (U_stby) en función de la temperatura.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se disminuye el número de revoluciones
de espera (U-stby) en estados críticos de
temperatura o a temperatura creciente (T).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se aumenta el número de revoluciones de
espera (U_stby) a temperaturas decrecientes (T), preferiblemente
hasta un número de revoluciones de espera máximo (U_stby_max).
4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2, ó
3, caracterizado porque se capta la temperatura (T) por
medio de un sensor de temperatura que está dispuesto
preferiblemente en la electrónica del motor eléctrico.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque la temperatura captada (T) se emplea o
se aprovecha cada uno a diez segundos preferiblemente dos segundos,
para adaptar o variar el número de revoluciones de espera (U_stby)
de la bomba en función de la temperatura.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se disminuye o
aumenta el número de revoluciones de espera (U_stby) en escalones
en función de la temperatura.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque la disminución o el aumento del número
de revoluciones de espera (U_stby) se efectúa a una variación de
temperatura de dos a siete grados, preferiblemente cinco grados.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque la variación escalonadamente realizada
del número de revoluciones de espera (U_stby) se efectúa en
escalones de 10 a 30 PWM, preferiblemente 20 PWM.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se disminuye o
aumenta continuamente el número de revoluciones de espera (U_stby)
en función de la temperatura.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se disminuye el
número de revoluciones de espera (U_stby) de la bomba únicamente
hasta un límite inferior (U_stby_min).
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque el límite inferior (U_stby_min) del
número de revoluciones de espera (U_stby) corresponde a un valor
PWM de 130 a 170 PWM, preferiblemente 150 a 155 PWM, correspondiendo
255 PWM al 100% o a una aplicación de la plena tensión durante todo
el tiempo.
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