ES2329337T3 - Procedimiento para determinar la posicion angular del arbol de arrastre de un motor de corriente continua. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para determinar la posición de un elemento, accionado por el árbol de accionamiento de un motor de corriente continua, dentro de un recorrido predefinido de movimiento mediante la evaluación de las ondulaciones de corriente contenidas en la señal de corriente de inducido, comparándose un período determinado a partir de al menos una ondulación de corriente de referencia con el período de cada ondulación de corriente detectada durante un funcionamiento del motor de corriente continua y realizándose, en caso de que no se pueda determinar una coincidencia suficiente entre el período de la ondulación de corriente de referencia y aquel período de una ondulación de corriente del motor de corriente continua en funcionamiento, una corrección de los períodos, que no coinciden suficientemente, de la señal de ondulación de corriente del motor de corriente continua en funcionamiento respecto a aquel período de la ondulación de corriente de referencia, caracterizado porque al menos una ondulación de corriente de referencia se detecta durante un funcionamiento del motor de corriente continua para el movimiento del elemento accionado de una primera posición a una segunda posición, funcionando el motor de corriente continua esencialmente sin carga de manera temporal para detectar la ondulación de corriente de referencia.
Description
Procedimiento para determinar la posición
angular del árbol de arrastre de una motor de corriente
continua.
La invención se refiere a un procedimiento para
determinar la posición de un elemento, accionado por el árbol de
accionamiento de un motor de corriente continua, dentro de un
recorrido predefinido de movimiento mediante la evaluación de las
ondulaciones de corriente contenidas en la señal de corriente de
inducido según el preámbulo de la reivindicación independiente.
La señal de corriente de inducido de un motor de
corriente continua comprende un llamado componente continuo, así
como un componente alterno que se superpone al componente continuo.
El componente alterno se origina durante el funcionamiento del
motor de corriente continua a causa de la interacción del imán
(campo), el arrollamiento del inducido y el conmutador del motor de
corriente continua. Esto se manifiesta en una variación momentánea
de la tensión inducida, a partir de lo cual se deriva la ondulación
de la señal de corriente de inducido. Los picos de corriente
contenidos en la señal de corriente de inducido, denominados a
continuación ondulación de corriente, se producen al girar el
inducido con una frecuencia que está en correspondencia con la
cantidad de láminas del colector. Si el inducido presenta, por
ejemplo, 10 láminas de colector, en la señal de corriente de
inducido se pueden identificar convenientemente 10 ondulaciones de
corriente. Un conteo de las ondulaciones de corriente permite sacar
conclusiones sobre la posición actual de giro del inducido del motor
de corriente continua y, por tanto, sobre el elemento accionado
dentro de su recorrido predefinido de movimiento. A tal efecto, se
digitaliza la señal análoga de corriente de inducido para poder
realizar un conteo correspondiente.
Un procedimiento de este tipo se conoce, por
ejemplo, del documento DE 195 11 307 C1. Con el fin de que los
impulsos parásitos, que se superponen a la señal de corriente de
inducido, no se tengan en cuenta al evaluar un conteo de
ondulaciones de corriente, la señal análoga de corriente de inducido
se prepara normalmente de manera conveniente antes de su
digitalización. Ésta se somete, por ejemplo, a un filtrado de
frecuencia. Tanto esta medida ya conocida como otras medidas sirven
para poder enviar una señal de ondulación de corriente lo más libre
posible de impulso parásito al proceso de digitalización y de
evaluación del conteo que tiene lugar a continuación. Por impulsos
parásitos se entiende en este sentido los impulsos no condicionados
por conmutador, que se superponen a la señal de corriente de
inducido.
Sin embargo, durante un funcionamiento de un
motor de corriente continua, sometido especialmente a carga, puede
ocurrir que las ondulaciones de corriente contenidas en la señal de
corriente de inducido se produzcan de manera distorsionada,
evidenciándose una distorsión de este tipo mediante dos picos de
corriente. En el transcurso de la digitalización de una señal de
corriente de inducido de este tipo se registran, en vez de un pico
de corriente, dos ondulaciones de corriente como señal de ondulación
de corriente debido a una distorsión de este tipo en esta posición.
Un conteo de esta doble ondulación provoca, sin embargo, una
determinación errónea de la posición del elemento accionado. Lo
anterior rige también para la ausencia o no detección de una
ondulación de corriente. Estos fallos están condicionados por el
conmutador y, por tanto, se pueden eliminar fácilmente mediante una
preparación de la señal análoga de corriente de inducido.
Los procedimientos de este tipo se usan, por
ejemplo, en el sector de los vehículos de motor para controlar un
accionamiento de ajuste como los previstos, por ejemplo, para los
elevalunas y/o los techos corredizos. Un elemento esencial en la
detección de la posición, por ejemplo, de la luna, es el usado para
el cierre de ésta, en el que se puede desconectar el sistema
antiatrapamiento. Este tipo de desconexión es necesaria para que la
luna se pueda introducir completamente en su bloque superior y en
las juntas previstas aquí, sin producirse una desconexión del motor
debido a la carga elevada. En caso de un conteo erróneo de las
ondulaciones de corriente para determinar la posición de la luna
puede ocurrir que el sistema antiatrapamiento se desconecte
demasiado pronto o demasiado tarde.
Del documento DE 197 29 238 C1 se conoce un
procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1, en el que
el número de revoluciones o el ángulo de giro de un motor de
corriente continua, conmutado de forma mecánica, se determinan a
partir del desarrollo temporal de la ondulación de corriente de la
corriente del motor, que se produce durante la conmutación. A
partir de un modelo de estado de motor se derivan en el caso de este
procedimiento intervalos nominales de tiempo para los siguientes
procesos de conmutación. Una comparación entre el intervalo nominal
de tiempo que se va a detectar en el sentido de una ondulación de
corriente de referencia y el momento real de la conmutación sirve
para corregir ondulaciones erróneas de corriente que se producen,
por ejemplo, debido a fallos.
A partir de este estado discutido de la técnica,
la invención tiene el objetivo de perfeccionar un procedimiento del
tipo genérico, mencionado al inicio, en especial mejorarlo respecto
a la generación de ondulaciones más exactas de corriente de
referencia.
Este objetivo se consigue según la invención al
detectarse al menos una ondulación de corriente de referencia
durante un funcionamiento del motor de corriente continua para el
movimiento del elemento accionado de una primera posición a una
segunda posición, funcionando el motor de corriente continua
esencialmente sin carga de manera temporal para detectar la
ondulación de corriente de referencia.
En el caso del objeto del procedimiento
reivindicado está previsto comparar una ondulación de corriente
correcta y no distorsionada como magnitud de calibración o
referencia con otras ondulaciones de corriente, dado el caso,
falsas. Esta comparación entre una ondulación de corriente definida
como correcta y las demás se realiza al compararse los respectivos
períodos entre sí.
Para la generación de una ondulación de
corriente de referencia está previsto que el motor de corriente
continua funcione de manera temporal sin carga momentáneamente en
relación con un movimiento deseado del elemento accionado de una
primera posición a una segunda posición y que la señal de corriente
de inducido de este estado de funcionamiento del motor de corriente
continua se evalúe respecto a las ondulaciones de corriente
contenidas aquí. En esta configuración de la invención se parte de
que las ondulaciones erróneas de corriente - distorsionadas e
incluso faltantes - se producen cada vez con mayor frecuencia al
funcionar el motor de corriente continua con carga y no se producen
o sólo se producen con una pequeña frecuencia insignificante al
funcionar el motor de corriente continua sin carga. Por tanto, los
períodos de las ondulaciones de corriente en un estado de
funcionamiento del motor de corriente continua sin carga se pueden
tomar como ondulaciones de corriente de referencia.
El objeto de la invención parte de la premisa de
que no es posible una variación brusca de la velocidad de giro del
motor de corriente continua, por ejemplo, una duplicación o una
reducción a la mitad, expresada en el período convenientemente
reducido a la mitad o duplicado, comparado con el período de la
ondulación de corriente de referencia, debido al momento de inercia
de los elementos móviles del motor de corriente continua. Las
ondulaciones de corriente erróneas o distorsionadas, que están
condicionadas por el conmutador, indican dos máximos en la señal
análoga de inducido, en vez de un máximo esperado. La detección, por
ejemplo, de una reducción brusca a la mitad del período en una
ondulación de corriente respecto al período de la ondulación de
corriente de referencia o también respecto al período de una
ondulación anterior de corriente permite concluir, por tanto, que
en caso de esta reducción a la mitad del período no se trata, por
ejemplo, de una duplicación brusca de la velocidad de giro del
motor de corriente continua, sino de una ondulación distorsionada de
corriente. Se realiza convenientemente una corrección de la
cantidad de los períodos, identificados como erróneos, de las
ondulaciones de corriente de la señal de ondulación de
corriente.
Si se realiza una corrección de la cantidad de
los períodos, identificados como erróneos, de las ondulaciones de
corriente de la señal de ondulación de corriente en caso de
producirse una ondulación distorsionada de corriente, por ejemplo,
al estar contenida en la señal de ondulación de corriente dos
ondulaciones de corriente en vez de una, entonces el período
determinado está convenientemente reducido a la mitad respecto al
período de la ondulación de corriente de referencia. Se realiza
convenientemente una corrección al dividirse por el factor 2 la
cantidad de las ondulaciones de corriente determinadas con el
período reducido a la mitad.
Se procede convenientemente a la inversa si
debido a una fusión aparente de dos ondulaciones de corriente, el
período reproducido en la señal de ondulación de corriente está, por
ejemplo, duplicado. Para corregir este error se duplica la cantidad
de este tipo de períodos.
Por tanto, con el procedimiento según la
invención se puede determinar exactamente también la posición del
elemento accionado por el motor de corriente continua, incluso
cuando en la señal de ondulación de corriente están contenidas
ondulaciones falsas de corriente debido a estados determinados de
carga.
Una corrección, como la descrita arriba, se
puede realizar básicamente en cualquier momento dentro de un espacio
de tiempo, en el que el motor de corriente continua para el
movimiento del elemento accionado se mueve de una primera posición
a una segunda posición. En el marco del ejemplo de realización
descrito antes, en el que la generación de una ondulación de
corriente de referencia está prevista mediante un ajuste del motor
sin carga, sólo es necesario garantizar que para la determinación de
la ondulación de corriente de referencia, el motor funcione de
manera temporal sin o esencialmente sin carga en el caso de este
tipo de movimiento de ajuste del elemento accionado. Esto puede
ocurrir, por ejemplo, al ponerse en marcha el motor o también al
apagarse el motor. Un estado de funcionamiento de este tipo, en el
que el motor de corriente continua, que acciona el elemento
accionado, funciona sin carga, puede estar realizado mediante
elementos mecánicos de transmisión de fuerza, concebidos
convenientemente, del motor de corriente continua al elemento
accionado, por ejemplo, un medio de tracción por cable. En este
sentido puede ser suficiente un cierto juego en la transmisión de
fuerza entre el motor accionado de corriente continua y el elemento
accionado para tener un movimiento de giro suficiente del motor de
corriente continua sin carga a fin de poder detectar al menos una
ondulación de corriente de referencia.
El procedimiento según la invención es adecuado
especialmente para el uso en el marco de una detección de posición
de un dispositivo de ajuste con el fin de abrir o cerrar una luna de
ventanilla, un techo corredizo o ajustar un asiento en un vehículo
de motor. La posición, por ejemplo, de la luna, se puede determinar
con una exactitud suficiente ya sólo con la evaluación de la señal
de ondulación de corriente, sin usarse sensores adicionales. Sin
embargo, en caso de un uso de este tipo es necesario determinar la
ondulación de corriente de referencia al ponerse en marcha el motor
y, por consiguiente, antes de moverse la ventanilla, para que se
pueda realizar la corrección deseada simultáneamente con el
movimiento, sin tener que almacenar primero toda la señal de
ondulación de corriente y corregirla después de finalizar el
movimiento realizado respecto a una determinación de posición del
elemento accionado. Sólo de este modo se puede detectar con
suficiente fiabilidad la posición de la luna para ver si se puede
desconectar el sistema antiatrapamiento en dependencia de otros
factores a fin de poder introducir la luna en las juntas del bloque
superior.
La figura 1 reproduce de manera esquemática un
diagrama con una señal analógica de corriente de inducido y
ondulaciones de corriente contenidas aquí, así como una señal
digitalizada de ondulación de corriente que se deriva de esto según
un procedimiento ya conocido. En la primera sección parcial están
representadas aquellas ondulaciones de corriente que no son falsas
y que podrían servir como ondulaciones de corriente de referencia.
La sección parcial derecha, situada a continuación, muestra en la
curva analógica de corriente de inducido aquellas ondulaciones de
corriente que están distorsionadas y, por tanto, que se reflejan en
la señal digitalizada de ondulación de corriente como ondulaciones
llamadas ondulaciones dobles.
La figura 2 muestra de manera esquemática el
desarrollo de la curva digitalizada de ondulación de corriente
antes de una corrección y después de la corrección según la
invención. La curva inferior, identificada como corregida,
representa una reconstrucción de la señal corregida de ondulación de
corriente. Durante la corrección se realiza en realidad sólo un
conteo de impulsos, de modo que la curva identificada como corregida
es el resultado del procedimiento de corrección. Resulta evidente
que el movimiento se ha realizado sin una corrección mediante el
conteo de las ondulaciones de corriente respecto a una variación de
posición del elemento accionado por el motor de corriente continua
en correspondencia con el valor de ángulo de giro de 10 láminas de
colector. El elemento accionado se ha movido en realidad sólo a un
valor de ángulo de giro en correspondencia con 7 láminas de
colector.
Un control de plausibilidad respecto a la
corrección que se va ejecutar, se puede realizar mediante una
comparación con el período de una o varias ondulaciones de
corriente que siguen a las ondulaciones de corrientes identificadas
como erróneas. En este control de plausibilidad se aprovecha el
conocimiento de que las ondulaciones de corriente distorsionadas o
faltantes en la curva de corriente de inducido se producen por lo
general de forma simple y, por tanto, sólo respecto a una lámina de
colector y no se extienden a varias láminas de colector situadas a
continuación. En el caso del objeto del procedimiento reivindicado
es posible también básicamente realizar un control de plausibilidad
de este tipo más allá de una cantidad determinada de períodos.
Claims (4)
1. Procedimiento para determinar la posición de
un elemento, accionado por el árbol de accionamiento de un motor de
corriente continua, dentro de un recorrido predefinido de movimiento
mediante la evaluación de las ondulaciones de corriente contenidas
en la señal de corriente de inducido, comparándose un período
determinado a partir de al menos una ondulación de corriente de
referencia con el período de cada ondulación de corriente detectada
durante un funcionamiento del motor de corriente continua y
realizándose, en caso de que no se pueda determinar una
coincidencia suficiente entre el período de la ondulación de
corriente de referencia y aquel período de una ondulación de
corriente del motor de corriente continua en funcionamiento, una
corrección de los períodos, que no coinciden suficientemente, de la
señal de ondulación de corriente del motor de corriente continua en
funcionamiento respecto a aquel período de la ondulación de
corriente de referencia, caracterizado porque al menos una
ondulación de corriente de referencia se detecta durante un
funcionamiento del motor de corriente continua para el movimiento
del elemento accionado de una primera posición a una segunda
posición, funcionando el motor de corriente continua esencialmente
sin carga de manera temporal para detectar la ondulación de
corriente de referencia.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el motor de corriente continua funciona
momentáneamente sin carga al ponerse en marcha o poco después de
ponerse en marcha.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se realiza un control de plausibilidad
de la corrección del período de las ondulaciones de corriente
identificadas como erróneas mediante el período de la ondulación o
las ondulaciones de corriente que siguen a las ondulaciones de
corriente identificadas como erróneas.
4. Uso del procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3 para determinar la posición de un elemento
accionado en un vehículo de motor, por ejemplo, para determinar la
posición de una luna de ventanilla, un techo corredizo o un
asiento.
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