ES2351406T3

ES2351406T3 - Dispositivo para la detección con ahorro de energía de una magnitud de funcionamiento de un elemento móvil.

Info

Publication number: ES2351406T3
Application number: ES05801367T
Authority: ES
Inventors: Gerhard Knecht; Karl-Juergen Roth; Tero Jaervelaeinen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2011-02-04
Anticipated expiration: 2025-10-06
Also published as: EP1803209B1; BRPI0516509A; DE102004050566A1; EP1803209A1; DE502005010186D1; WO2006042790A1

Abstract

Dispositivo para la detección con ahorro de energía de una magnitud de funcionamiento (B) de un elemento móvil (10), con al menos un elemento sensorial (14, 16) que mide la magnitud de funcionamiento (B), y con una unidad de cálculo (24) que trata la magnitud de funcionamiento (B) medida, caracterizado porque la unidad de cálculo (24) controla al menos un medio de conmutación (28) para activar o desactivar al menos un elemento sensorial (14, 16).

Description

Estado de la técnica

La invención se refiere a un dispositivo para la detección con ahorro de energía de una magnitud de funcionamiento de un elemento móvil, según el género de la reivindicación independiente.

Se conoce el uso de elementos sensoriales para la detección de sin contacto de magnitudes de funcionamiento, como por ejemplo la detección sin contacto de un ángulo de giro de un árbol de motor o de la posición situacional de un techo corredizo. Ventajas de la invención

Frente al citado estado de la técnica, el dispositivo conforme a la invención presenta la ventaja de que para detectar una magnitud de funcionamiento de un elemento móvil con al menos un elemento sensorial, que mide la magnitud de funcionamiento, y con una unidad de cálculo que trata la magnitud de funcionamiento medida, la unidad de cálculo controla al menos un medio de conmutación para activar o desactivar al menos un elemento sensorial. De este modo puede hacerse posible una detección con ahorro de energía de la magnitud de funcionamiento.

Asimismo está previsto que se mida una tensión enlazada e inducida de un motor eléctrico que acciona el elemento móvil y que, dependiendo de la tensión inducida medida, la unidad de cálculo para activar o desactivar al menos un elemento sensorial utilice la tensión inducida, enlazada, medida del motor eléctrico. Asimismo la activación o desactivación de al menos un elemento sensorial se realiza periódicamente con un periodo de exploración TA dependiente de la tensión enlazada medida. De este modo es posible, en el caso de movimientos mecánicos rápidos del elemento móvil acortar el periodo de exploración, para obtener una mayor resolución y con ello una mayor precisión a la hora de detectar la magnitud de funcionamiento.

En una configuración ventajosa la alimentación de energía de la unidad de cálculo se realiza a través del medio de conmutación, en donde un condensador se usa para la alimentación de energía de la unidad de cálculo con el medio de conmutación abierto. En el caso de que el medio de conmutación se haya llevado a un estado de cierre mediante la unidad de cálculo, el condensador se carga después de nuevo a través de un diodo. De este modo puede garantizarse un consumo de energía muy reducido del dispositivo y puede usarse como unidad de cálculo un llamado Ultra-Low-Power-Mikrocontroller. Además de esto se garantiza mediante esta particularidad una alimentación de energía continua de la unidad de cálculo, de tal modo que se mantengan todas las informaciones archivadas en la memoria de la unidad de cálculo.

Se deducen otras ventajas de la invención mediante las particularidades indicadas en las reivindicaciones subordinadas, así como del dibujo y de la siguiente descripción. Dibujo

A continuación se explica la invención a modo de ejemplo, con base en las figuras 1 y 2, en donde los símbolos de referencia iguales en las figuras indican unos componentes iguales con el mismo modo de funcionamiento. Aquí muestran: la figura 1: una representación esquemática del dispositivo conforme a la invención para la detección con ahorro de energía de una magnitud de funcionamiento de un elemento móvil, y la figura 2: un diagrama del consumo de corriente para activar o desactivar los dos elementos sensoriales en dependencia del tiempo. Descripción

La figura 1 muestra una representación esquemática del dispositivo conforme a la invención para la detección con ahorro de energía de una magnitud de funcionamiento B de un elemento móvil 10. La magnitud de funcionamiento B se mide mediante un primer y un segundo elemento sensorial 14 y 16. Si el elemento móvil 10 es un elemento giratorio 20, por ejemplo un árbol de motor, la magnitud de funcionamiento B se caracteriza por ejemplo mediante un ángulo de giro Θ. Sin embargo, también pueden detectarse otras magnitudes de funcionamiento B, como el sentido de giro, mediante los dos elementos sensoriales 14 y 16.

Una unidad de control 24 está unida a través de un circuito en serie compuesto por un medio de conmutación 28, un regulador de tensión 30 así como un diodo 32 a un punto de alimentación de energía 36, que está conectado por ejemplo a una batería de 12 voltios no mostrada. Asimismo la unidad de cálculo 24 y el regulador de tensión 30 están unidos a un potencial de referencia GND.

A través del medio de conmutación 28 y del regulador de tensión 30 se alimentan también de energía el primer y el segundo elemento sensorial 14 ó 16, que trabajan según el principio Hall. Ambos elementos sensoriales 14 y 16 están unidos asimismo al potencial de referencia GND. Mientras que el primer elemento sensorial 14 transmite una primera señal sensorial S1 a la unidad de cálculo 24 a través de una primera línea 40, conectada mediante una primera resistencia 38 a la alimentación de energía, la transmisión de una segunda señal sensorial S2 del segundo elemento sensorial se realiza a través de una segunda línea 44, conectada a la alimentación de energía a través de una segunda resistencia. Para la transmisión de las dos señales sensoriales S1 y S2 a la unidad de cálculo 24 no son imprescindibles las dos resistencias 38 y 40; sin embargo hacen posible una tensión de conmutación definida.

Debido a que los dos elementos sensoriales 14 y 16, en especial si están ejecutados como elementos sensoriales Hall, presentan un consumo de energía relativamente elevado, estos se activan durante un breve periodo de tiempo en caso de necesidad mediante el medio de conmutación 28, controlado mediante la unidad de cálculo 24 a través de una línea de control 54 y, por lo demás, se desactivan. Con este fin se mide la tensión U1 inducida y enlazada de un motor eléctrico 46 que activa el elemento móvil 10 y se transmite a la unidad de cálculo 24. Con ello la medición se realiza al menos en dos ramales 52 del motor eléctrico 46 con ayuda de un integrador 50, compuesto de un elemento RC 48. Sin embargo, también son imaginables otros dispositivos y procedimientos conocidos del estado de la técnica para medir la tensión U1 inducida y enlazada, que no se pretenden tratar aquí con más detalle.

En la figura 3 se han representado un diagrama del consumo de corriente para activar o desactivar los dos elementos sensoriales 14 y 16 así como la unidad de cálculo 24, en dependencia del tiempo t. La activación o desactivación de los dos elementos sensoriales 14 y 16 se realiza periódicamente con el periodo de exploración TA, en donde el medio de conmutación 28 para la activación está cerrado mientras dura el impulso TI y, durante la pausa de impulso Tp para la desactivación, está abierto. Si los dos elementos sensoriales 14 y 16 están activados, se necesita una corriente I de unos 20 mA, mientras que con el medio de conmutación 28 abierto mientras dura la pausa Tp sólo circula una corriente I de unos 5 mA. En unión a otros elementos sensoriales o a un número diferente de elementos sensoriales, estos valores pueden diferir más o menos de los aquí citados.

El periodo de exploración TA se modifica a continuación en dependencia de la tensión U1 inducida y enlazada del motor eléctrico 46. Si la tensión U1 inducida y enlazada está situada por ejemplo por debajo de un valor umbral T definido, es decir, si el motor eléctrico 46 gira con un número de revoluciones relativamente reducido, por ejemplo 1.000 U-1, se elige un largo periodo de exploración TA, por ejemplo 12 ms. De este modo pueden producirse por ejemplo 5 exploraciones durante una revolución. Si la tensión U1 inducida y enlazada está situada por el contrario por

encima del valor umbral T definido, es decir, el motor eléctrico gira con un número U-1

de revoluciones elevado, por ejemplo 10.000 , puede reducirse de forma correspondiente el periodo de exploración TA, por ejemplo hasta 1,2 ms, lo que tiene como consecuencia un mayor consumo de energía a causa de los elementos sensoriales 14 y 16. De este modo es posible controlar el consumo de energía en dependencia del número de revoluciones del motor eléctrico 46 o del elemento móvil 10, unido al motor eléctrico 46 a través de un engranaje no mostrado o directamente.

A menudo es importante que la magnitud de funcionamiento B detectada y archivada en una memoria 26 de la unidad de cálculo 24 no se pierda, ni siquiera en el caso de una interrupción repentina de la alimentación de energía. Esto se consigue por un lado, por medio de que como unidad de cálculo se use un Ultra-Low-Power-Mikrocontroller 56 con un consumo de energía muy reducido. Por otro lado la alimentación de energía del Ultra-Low-Power-Mikrocontroller 56 se realiza a través del medio de conmutación 28 unido a un punto de alimentación de energía 36, en donde un condensador 34 conectado entre el lado catódico del diodo 32 y el potencial de referencia GND se usa para alimentar de energía el Ultra-Low-Power-Mikrocontroller 56 con el medio de conmutación 28 abierto, que a su vez se carga a través del diodo 32 con el medio de conmutación 34 cerrado.

Por último es necesario tener en cuenta que el dispositivo conforme a la invención no está limitado ni a las figuras 1 y 2 ni a los valores citados, por ejemplo para el periodo de exploración TA, ni al número de revoluciones del motor eléctrico 46 o el número de los reguladores de tensión. Asimismo el uso del regulador de tensión 30 mostrado en la figura 2 así como el integrador 50 para determinar la tensión U1 inducida y enlazada no debe contemplarse como una limitación para la invención. Finalmente pueden usarse como medios de conmutación 28 un relé, un transistor bipolar, un transistor de efecto de campo, un MOSFET, etc.

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Claims

REIVINDICACIONES

1.-Dispositivo para la detección con ahorro de energía de una magnitud de funcionamiento (B) de un elemento móvil (10), con al menos un elemento sensorial (14, 16) que mide la magnitud de funcionamiento (B), y con una unidad de cálculo

(24) que trata la magnitud de funcionamiento (B) medida, caracterizado porque la unidad de cálculo (24) controla al menos un medio de conmutación (28) para activar

o desactivar al menos un elemento sensorial (14, 16).
2.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque un motor eléctrico (46) acciona el elemento móvil (10) y porque la unidad de cálculo (24) utiliza, para activar o desactivar al menos un elemento sensorial (14, 16), una tensión (U1) inducida, enlazada, medida del motor eléctrico (46).
3.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la alimentación de energía de la unidad de cálculo (24) se realiza a través del medio de conmutación (18), en donde un condensador (34) se usa para la alimentación de energía de la unidad de cálculo (24) con el medio de conmutación (28) abierto.
4.-Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque un diodo (32) carga el condensador (34) con el medio de conmutación (28) cerrado.
5.-Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque la activación o desactivación de al menos un elemento sensorial (14, 16) se realiza periódicamente con un periodo de exploración (TA) dependiente de la tensión (U1) enlazada medida.
6.-Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un elemento sensorial (14, 16) es un elemento sensorial que funciona según un principio de Hall.
7.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento móvil (10) es un elemento giratorio (20) y porque la magnitud de funcionamiento (B) es un ángulo de giro Θ del elemento giratorio (20).

Siguen dos hojas de dibujos.