ES2351842T3 - Detección optimizada de la tensión residual en motores de corriente continua. - Google Patents
Detección optimizada de la tensión residual en motores de corriente continua. Download PDFInfo
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Abstract
Dispositivo para detectar la tensión residual de un motor de corriente continua (100), en donde - el motor (100) presenta una activación sincronizada con un primera relación impulso/pausa de impulsos prefijada y - está previsto al menos un medio de valoración (140, 210, 220, 230, 500) para detectar una magnitud de tensión residual, en donde la magnitud de tensión residual representa la tensión residual del motor y - el motor (100) está activado para activar la magnitud de tensión residual con una segunda relación impulso/pausa de impulsos variable prefijable, caracterizado porque la corriente aplicada al motor mediante la segunda relación de impulso/pausa de impulsos, durante un primer periodo de tiempo tAbbau prefijable, partiendo de la corriente aplicada al motor durante la activación sincronizada con la primera relación de impulso/pausa de impulsos prefijable, se reduce a un valor inferior.
Description
Estado de la técnica
La invención se refiere a un dispositivo para detectar la tensión residual de un motor de corriente continua según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento correspondiente según el preámbulo de la reivindicación 6.
Para diferentes aplicaciones es necesario detectar el número de revoluciones de motores de corriente continua. Con ello el número de revoluciones puede derivarse de la tensión residual, en el caso de una activación sincronizada del motor. De este modo por ejemplo en el documento DE 199 14 404 se usa la tensión residual de un motor de bomba en la pausa de impulsos no sincronizada, para determinar el número de revoluciones de la bomba.
En el documento DE 195 28 697 A1 se describe un procedimiento en el que, partiendo de una magnitud que representa una medida del número de revoluciones de la bomba de alimentación, se determina una magnitud de presión en una bomba de alimentación, por ejemplo en una instalación de freno.
Del documento DE 199 46 777 A1 se conoce un procedimiento para estimar una presión previa entre un cilindro de freno principal y una válvula de admisión de una instalación de freno de vehículo de motor. Con ello se estima la presión previa, teniendo en cuenta una tensión residual de un motor que puede accionarse con sincronización, de una bomba para alimentar líquido de freno.
Normalmente la detección de la tensión residual en el estado de la técnica se realiza a través de un promediado de valores momentáneos de la tensión de motor en la pausa de impulsos. Este promediado es necesario, ya que la tensión residual generadora está impregnada mediante el llamado chispeo con señales perturbadoras bastante intensas. La recepción de los valores momentáneos se controla por ejemplo mediante la sincronización de un microprocesador, en donde para conseguir una señal de medición de suficiente calidad es necesario recibir varios valores momentáneos, ya que la dispersión de los valores momentáneos puede ser muy grande. A partir del valor medio así obtenido se calcula después el número de revoluciones del motor de corriente continua.
Del documento US 5 811 947 A o del documento no prepublicado DE 103 59 224 A1 se conoce, después de iniciar la pausa de impulsos, esperar primero durante un primer periodo de tiempo prefijable, antes de que se inicie la detección de la tensión residual. De este modo pueden suprimirse oscilaciones que se producen a causa de la reducción de corriente, justo después de comenzar la pausa de impulsos.
Un dispositivo o un procedimiento conforme al preámbulo de las reivindicaciones 1 ó 6 se conoce del documento DE 199 14 404 A1. Ventajas de la invención
La invención describe un dispositivo y un procedimiento para detectar la tensión residual de un motor de corriente continua, en donde el motor de corriente continua se hace funcionar mediante una activación sincronizada. En funcionamiento normal se activa el motor de corriente continua mediante una activación PWM y una primera relación impulso/pausa de impulsos prefijada. Para detectar una magnitud de tensión residual, que represente la tensión residual del motor, está previsto un medio de valoración. Asimismo está previsto que para detectar la magnitud de tensión residual, el motor de corriente continua se active con una segunda relación impulso/pausa de impulsos variable prefijable. El núcleo de la invención consiste a continuación en que la corriente aplicada al motor de corriente continua mediante la segunda relación de impulso/pausa de impulsos, durante un primer periodo de tiempo tAbbau prefijable, partiendo de la corriente aplicada al motor durante la activación sincronizada con la primera relación de impulso/pausa de impulsos prefijable, se reduzca a un valor inferior.
Con la presente invención se resuelve de este modo la tarea de minimizar perturbaciones, que se forman a causa de inductividades y capacidades parasitarias en el aparato de control y/o en los conductos de abastecimiento.
En un perfeccionamiento de la invención, la detección de la magnitud de tensión residual se realiza a continuación de la activación del motor de corriente continua con la segunda relación de impulso/pausa de impulsos. Alternativa-u opcionalmente, la detección también puede iniciarse también al alcanzarse un valor umbral prefijable, en donde en especial está previsto que el valor umbral prefijable presente un valor de 0 o un valor próximo a cero.
En una configuración de la invención, la detección de la magnitud de tensión residual se realiza durante un segundo periodo de tiempo tMess. Después de la detección de la magnitud de tensión residual está previsto en general que la activación del motor de corriente continua pase de nuevo a funcionamiento normal, es decir, que se active con la primera relación de impulso/pausa de impulsos. Esto puede ser el caso por ejemplo a continuación del segundo periodo de tiempo. De este modo se produce una nueva activación del motor de corriente continua después de un periodo de tiempo, que se compone de tAbbau y de tmess.
De forma ventajosa la relación de digitación de modulación en anchura de impulso (PWM) en la segunda relación de impulso/pausa de impulsos, durante el primer periodo de tiempo, aumenta continuamente, es decir se prolonga. Este aumento puede realizarse por ejemplo también linealmente. Dibujos
En la figura 1 se ha representado esquemáticamente el conexionado de un motor de corriente continua para una sincronización de alta frecuencia. Los diagramas en las figuras 2a a e muestran el desarrollo en el tiempo de la tensión y de la corriente en el motor de corriente continua, así como en la red de a bordo. Las figuras 3a y 3b muestran una comparación entre el estado de la técnica y la aplicación de la invención propuesta, después de la activación con la primera relación de impulso/pausa de impulsos. Ejemplo de ejecución
La figura 1 muestra esquemáticamente un esquema de conexiones, como el que se utiliza para activar a alta frecuencia un motor (de bomba), por ejemplo en la instalación de freno de un vehículo de motor. Con ello se alimenta partiendo de una red de a bordo 110 un aparato de control 100, que por su parte hace funcionar a su vez el motor de corriente continua 160 con sincronización. Dentro del aparato de control 100 se genera la activación del transistor 140 a través de una conexión 145 correspondiente, para la activación sincronizada del motor de corriente continua 160. La bobina 120 prevista en el aparato de control 100 debe funcionar como filtro en unión al condensador 130, para filtrar oscilaciones procedentes de la red de a bordo. Para detectar la tensión residual se toma normalmente la tensión de motor en la ruta de alimentación detrás del conmutador semiconductor 140. Esto se produce a través de un divisor de tensión, que se ha representado en la figura 1 como diodo 150. Junto con el condensador 135, el divisor de tensión representa un filtro paso bajo, mediante el cual puede tratarse la tensión residual para una valoración correspondiente. El tratamiento se realiza normalmente mediante un convertidor de analógico/digital en un microprocesador, en donde la señal se lee cíclicamente con una cadencia prefijada por el sistema de funcionamiento (por ejemplo 1 ms, 5 ms…).
Como se ha dibujado en la figura 1, la tensión de a bordo o la tensión de batería puede detectarse a través de los bornes 180 y la corriente de batería, a través de una conexión de medición y apriete 190. Un dispositivo de medición correspondiente para detectar la corriente de motor es posible a través de un dispositivo 170.
En los diagramas de tiempo de las figuras 2a a e se ha representado la activación sincronizada del motor de corriente continua, como se conoce del estado de la técnica. En la figura 2a se ha representado la activación sincronizada antes y después de la medición de tensión residual. Como puede reconocerse en el diagrama de la figura 2a, se activa el motor en funcionamiento normal 240 normalmente mediante impulsos equidistantes con una longitud de impulso correspondiente. La figura 2b muestra la corriente que fluye a través del motor de corriente continua 160. En la región 200 puede reconocerse que la corriente de motor IMot cae después de la interrupción de la activación sincronizada (fase de reducción de corriente). Debido a que no tiene lugar ninguna otra activación, la corriente de motor cae hasta un valor próximo a 0. Este descenso de la corriente de motor se realiza durante un primer periodo de tiempo tAbbau. Tras la desactivación de la corriente de motor, en una segunda fase 210 puede detectarse la tensión residual Ugen (Ugen = tensión residual generatriz), antes de que se lleve a cabo de nuevo la activación sincronizada del motor de corriente continua. En la figura 2c puede reconocerse que la tensión residual en el motor de corriente continua se detecta, después de la reducción de corriente, dentro del margen 210 o de un segundo periodo de tiempo tMess.
Después de desconectar la activación sincronizada del motor de corriente continua se producen oscilaciones en la red de a bordo. De este modo, como se ha representado en la figura 2c, pueden reconocerse oscilaciones de corriente o picos de tensión como se ha representado en la figura 2e, justo después de la desconexión de la activación sincronizada. Estas perturbaciones influyen negativamente en la detección de la tensión residual.
En la figura 3a se ha representado ampliada la desconexión de la activación sincronizada. Como ya se ha ilustrado, en el margen 240 se activa primero el motor de corriente continua con impulsos equidistantes. La red de a bordo en forma de corriente de batería o de tensión de red de a bordo muestra, de forma correspondiente a la activación sincronizada, modelos de onda normales. Después de desconectar la activación sincronizada se producen, en la corriente de batería o en la tensión de red a bordo, oscilaciones con picos de tensión o de corriente 230. La causa de estas oscilaciones estriba en que, al desconectar el motor, se reduce energía acumulada en la inductividad de la red de a bordo y en la reactancia de filtro. Esto conduce a la excitación del circuito oscilante LC propio de la red de a bordo, que está formado por los elementos filtrantes en el aparato de control y las inductividades y capacidades parasitarias en el conducto de alimentación. De este modo se producen señales perturbadoras en la tensión, que puede tomarse en los bornes 180, así como en la corriente detectada en el otro punto de medición 190.
Para llevar a cabo la detección de la tensión residual generatriz, en lo posible sin perturbación y sin retroacción en la red de a bordo, en el presente ejemplo de ejecución se lleva a cabo una reducción controlada o ralentizada de la corriente de red de a bordo durante la activación sincronizada. Una reducción así controlada de la corriente de red de a bordo se muestra por ejemplo con base en la modificación lineal, representada en la figura 3b, de la relación de digitación PWM. Con ello se reduce linealmente la longitud de impulso, que se utiliza durante la activación sincronizada, hasta que la longitud de impulso se reduce casi a 0. Como se ha representado en la figura 3b, la reducción de corriente durante la fase 200 se realiza, mediante la reducción lineal de la activación sincronizada, en forma de cascada. Después de la desconexión completa de la activación sincronizada ya sólo quedan oscilaciones 130 reducidas, que ya solamente tienen efectos reducidos en la detección de la tensión residual. También en el caso de la tensión de red de a bordo sólo puede reconocerse un ligero aumento 300 durante la reducción lineal de la activación. Mediante una reducción así controlada de la corriente de red de a bordo pueden reducirse significativamente las perturbaciones en la red de a bordo, después de la desconexión de la activación sincronizada. A continuación de la detección de la tensión residual, el motor puede retomar de inmediato su funcionamiento regular, por medio de que la activación sincronizada utilizada originalmente puede asumirse de nuevo.
Aparte de la reducción de la longitud de impulso, como se ha representado en la figura 3b, en otro ejemplo de ejecución puede estar también previsto aumentar sucesivamente las pausas de impulsos de esta segunda relación de impulso/pausa de impulsos, después de la desconexión de la primera relación de impulso/pausa de impulsos en el margen 240.
En otro ejemplo de ejecución está previsto comparar la corriente IMot aplicada al motor 160 con un valor umbral prefijable. Con ello la detección de la tensión residual no se inicia hasta que la corriente IMot baja del valor umbral prefijado.
Claims (10)
1.-Dispositivo para detectar la tensión residual de un motor de corriente continua (100), en donde
-el motor (100) presenta una activación sincronizada con un primera relación
impulso/pausa de impulsos prefijada y
-está previsto al menos un medio de valoración (140, 210, 220, 230, 500)
para detectar una magnitud de tensión residual, en donde la magnitud de
tensión residual representa la tensión residual del motor y
-el motor (100) está activado para activar la magnitud de tensión residual con
una segunda relación impulso/pausa de impulsos variable prefijable, caracterizado porque la corriente aplicada al motor mediante la segunda relación de impulso/pausa de impulsos, durante un primer periodo de tiempo tAbbau prefijable, partiendo de la corriente aplicada al motor durante la activación sincronizada con la primera relación de impulso/pausa de impulsos prefijable, se reduce a un valor inferior.
2.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la detección de la magnitud de tensión residual se realiza a continuación
- -
- de la segunda relación de impulso/pausa de impulsos y/o
- -
- del primer periodo de tiempo tAbbau y/o -de llegar a un valor umbral prefijable dentro de la fase de reducción de corriente durante el primer periodo de tiempo,
en donde está previsto en especial que el valor umbral prefijable presente un valor de 0 o un valor próximo a cero.
3.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la detección de la magnitud de tensión residual se realiza durante un segundo periodo de tiempo tmess, en donde está previsto que a continuación del segundo periodo de tiempo, el motor se active con la primera relación de impulso/pausa de impulsos.
4.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la relación digitación PWM en la segunda relación de impulso/pausa de impulsos se reduce durante el primer periodo de tiempo, del valor activado de la primera relación de impulso/pausa de impulsos al valor umbral, en donde está previsto en especial que la reducción se realice linealmente.
5.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el periodo de tiempo de la activación de pausa de la relación de digitación PWM en la primera relación de impulso/pausa de impulsos durante el primer periodo de tiempo se aumente continuamente, en donde está previsto en especial que el aumento se realice linealmente.
6.-Procedimiento para detectar la tensión residual de un motor de corriente continua en especial en un dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el motor (100) presenta
-en funcionamiento normal una activación sincronizada con una primera
relación de impulso/pausa de impulsos prefijable y
-para detectar una magnitud de tensión residual, que representa la tensión
residual, una activación sincronizada con una segunda relación de
impulso/pausa de impulsos variable, caracterizado porque la segunda relación de impulso/pausa de impulsos se activa de tal modo, que la corriente aplicada al motor durante un primer periodo de tiempo tAbbau prefijable, partiendo de la corriente aplicada al motor durante la activación sincronizada con la primera relación de impulso/pausa de impulsos prefijable, se reduce a un valor inferior.
7.-Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la detección de la magnitud de tensión residual se realiza a continuación
- -
- de la segunda relación de impulso/pausa de impulsos y/o
- -
- del primer periodo de tiempo tAbbau y/o -de llegar a un valor umbral prefijable dentro de la fase de reducción de corriente durante el primer periodo de tiempo,
en donde está previsto en especial que el valor umbral se prefije mediante un valor de cero o un valor próximo a cero.
8.-Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la detección de la magnitud de tensión residual se realiza durante un segundo periodo de tiempo tmess, en donde está previsto que a continuación del segundo periodo de tiempo, el motor se active con la primera relación de impulso/pausa de impulsos.
9.-Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la relación digitación PWM en la segunda relación de impulso/pausa de impulsos se reduce durante el primer periodo de tiempo, del valor activado de la primera relación de impulso/pausa de impulsos al valor umbral, en donde está previsto en especial que la reducción se realice linealmente.
10.-Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el periodo de tiempo de la activación de pausa de la relación de digitación PWM en la primera relación de impulso/pausa de impulsos durante el primer periodo de tiempo se aumenta continuamente, en donde está previsto en especial que el aumento se realice linealmente.
Siguen dos hojas de dibujos.
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