MX2008002730A - Accionador auxiliar electromotriz para vehiculos. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con un servoaccionador electromotriz para vehiculos, en especial para accionadores de limpiaparabrisas o accionadores de ajuste para elementos de vehiculo; dicho servoaccionador comprende, montado corriente debajo de un motor electrico, una transmision, y al menos un sensor magnetico que interactua con una transmision de senal o sistema de iman permanente configurado mediante al menos un iman permanente y que gira junto con una flecha de accionador o una rueda de engranaje para detectar la oposicion relativa de movimiento de rotacion de la flecha o de la rueda de engranaje; la invencion se caracteriza porque el sistema de iman permanente esta provista en la parte frontal de un extremo de flecha recibido en un sistema de rodamiento un elemento de transmision recibida del sistema de rodamiento y provisto sobre la flecha; el al menos un sensor magnetico esta provisto en el sistema de rodamiento del sistema de iman permanente en una direccion opuesta.

Description

ACCIONADOR AUXILIAR ELECTROMOTRIZ PARA VEHÍCULOS MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere un accionador auxiliar automotriz para vehículos, en particular vehículos terrestres de acuerdo con el término genérico con la reivindicación 1. Los accionadores auxiliares electromotrices, que como regla consisten en un electromotor, un motor de corriente directa por ejemplo y una transmisión secundaria, por ejemplo un engrane sinfín se utilizan en vehículos para las más diversas funciones, como un accíonador de limpiaparabrisas por ejemplo, como un accíonador, por ejemplo para ajustar la posición de asientos de vehículos y abrir y cerrar techos corredizos o ventanas de vehículos, etc. En muchos casos es necesario estipular una disposición de sensor o tecnología de sensor en el accionador del accionador auxiliar, por ejemplo con el cual la velocidad giratoria, la dirección de rotación como el ángulo y en este caso en particular el ángulo absoluto de la flecha de salida de accionador o una rueda de engranaje por ejemplo se determinan de manera precisa, para controlar el electromotor con esto, por ejemplo para un movimiento inverso de un engranaje de limpiaparabrisas y/o para mantener los ángulos predeterminados para una posición de estacionamiento y/o reversa del brazo del limpiador de una disposición de limpíaparabrisas y/o para por ejemplo transferir los datos que corresponden al ángulo absoluto para propósitos de control o sincronización a otros elementos funcionales del vehículo, por ejemplo también a través de un sistema de barra concentradora y/o para detener el accionador auxiliar electromotriz diseñado como un activador cuando se alcanzan las posiciones predeterminadas o preseleccionadas, etc. Un método y un sistema de medición para determinar un ángulo absoluto de una flecha se conocen de forma más o menos teórica (DE 103 60 042 A1 ). En este método y sistema de medición, varias señales de sensor diferentes que representan un ángulo correspondiente relativo se generan mediante tecnología de sensor, que tiene al menos dos sensores magnéticos que suministra al menos una medición de señal de sensor dependiendo del tamaño y polaridad de un campo magnético y un imán permanente o disposición de transmisión de señal con al menos un imán permanente. El ángulo absoluto se determina posteriormente en un sistema electrónico basado en esta combinación. Los sensores magnéticos tienen una disposición estacionaria en este caso, es decir, ya sea bajo la flecha y con el centro de su sensor en el eje de esta flecha, aunque con respecto a su eje de sensor orientado radialmente a su eje de flecha, girado uno contra el otro alrededor al eje de flecha mediante un grado de ángulo o sin embargo, los sensores magnéticos están dispuestos con una distancia radial lateralmente desde el eje de flecha y desplazado por un grado de ángulo de menos de 90° alrededor de este eje. Los imanes permanentes que forman la disposición de imán permanente están dispuestos en la flecha y giran con éste último.

Adicionalmente, se conoce un método para establecer el ángulo de un eje de rotación o flecha (DE 195 487 385 C2), en el cual un imán permanente orientado radialmente hacia el eje está dispuesto en el extremo de la flecha como un transmisor de señal, que actúa junto con dos sensores magnéticos desplazados en dirección del eje de la flecha opuesta al imán permanente, los cuales por su parte giran en 90° en relación uno con otro con respecto a su eje sensor efectivo, para que con una flecha giratoria, el un sensor magnético suministra una señal de sensor sinusoidal y el otro sensor magnético una señal cosinosoidal. La disposición de la tecnología de sensor y sus elementos dentro de un accionador auxiliar electromotriz y también en particular dentro de una carcasa de accionador de dicho accionador en este caso se desconoce con base en el estado de la tecnología mencionada anteriormente. La tarea de la invención involucra demostrar un accionador auxiliar electromotriz en el cual un diseño estructural optimizado para uso práctico, en otros aspectos, el monitoreo y/o o determinación de la posición de ángulo o posición relativa además de su cambio y en particular en este caso la posición de ángulo absoluto de una flecha, preferiblemente la flecha de salida de un accionador del accionador auxiliar, es más fácilmente posible. Para llevar a cabo esta flecha, se diseña un accionador auxiliar electromotriz que corresponde a la reivindicación 1 de la patente. Desarrollos adicionales de la invención son el tema de las sub-reivindicacíones.

En el accionador auxiliar de conformidad con la invención, al menos un transmisor de señal o disposición de imán permanente del sensor está dispuesto en el frente en un extremo de la flecha y para ser precisos en la misma manera al menos un sensor magnético de la tecnología de sensor dentro de una disposición de rodamiento para el rodamiento de este extremo de flecha. En una forma preferida de diseño el sensor magnético está ubicado en un tablero o en un PCB de un módulo de control electrónico o un dispositivo de control electrónico. El tablero o PCB luego se extiende a través de aberturas preferiblemente a través de al menos una abertura radial de la disposición de rodamiento y también en el interior de esta disposición de rodamiento en donde está equipado con al menos un sensor magnético. Las ventajas de la invención están entre otros aspectos en el hecho que la tecnología de sensor y sus elementos pueden estar dispuestos en el área del frente del extremo de flecha involucrado y por ello centrados en relación con el eje de flecha y para ser precisos por un curso óptimo de la al menos una señal de sensor dependiendo del ángulo de la flecha y que el asentamiento de la flecha en el área de su extremo de flecha equipado con el transmisor de señal o disposición de imán permanente es empero posible. Aún más, la invención está caracterizada por una construcción simplificada y compacta. Otras ventajas están entre otros aspectos en el hecho que la tecnología de sensor para determinar el ángulo no requiere una modificación fundamental de diseños ya existentes, probados y confiables de un accionador auxiliar automotriz sin esta tecnología de sensor, que también aplica en particular al diseño constructivo del accionador además de la carcasa de accionador. Una ventaja esencial adicional también yace en el hecho que con la señal de sensor suministrada por el al menos un sensor, la posición, la velocidad de rotación y/o la dirección de rotación de la flecha también pueden determinarse, es decir un transmisor de señal adicional formado por un imán permanente y sensor correspondiente para determinación de la velocidad de rotación y/o dirección de rotación no son requeridos, que entre otros aspectos también contribuye a la simplificación de construcción y reducción de los costos de producción, particularmente mediante una reducción en los componentes a instalarse. Especialmente en el caso del diseño de elementos electrónicos de control y elementos electrónicos de modulo de control asistidos por microprocesador es posible óptimamente adaptar el control del accionador auxiliar electromotriz a los requerimientos respectivos y/o deseos de un usuario o cliente mediante una modificación simple de programa. Con el diseño de conformidad con la invención y la tecnología de sensor, la posición de ángulo absoluta de la flecha ya es conocida por las señales de sensor suministradas por la tecnología de sensor inmediatamente después de la conmutación en el accionador auxiliar. La invención se describirá a más detalle a continuación con base en las figuras en ejemplo de modalidad. Muestran: La figura 1 una sección transversal a través del alojamiento de accionador de un accionador auxiliar electromotriz; La figura 2 una representación en perspectiva y vista superior de un componente de caja tipo cubierta del accionador en la figura 1 ; La figura 3 una representación individual de un transmisor de señal o disposición de imán permanente para uso con la tecnología de sensor para la cual se hace provisión en el accionador en la figura 1 ; La figura 4 en una presentación aumentada, un detalle de la figura 1 ; La figura 5 una presentación similar a la figura 1 para una modalidad posible adicional. En las figuras 1-4, 1 es el accíonador de un accionador auxiliar electromotriz que además de este accionador 1 también tiene un electromotor no representado en la figuras, de los cuales la flecha de rotor 2 implicada en la figura 1 mediante una línea fantasma se extiende hacia el interior de una carcasa de accionador 3 y actúa ahí con una sección de la flecha de rotor designada como engranaje sinfín con una rueda de engranaje dispuesta dentro de la caja de accionador 3 diseñada como una rueda sinfín. La caja de accionador 3 está diseñada en dos partes en la modalidad presentada y consiste en una sección de caja 3J , a la cual el electromotor no representado y su alojamiento están puestos en brida además del componente de caja tipo cubierta 3.2, que se coloca en la parte superior del componente de caja 1 cuando el componente de caja 3 está cerrado y se conecta a este componente de caja de manera adecuada, por ejemplo un ajuste mediante un tornillo. La rueda de engranaje 4 se posiciona en una flecha 5 que forma la flecha de salida del accionador 1 y el accionador auxiliar y el cual sale hacia fuera con un extremo de flecha desde la carcasa de accionador 3 y el componente de caja 3J y se asienta girablemente en esta área del extremo de flecha con el rodamiento 6 en el componente de caja 3.1. En el área del otro extremo de la flecha la flecha 5 tiene rodamientos adicionales y está soportado axial y radialmente y para ser precisos por un elemento de rodamiento similar a buje o anillo 7 íntegramente moldeado en la base del componente de caja tipo cubierta 3.2 y que se proyecta desde la superficie interior de esta base del interior de la caja de accionador 3. En este elemento de rodamiento 7 dispuesto en el mismo eje que el eje de flecha 5J , la rueda de engranaje 4 embona para soporte radial con una sección similar a cubo ?? que forma un anillo o superficie de rodamiento en forma de cilindro regular que rodea concéntricamente el eje de flecha 5J . Aún más, la rueda de engranaje 4 está soportada axialmente contra la superficie frontal 1? del elemento de rodamiento 7. Para controlar el accionador auxiliar y el electromotor no representado un dispositivo de control asistido por microprocesador electrónico 8 (módulo de control) también se alberga en la carcasa de accionador y para ser más preciso con un tablero o PCB 9 sobre el cual, entre otras cosas, los componentes de dispositivo de control 8 están dispuestos. El dispositivo de control 8 y su PCB 9 se fijan a la superficie anterior del componente de caja tipo cubierta 3.2 y para ser más precisos de manera tal que cuando la carcasa de accionador 3 está cerrada, los lados superficiales del PCB 9 están orientados en niveles verticales al eje de flecha 5J y el PCB 9 está ubicado aproximadamente a la posición en la cual, con la carcasa de accionador 3 cerrada, el borde del componente de caja tipo cubierta 3.2 se une con el borde abierto con el componente de caja 3J . El elemento de rodamiento similar a buje 7 tiene múltiples ranuras que arrancan desde su borde libre distante de la base del componente de caja 3.2, por lo que debido a las ranuras correspondiente 11 , un diseño similar a segmento del elemento de rodamiento 7 resulta y para ser más preciso para la modalidad presentada con 3 ranuras 11 el diseño con 3 segmentos de anillo 7.2. El PCB 9 está equipado con las aberturas 12 que corresponden a los segmentos de anillo 7.2, por lo que durante el fijado del PCB 9 al interior del componente de caja 3.2 puede ajustarse mediante empuje con los orificios 12 sobre el elemento de rodamiento 7 y sobre los segmentos de anillos 7.2 y los segmentos de anillo 7.2 se proyectan sobre el lado de PCB 9 orientado hacia el componente de caja 3J . El PCB 9 también tiene dentro del elemento de rodamiento 7 es decir en el interior 7.3 del elemento de rodamiento la sección de PCB 9.1. Preferiblemente las ranuras 11 están diseñadas de manera tal que a partir del borde libre del elemento de rodamiento 7, no se extienden sobre todo a la altura del elemento de rodamiento sino más bien en un intervalo desde la base del componente de caja 3.2 al nivel del lado inferior del PCB 9 orientado alejándose de la rueda de engranaje 4, para que el PCB también sea soportado en el área de las ranuras 11. En el extremo de flecha de la flecha 5 distante del rodamiento 6, se estipula una disposición de imán permanente 13 en el frente, que se forma con la modalidad correspondiendo a la figura 3 mediante un imán permanente en forma de disco 13, que está diseñado y magnetizado de manera tal que forma con una mitad de cilindro 13J un polo sur y con la segunda mitad de cilindro 13.2 un polo norte. Las áreas de diferente polarización con la fuerza de campo más grande se posesionan entonces diamétricamente opuestas una a la otra en relación con el eje del imán permanente en forma de cilindro 13. En la ejecución presentada, el imán permanente 13 se alberga en la abertura cilindrica apropiada 14 que en la presentación seleccionada para la figura 1 se abre hacia el PCB 9 en el lado inferior y limitado en la parte superior por el lado frontal de la flecha 5. Opuesto al imán permanente 30 dispuesto en su eje en el mismo eje que el eje de flecha 5J , los sensores magnéticos 15 y 16 están dispuestos en la sección 9J de PCB 9 y para ser más precisos en la modalidad presentada con el sensor magnético 15 en el lado superior orientado hacia el imán permanente 13 y el sensor magnético 16 en el lado inferior del PCB 9 orientado alejándose del imán permanente 13. Ambos sensores magnéticos 15 y 16, que se albergan en el interior 7.3 del elemento de rodamiento en forma de anillo 7 cerrado al lado exterior del elemento de caja 3, suministran respectivamente al menos una señal de sensor eléctrico dependiente del campo magnético (entre otros aspectos la fuerza de campo y/o dirección del campo magnético) y/o modificación del campo magnético. Los sensores magnéticos 15 y 16 son por ejemplo resistencias magnéticas eléctricas, el valor de resistencia del cual cambia dependiendo del campo magnético o sensores hall. Los sensores magnéticos están dispuestos de manera tal en la sección PCB 9J que el eje de flecha 5J hace intersección con el sensor correspondiente 15 y 16 en su punto central de sensor, los sensores magnéticos 15 y 16 con su eje efectivo se dispone radialmente al eje de flecha 5J y aun más giran alrededor del eje de flecha 5J mediante un ángulo predeterminado de menos de 90° en relación uno con otro. Cuando la flecha 5 y la rueda de engranaje 4 giran, el imán permanente 13 se mueve al mismo tiempo para que los sensores magnéticos 15 y 16 suministren al menos una señal de sensor respectivamente perteneciente al campo magnético giratorio y debido a la orientación de cambio del campo magnético en relación con los eje efectivos de los sensores que por ejemplo muestra un curso sinusoidal o cosinusoidal dependiendo de la rotación de la flecha 5, con las señales de sensor de los sensores magnéticos 15 y 16 siendo desplazados en fase correspondiendo a la orientación diferente de sus ejes de sensor efectivos. Con base en las señales de sensor suministradas por los sensores magnéticos 15 y 16 y su combinación, es posible determinar la posición de ángulo absoluta y rotación de la flecha 5. Aún más, el dispositivo de control 8 puede no solo determinar la posición sino también la velocidad de rotación y/o la dirección de rotación de la flecha 5 con base en la señales de sensor, por ejemplo desde la modificación temporal y/o polaridad y/o relación de fase de estas señales. A través del diseño descrito, es posible, a pesar del soporte adicional de la flecha 5 y la rueda de engranaje 4 a través del elemento de rodamiento 7, disponer los elementos de la tecnología de sensor centrado en el mismo eje que el eje de flecha 5J y en relación con el eje de flecha 5.1 , para que las señales de sensor, las señales de sensor correspondiendo al curso sinusoidal o cosinusoidal o al menos señales de sensor óptimamente aproximadas se mantengan, con las cuales la posición de ángulo correspondiente de la flecha 5 y particularmente también la posición de un ángulo absoluto respectivo de esta flecha pude ser determinado por el dispositivo de control 8 con un alto grado de precisión. Con el dispositivo de control 8 y la tecnología del sensor formada por el imán permanente 13 y los sensores magnéticos 15 y 16, un control preciso del accionador auxiliar electromotriz y el electromotor de este accionador, por ejemplo para un movimiento giratorio inverso de la flecha 5 es posible por ejemplo. Aún más, la posición de ángulo de la flecha 5 también puede usarse para otro propósitos de control y monitoreo, por ejemplo para activación síncrona del accionador auxiliar con otros elementos funcionales, con transferencia del ángulo absoluto determinado por la tecnología de sensor a otros elementos funcionales y de control o dispositivos mediante sistemas concentradores por ejemplo siendo posibles. En lo que respecta al accionador auxiliar y el accionador 1 cuando sean parte de un accionador, por ejemplo para el ajuste de posición de un asiento para abrir y cerrar un techo corredizo o una ventana de un automóvil, etcétera, la tecnología de sensor y las señales de sensor suministradas por este último pueden utilizarse para monitorear y/o control del desplazador accíonador correspondiente y/o de los límites permitidos de un movimiento, etcétera. Aun más, es también posible por supuesto utilizar las señales de sensor suministradas por la tecnología de sensor para determinación de la velocidad de rotación y/o dirección de rotación de la flecha 5. La figura 5 muestra un accionador 1 a como una modalidad adicional en una presentación como la figura 1 , que esencialmente solo difiere del accionador 1 mediante el hecho que la rueda de engranaje 4a que corresponde a la rueda de engranaje está soportada tanto en la superficie interior y la superficie exterior del elemento de rodamiento 7 y los segmentos de anillo correspondientes 7.2. Para este propósito, la rueda de engranaje 4a está equipada en una sección similar a cubos 4a.1 con una canaleta 17 abierta en el lado frontal y concéntricamente rodeando el eje de flechas 5.1 en la cual el elemento de rodamiento 7 y el segmento de anillo de este último se albergan con una longitud parcial proyectándose sobre el PCB 9. La invención ha sido descrita anteriormente con base en ejemplos de ejecución. Se entiende que las modificaciones y alteraciones son posibles como resultado abandonar los pensamientos sobre los cuales se basa esta invención.

Es por ello posible por ejemplo, en vez del imán permanente 13, disponer otra disposición de imán que cree un campo magnético en el área de los sensores magnéticos 15 y 16, que gira con el movimiento giratorio de la flecha 5 y que resulta en diferentes señales de sensor a los sensores magnéticos 15 a 16 dependiendo de la rotación. Se ha asumido arriba que la tecnología de sensor tiene dos sensores magnéticos 15 y 16. En principio, también es posible disponer solo un tal sensor 15 o 16 o también sin embargo utilizar un componente de sensor con la función de 2 o más sensores magnéticos.

Claims (19)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Accionador auxiliar electromotriz para vehículos, en particular para accionadores de limpiaparabrisas o accionadores de ajuste para elementos de vehículo, con una transmisión secundaria para el electromotor (1), con al menos un sensor magnético (15, 16) que actúa junto con transmisión de señal o disposición de imán permanente formada de al menos un imán permanente (13) y que gira con un flecha de accionamiento (5) o una rueda de engranaje (4) para registrar entre otros aspectos la posición de ángulo y/o modificación de la posición de ángulo de la rotación de la flecha (5) o de la rueda de engranaje (4), en donde la disposición de imán permanente (13) está dispuesta en el lado frontal en un extremo de flecha asentado en una disposición de rodamiento (7) o en un elemento de accionamiento (4, 4a) asentado en la disposición de rodamiento (7) y dispuesto en la flecha (5) y en donde el al menos un sensor magnético (15, 16) dentro de la disposición de rodamiento (7) está dispuesto opuesto a la disposición de imán permanente (13) en dirección del eje de flecha (5).

2.- El accionador auxiliar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el eje de la tecnología de sensor formado por el al menos un sensor magnético (15, 16) y la disposición de imán permanente (13) está dispuesto en el mismo eje que el eje de flecha (5J ).

3.- El accionador auxiliar de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque la disposición de imán permanente se forma de un imán permanente (13) que forma un polo norte y un polo sur y que el polo norte y que el polo sur del imán permanente (13) están diamétricamente opuestos en relación con el eje de flecha de (5J ).

4.- El accionador auxiliar de la conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la disposición de imán permanente (13) está dispuesta en el extremo de la flecha en el lado frontal (5).

5.- El accionador auxiliar de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la disposición de imán permanente (13) está dispuesta en una abertura (14) de la flecha (5) o de un elemento accionador dispuesto en la flecha, de la rueda de engranaje por ejemplo (4, 4a).

6.- El accionador auxiliar de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un sensor magnético (15, 16) suministra al menos una señal de sensor dependiente del campo magnético y/o de la modificación de este último.

7.- El accionador auxiliar de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un sensor magnético (15, 16) suministra al menos un señal de sensor que depende de la dirección o polaridad del campo magnético.

8.- El accionador auxiliar de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un sensor magnético (15, 16) es una resistencia magnética o un sensor hall.

9.- El accionador auxiliar de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el eje de flecha (5.1 ) hace intersección con el al menos un sensor magnético (15, 16) en su punto central de sensor.

10.- El accionador auxiliar de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un sensor magnético (15, 16) está orientado con su eje de sensor radialmente hacia el eje de flecha (5J).

11.- El accionador auxiliar de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque al menos dos sensores magnéticos (15, 16) están dispuestos desplazados uno contra el otro en dirección del eje de flecha (5.1).

12.- El accionador auxiliar de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque los al menos dos sensores magnéticos (15, 16) están dispuestos y girados uno contra el otro mediante un grado de ángulo alrededor del eje de flecha (5J ).

13.- El accíonador auxiliar de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un sensor magnético (15, 16) está dispuesto en un tablero PCB (9) de un módulo de control (8).

14.- El accionador auxiliar de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el tablero (9) está orientado con sus lados superficiales verticalmente hacía el eje de flechas (5J).

15.- El accíonador auxiliar de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la disposición de rodamiento consiste en un elemento de rodamiento (7) que se proyecta desde una sección de cajas (3.2) del accionador (3) hacia el interior del accionador, formando al menos una superficie de apoyo y equipada con un corte para recibir al menos la disposición de imán permanente (13) y los sensores magnéticos (15, 16) y que el elemento de rodamiento (7) pasa a través de la altura (12) en el PCB (9) de manera tal que una sección (9J ) del PCB (9) que lleva uno de los al menos un sensor magnético (15, 16) se ubica dentro del elemento de rodamiento (7).

16.- El accionador auxiliar de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el elemento de rodamiento (7) está rasurado en una dirección de eje paralela al eje de flechas (5J ).

17.- El accíonador auxiliar de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque el elemento de rodamiento tiene al menos una ranura (7).

18.- El accionador auxiliar de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque el elemento de rodamiento (7) se divide en al menos dos segmentos (7.2) mediante una ranura (11 ).

19.- El accionador auxiliar de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque los segmentos (7.2) pasan respectivamente a través de una abertura (12) en el PCB (9).