Procedimiento para la reducción de vibraciones de traqueteo en instalaciones de limpiaparabrisas reguladas electrónicamente.

Procedimiento para la observación y regulación de un proceso para el desplazamiento de partes móviles, en particular de partes de un dispositivo de limpiaparabrisas

(1) de un automóvil, en el que el procedimiento comprende las siguientes etapas:

a) alimentación de una variable de entrada (u) que caracteriza el proceso y de una variable medida de salida (y) que caracteriza el proceso a una instalación de reconocimiento (20);

b) utilización de un modelo matemático, que describe el proceso, con al menos una variable del proceso, en el que el moldeo matemático está depositado en la instalación de reconocimiento (20) y en el que la variable del proceso está asociada a la variable medida de salida (y);

c) optimización de la variable del proceso a través de la comparación de la variable del proceso con la variable medida del proceso (y);

d) calculo de una variable de corrección (k) con la ayuda de la variable optimizada del proceso; y

e) alimentación de la variable de corrección (k) a la variable de entrada (u) del proceso,

en el que para el cálculo de la variable de corrección (k) se utiliza adicionalmente a la variable optimizada del proceso como primera otra variable la variable medida de salida ponderada (y), y como otra segunda variable se utiliza la variable medida de salida (y) filtrada y ponderada, caracterizado porque

para el cálculo de la variable de corrección (k) se optimiza adicionalmente otra variable del proceso que describe el proceso y que está depositada en la instalación de reconocimiento (20) en el modelo matemático, por medio de la etapa c) y se utiliza optimizada y ponderada.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E02022176.

Solicitante: ROBERT BOSCH GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: POSTFACH 30 02 20 70442 STUTTGART ALEMANIA.

Inventor/es: MOOSMANN, JOHANNES, KRUEGER, HARTMUT, MOENCH, JOCHEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > MANTENIMIENTO, LIMPIEZA, REPARACION, ELEVACION O... > Limpieza de vehículos (por aparatos no integrados... > B60S1/08 (accionados eléctricamente)
  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS... > Sistemas que implican el uso de modelos o de simuladores... > G05B17/02 (eléctricos)

PDF original: ES-2540582_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la reducción de vibraciones de traqueteo en instalaciones de limpiaparabrisas reguladas electrónicamente.

La invención se refiere a un procedimiento para la reducción de vibraciones en instalaciones de limpiaparabrisas reguladas electrónicamente.

Las instalaciones de limpiaparabrisas, en particular para automóviles, se pueden activar con la ayuda de un motor eléctrico regulado electrónicamente. La regulación del motor eléctrico puede comprender una regulación de la posición y/o una regulación del número de revoluciones. En condiciones marginales desfavorables entre un cristal a limpiar y una hoja de limpiaparabrisas de un brazo de limpiaparabrisas, como pueden aparecer, por ejemplo, en un cristal seco, se puede producir las llamadas vibraciones de traqueteo del brazo de limpiaparabrisas. Éstas se manifiestan en oscilaciones de la velocidad angular del brazo de limpiaparabrisas y bien de la velocidad angular de limpieza, pudiendo manifestarse las oscilaciones con diferente intensidad de acuerdo con la condición marginal.

Las vibraciones de traqueteo aparecidas pueden manifestarse de tal manera que la hoja de limpiaparabrisas se adhiere repetidas veces durante corto espacio de tiempo sobre el cristal y se desprende a continuación (Stick-Slip) , con lo que no se garantiza un contacto óptimo entre el cristal y la goma de limpieza. Además, en las vibraciones se puede tratar se oscilaciones de la velocidad de la hoja del limpiaparabrisas y de la velocidad del brazo de limpiaparabrisas, respectivamente, de manera que la hoja del limpiaparabrisas no se adhiere sobre el cristal.

De esta manera se perjudica considerablemente la calidad de la limpieza. Adicionalmente, a través de las vibraciones de traqueteo se puede provocar un desgaste elevado de la goma de limpieza incorporada en el brazo de limpiaparabrisas. Además, se pueden comprobar pérdidas de comodidad a través del desarrollo inestable del brazo de limpiaparabrisas así como un desarrollo de ruido perturbador. Por lo tanto, se pueden reducir en una medida considerable una capacidad de potencia y una utilidad de la instalación de limpiaparabrisas a través de la aparición de las vibraciones de traqueteo.

El documento DE19751375A publica un procedimiento del tipo indicado al principio.

El cometido de la invención es preparar un procedimiento, que reduce las vibraciones de instalaciones de limpiaparabrisas reguladas electrónicamente.

De acuerdo con la invención, el cometido se soluciona a través de un procedimiento con las características de acuerdo con la reivindicación 1.

Otras configuraciones ventajosas del procedimiento de acuerdo con la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con la invención se conducen a una instalación de reconocimiento de un dispositivo de limpiaparabrisas una variable de entrada y una variable de salida medida del dispositivo de limpiaparabrisas. Un modelo matemático depositado en la instalación de reconocimiento, que describe propiedades del dispositivo e limpiaparabrisas, presenta al menos una variable del proceso. Una de las variables del proceso del modelo está asociada a la variable de salida medida. A menos una de las variables del proceso del modelo matemático se optimiza por medio de una comparación con la variable de salida medida y se utiliza a través de factores de ponderación para la generación de una variable de corrección. La variable de corrección se conduce en último término a la variable de entrada del dispositivo de limpiaparabrisas.

Por lo tanto, el dispositivo de limpiaparabrisas, a diferencia de los dispositivos de limpiaparabrisas regulados convencionalmente, no es regulado exclusivamente con la ayuda de variables medidas del dispositivo de limpiaparabrisas, sino que incorpora al mismo tiempo variables optimizadas del proceso del modelo matemático en la regulación.

De manera más ventajosa, el procedimiento de acuerdo con la invención no necesita ninguna instalación sensora adicional. Otra ventaja del procedimiento de acuerdo con la invención consiste en que el modelo matemático se puede adaptar con exactitud casi discrecional a particularidades físicas reales del dispositivo de limpiaparabrisas. La optimización de la regulación se puede adaptar, por lo tanto, de una manera flexible en gran medida a una potencia de cálculo disponible de un aparato de control del dispositivo de limpiaparabrisas.

De manera ventajosa, el modelo matemático depositado en la instalación de reconocimiento reproduce propiedades mecánicas y/o eléctricas del dispositivo de limpiaparabrisas.

De manera ventajosa, en el modelo matemático se trata de un modelo de recorrido, en el que están formuladas propiedades dinámicas esenciales del dispositivo de limpiaparabrisas. Éstas pueden ser, por ejemplo, características el motor eléctrico, como por ejemplo inductividades o constantes el motor. Además, en el modelo de recorrido pueden estar formuladas elasticidades, inercias y rigideces de un engranaje multiplicador para el brazo de

limpiaparabrisas o el brazo de limpiaparabrisas.

De manera especial, el procedimiento de acuerdo con la invención es adecuado para instalaciones de limpiaparabrisas, en las que el brazo de limpiaparabrisas está colocado directamente sobre el accionamiento de arrastre del engranaje que acciona el brazo de limpiaparabrisas, normalmente de un engranaje helicoidal. Esto implica linealidades simplificadoras en la formulación del modelo matemático.

Un momento de carga que actúa sobre el brazo de limpiaparabrisas durante la limpieza se puede introducir con preferencia como variable de interferencia de un modelo matemático de interferencia, que actúa sobre el modelo de recorrido. De esta manera es posible definir el momento de carga no medido normalmente, que se compone sobre todo de porciones de fricción, porciones de carga del viento y porciones de aceleración, como variable de interferencia modelada, con lo que se puede conseguir de una manera sencilla una compensación de las variables de interferencia para el momento de carga.

En otra forma de realización preferida de la invención, un observador de estado está introducido en el modelo de recorrido matemático, con cuya ayuda es posible calcular y optimizar a partir de una variable de salida medida del dispositivo de limpiaparabrisas, alimentada al observador de estado, otras variables típicas del proceso del modelo de recorrido del dispositivo de limpiaparabrisas.

Las formas de realización preferidas de la invención se describen a continuación con la ayuda de los dibujos adjuntos. En este caso:

La figura 1 muestra un dispositivo de limpiaparabrisas con una regulación convencional.

La figura 2 muestra una representación de principio de un modelo matemático del dispositivo de limpiaparabrisas.

La figura 3 muestras una primera forma de realización del dispositivo de limpiaparabrisas, en el que se emplea el procedimiento de acuerdo con la invención.

La figura 4 muestra una segunda forma de realización del dispositivo de limpiaparabrisas, en el que se emplea el procedimiento de acuerdo con la invención.

La figura 5 muestra una tercera forma de realización del dispositivo de de limpiaparabrisas, en el que se emplea el procedimiento de acuerdo con la invención.

La figura 6 muestra en dos diagramas a) 7 b) curvas de tiempo de principio del ángulo de limpieza sin y con la compensación de traqueteo de acuerdo con la invención.

La figura 7 muestra en dos diagramas a) y b) curvas de tiempo de principio de la velocidad angular de limpieza sin y con la compensación de traqueteo de acuerdo con la invención.

La figura 8 muestra un diagrama, que representa... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la observación y regulación de un proceso para el desplazamiento de partes móviles, en particular de partes de un dispositivo de limpiaparabrisas (1) de un automóvil, en el que el procedimiento comprende las siguientes etapas:

a) alimentación de una variable de entrada (u) que caracteriza el proceso y de una variable medida de salida (y) que caracteriza el proceso a una instalación de reconocimiento (20) ;

b) utilización de un modelo matemático, que describe el proceso, con al menos una variable del proceso, en el que el moldeo matemático está depositado en la instalación de reconocimiento (20) y en el que la variable del proceso está asociada a la variable medida de salida (y) ;

c) optimización de la variable del proceso a través de la comparación de la variable del proceso con la variable medida del proceso (y) ;

d) calculo de una variable de corrección (k) con la ayuda de la variable optimizada del proceso; y e) alimentación de la variable de corrección (k) a la variable de entrada (u) del proceso, en el que para el cálculo de la variable de corrección (k) se utiliza adicionalmente a la variable optimizada del proceso como primera otra variable la variable medida de salida ponderada (y) , y como otra segunda variable se utiliza la variable medida de salida (y) filtrada y ponderada, caracterizado porque para el cálculo de la variable de corrección (k) se optimiza adicionalmente otra variable del proceso que describe el proceso y que está depositada en la instalación de reconocimiento (20) en el modelo matemático, por medio de la etapa c) y se utiliza optimizada y ponderada.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el modelo matemático depositado en la instalación de reconocimiento (20) reproduce propiedades mecánicas y/o eléctricas del proceso.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque como variable del proceso del modelo matemático se utiliza una velocidad angular (WA) de un brazo de limpiaparabrisas el dispositivo de limpiaparabrisas (1) o una velocidad angular (M) de un motor eléctrico (3) del dispositivo de limpiaparabrisas (1) o un ángulo de giro (WA) del brazo de limpiaparabrisas o un momento de carga ML que actúa sobre el brazo de limpiaparabrisas o una diferencia entre la velocidad angular (WA) del brazo de limpiaparabrisas y una velocidad de un árbol de transmisión del dispositivo de limpiaparabrisas (1) o un par de torsión transmitido por el motor eléctrico (3) .

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque para la optimización de al menos una de las variables del proceso utilizadas se emplean datos de campos característicos, que están depositados en la instalación de reconocimiento (20) .

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque como datos de campos característicos se utilizan coeficientes de fricción y/o una carga del viento que actúa sobre el brazo de limpiaparabrisas, en el que los coeficientes de fricción resultan a partir de datos sobre un estado de humedad de un cristal o a partir de datos sobre una velocidad de limpieza, y la carga del viento resulta a partir de datos sobre una velocidad del vehículo y un ángulo de limpieza.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como modelo matemático está previsto un modelo de recorrido, que se puede describir de la siguiente manera:

** (Ver fórmula) **

en el que AM representa una matriz dinámica, BM representa una matriz de entrada del modelo de recorrido y E representa una matriz, a través de la cual actúa una variable de interferencia z sobre el modelo de recorrido, y xM representa una variable de estado del modelo de recorrido.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el modelo matemático comprende un modelo de interferencia, que se puede describir de la siguiente manera:

** (Ver fórmula) **

en la que As representa una matriz dinámica del modelo de interferencia y xs representa una variable de estado del modelo de interferencia.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque el modelo de recorrido está depositado en una forma ampliada en la instalación de reconocimiento (20) , en el que el modelo de recorrido ampliado se puede describir a través de la siguiente relación:

** (Ver fórmula) **

en la que CM representa una matriz de salida del modelo de recorrido y CS representa una matriz de salida del modelo de interferencia.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las variables del proceso son calculadas con la ayuda de un observador de estado, en el que el observador de estado se puede describir a través de la siguiente relación:

** (Ver fórmula) **

en la que L representa una variable que se define en un proceso de proyecto del observador de estado, CB y DB 15 representan matrices del observador y B representa una variable de salida del observador de estado.