CONTROL OPTIMIZADO DE ACCIONADOR DE VÁLVULA DE UNA INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN DE VEHÍCULO AUTOMÓVIL.

Procedimiento de control de motor paso a paso de accionador de válvula de una instalación de climatización de vehículo automóvil,

caracterizado por el hecho de que, durante el accionamiento de la válvula, se adquiere permanentemente una información que representa la necesidad de par suministrado por el motor paso a paso (112) para desplazar la válvula, se disminuye, en este caso, la frecuencia de pilotaje en respuesta a un aumento detectado de la necesidad de par, y, cuando la frecuencia de pilotaje es inferior a una frecuencia máxima predeterminada, se aumenta, en este caso, la frecuencia de pilotaje en respuesta a una disminución detectada de la necesidad de par

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a los accionadores de válvulas de distribución o de mezclado de aire o de recirculación (entrada de aire) en las instalaciones de climatización de vehículos automóviles.

En estas instalaciones, las válvulas son accionadas por unos moto-reductores en respuesta a unos órdenes de accionamiento producidas por una unidad central de control en función de las necesidades a satisfacer tales como la puesta en marcha o parada de ventilación, el ajuste de temperatura ambiente, el desempañado, el deshielo,...

Ya sea para responder lo más rápidamente a las necesidades o para hacer frente a situaciones particulares, por ejemplo detección de contaminación, es deseable desplazar las válvulas para llevarlas a la posición deseada en el tiempo más breve.

A tal efecto, los motores de los motoreductores, generalmente motores paso a paso se escogen para suministrar la potencia necesaria para accionar las válvulas a velocidad máxima en cualquier circunstancia, es decir cualesquiera que sean las fluctuaciones de la tensión de alimentación y las necesidades de par. Las necesidades de par no solamente son variables en función de la tecnología de las válvulas y de la naturaleza de su cinemática de accionamiento, sino también en función de condiciones instantáneas tales como potencia de ventilación, contra-presión ejercida sobre la válvula y que se opone al movimiento deseado, temperatura,...

Por ello, los motoreductores utilizados en las instalaciones de climatización conocidas están sobredimensionados en potencia para satisfacer las necesidades de par.

Objetos y resumen de la invención

La invención tiene como objetivo permitir la utilización de motoreductores de potencia menor que aquellos utilizados de manera habitual hoy en día, con el fin de disminuir los costes de las instalaciones de climatización, pero satisfaciendo a la vez las necesidades de par y sin penalizar de manera sensible la rapidez de ejecución de las órdenes de accionamiento.

Este objetivo se alcanza, según la invención, mediante un procedimiento de control de motor paso a paso de accionador según el cual, durante el accionamiento de la válvula, se adapta la frecuencia de pilotaje del motor paso a paso en función de la necesidad de par suministrado por el motor para desplazar la válvula.

La adaptación de la frecuencia de pilotaje puede ser realizada extrayendo permanentemente información que representa la necesidad de par suministrado por el motor para desplazar la válvula, disminuyendo, en este caso, la frecuencia de pilotaje en respuesta a un aumento detectado de la necesidad de par, y, cuando la frecuencia de pilotaje es inferior a una frecuencia máxima predeterminada, aumentando, en este caso, la frecuencia de pilotaje en respuesta a una disminución detectada de la necesidad de par.

Ventajosamente, en respuesta a una orden de accionamiento, se controla inicialmente el funcionamiento del motor paso a paso a la frecuencia máxima predeterminada.

La variación de la frecuencia de pilotaje puede ser realizada de manera casi continua en función de las fluctuaciones de la necesidad de par detectado, o por intervalos, estando controlado el paso de un intervalo a otro en respuesta al franqueo de un umbral por la necesidad de par detectado.

Modulando en este caso la frecuencia de pilotaje, y por lo tanto la velocidad del motor paso a paso en función de la necesidad de par, el procedimiento según la invención permite optimizar la utilización de la potencia disponible. Un sobre-dimensionamiento de la potencia, como la que sería necesaria para satisfacer picos de necesidad de par durante unos periodos transitorios durante la fase de desplazamiento de las válvulas, resulta inútil. Estos periodos transitorios eventuales representan raramente más de 20 % del tiempo total de accionamiento de las válvulas, de manera que la ralentización del motor durante estos periodos transitorios eventuales no afecta sensiblemente a la duración total del accionamiento.

Al reducirse la duración de accionamiento, es posible sin riesgo de calentamiento excesivo hacer funcionar el motor paso a paso en condiciones de sobrepotencia, por aplicación de una tensión de alimentación correspondiente a un modo de funcionamiento en sobrepotencia. Entonces, con fines de seguridad, se podrá controlar la parada del motor si se sobrepasa una temperatura límite de calentamiento.

La detección de la necesidad de par suministrado por el motor puede ser realizada por medida de una magnitud directamente o indirectamente representativa del par tal como la medida de tensión en una fase del motor, medida de la corriente en un arrollamiento del motor o medida de la velocidad instantánea de rotación del motor, indicando la ralentización de este último más allá de un determinado límite el franqueo de un umbral de valor de par para la frecuencia de pilotaje utilizada.

La invención también tiene como objetivo suministrar un accionador que permita la realización del procedimiento antes definido.

Este objetivo se alcanza gracias a un accionador de válvula que comprende un motor paso a paso de accionamiento de la válvula, un circuito de alimentación eléctrica del motor, una entrada de control y una unidad de control conectada a la entrada de control y al circuito de alimentación eléctrica para suministrar al motor paso a paso una tensión de alimentación a una frecuencia determinada en respuesta a una orden de accionamiento recibido en la entrada de control, accionador en el cual, según la invención:

- se prevén unos medios para suministrar a la unidad de control una información que representa la necesidad de par que debe suministrar el motor para desplazar la válvula, y

- la unidad de control comprende medios para adaptar la frecuencia de pilotaje del motor paso a paso en función de dicha información que representa la necesidad de par.

La invención tiene también por objeto una instalación de climatización de vehículo que comprende al menos un accionador.

Breve descripción de los dibujos

La invención será mejor comprendida con la lectura de la descripción ofrecida a continuación a título de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 ilustra muy esquemáticamente los componentes de una instalación de climatización de vehículo automóvil;

- la figura 2 es un esquema de un modo de realización de un accionador de válvula conforme a la invención;

- las figuras 3 y 5 ilustran procesos de gestión de velocidad motor con un accionador tal como el de la figura 2;

- las figuras 4 y 6 ilustran esquemáticamente dos modos de realización de circuito de detección de necesidad de par para un accionador tal como el de la figura 2; y

- la figura 7 ilustra gráficamente la variación en el tiempo del par suministrado por un motor paso a paso de accionador durante una fase de desplazamiento de una válvula entre dos posiciones.

Descripción detallada de modos de realización de la invención

Tal como lo muestra de manera muy esquemática la figura 1, una instalación de climatización de vehículo automóvil comprende clásicamente una pluralidad de accionadores 10 (de los cuales solamente dos se muestran en la figura) para controlar el desplazamiento de válvulas de distribución y de mezclado de aire con la finalidad de realizar funciones deseadas de ventilación, ajuste de temperatura de cabina, desempañado, deshielo,... Controladas a partir de un panel de control 12.

Los accionadores 10, así como el panel de control 12 y unas sondas de temperatura 14, están conectados a un bus de energía 16 que lleva la tensión de la batería del vehículo o una tensión derivada de esta, y a un enlace de informaciones 18.

Debido a la sofisticación de las instalaciones de climatización de vehículos automóviles, que se traduce en un número creciente de componentes en estas instalaciones, y para evitar el recurso a voluminosos haces de cables conductores, el enlace 18 está ventajosamente constituido por un bus de informaciones. El bus 18 está unido a una unidad central de control 20. Esta recibe informaciones de estado provenientes del panel de control 12, unas sondas 14 y unos accionadores 10, tales como informaciones de posición de las válvulas y transmite informaciones de control, en especial órdenes de accionamiento de válvulas por direccionamiento de los accionadores... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de control de motor paso a paso de accionador de válvula de una instalación de climatización de vehículo automóvil, caracterizado por el hecho de que, durante el accionamiento de la válvula, se adquiere permanentemente una información que representa la necesidad de par suministrado por el motor paso a paso (112) para desplazar la válvula, se disminuye, en este caso, la frecuencia de pilotaje en respuesta a un aumento detectado de la necesidad de par, y, cuando la frecuencia de pilotaje es inferior a una frecuencia máxima predeterminada, se aumenta, en este caso, la frecuencia de pilotaje en respuesta a una disminución detectada de la necesidad de par.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, en respuesta a una orden de accionamiento, se controla inicialmente el funcionamiento del motor paso a paso a la frecuencia máxima predeterminada.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que se hace variar la frecuencia de pilotaje de manera casi continua en función de las fluctuaciones de la necesidad de par detectado.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que se hace variar la frecuencia de pilotaje por intervalos, estando controlando el paso de un intervalo a otro en respuesta al franqueo de un umbral por la necesidad de par detectado.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el motor es alimentado en modo de sobrepotencia.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que se adquiere una información que representa la necesidad de par mediante detección de una magnitud representativa del par instantáneo suministrado por el motor.

7. Accionador de válvula de instalación de climatización de vehículo automóvil, que comprende un motor (112) paso a paso de accionamiento de la válvula, un circuito (104) de alimentación eléctrica del motor, una entrada de control

(102) y una unidad de control (100) conectada a la entrada de control y al circuito de alimentación eléctrica (104) para suministrar al motor (112) paso a paso una tensión de alimentación a una frecuencia determinada en respuesta a una orden de accionamiento recibido en la entrada de control (102), caracterizado por el hecho de que:

- se prevén unos medios (120) para suministrar a la unidad de control (100) una información que representa la necesidad de par que debe suministrar el motor (112) para desplazar la válvula, y

- la unidad de control (100) comprende medios para adaptar la frecuencia de pilotaje del motor paso a paso en función de dicha información que representa la necesidad de par.

8. Accionador según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que la unidad de control (100) comprende medios que actúan en respuesta a la recepción de dicha información que representa la necesidad de par, para disminuir en este caso la frecuencia de pilotaje en respuesta a un aumento detectado de la necesidad de par, y, cuando la frecuencia de pilotaje es inferior a una frecuencia máxima predeterminada, para aumentar en este caso la frecuencia de pilotaje en respuesta a una disminución detectada de la necesidad de par.

9. Instalación de climatización de vehículo automóvil, caracterizada por el hecho de que comprende al menos un accionador según cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8.