Método y dispositivo para la estimación predictiva del desgaste de la junta de acoplamiento entre un ventilador de circuito de enfriamiento y un sistema de motor en un vehículo.

Método para la estimación predictiva del desgaste de una junta de acoplamiento entre un ventilador de circuito deenfriamiento y un sistema de motor en un vehículo,

que comprende las etapas de:

- evaluar la diferencia entre un valor de velocidad de motor medido (61) y un valor de velocidad de ventiladormedido (62);

- usar la diferencia con el fin de encontrar en una tabla almacenada (65), un valor de incremento del desgasteinstantáneo de dicha junta de acoplamiento;

- integrar dicho valor de incremento del desgaste instantáneo añadiendo este a unos valores previoscomenzando a partir de un primer uso de dicha junta de acoplamiento, y obtener un valor integrado (66);

- comparar (67) dicho valor integrado con un valor tabulado (68), lo que proporciona un valor de desgasteesperado, o desgaste tolerable, como una función de los kilómetros globales cubiertos por el vehículo;

- proporcionar, dicha estimación predictiva, una indicación positiva de un uso instantáneo correcto de la juntade acoplamiento, si dicho valor integrado es más bajo que dicho valor de desgaste esperado, proporcionar encaso contrario una indicación negativa de un desgaste instantáneo excesivo de la junta de acoplamiento.

Método y dispositivo para la estimación predictiva del desgaste de la junta de acoplamiento entre un ventilador de circuito de enfriamiento y un sistema de motor en un vehículo 5

Campo de aplicación de la invención [0001] La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para la estimación predictiva del desgaste de la junta de acoplamiento entre un ventilador de circuito de enfriamiento y un sistema de motor en un vehículo.

Un método para estimar un desgaste excesivo de un embrague se conoce en el documento FR 2 593 287.

Descripción de la técnica anterior

Los sistemas de propulsión que usan motores térmicos están equipados habitualmente con un circuito de enfriamiento de fluido, con diferentes niveles de complejidad, que usa un ventilador.

Existen diversos sistemas de vehículo que pueden requerir la activación del ventilador: por ejemplo, además del sistema de circulación del fluido de enfriamiento de motor, que puede incluir diversos elementos adicionales tales como el circuito de turbocompresor y sus etapas de inter-refrigeración respectivas, también los sistemas de deceleración del tipo disipativo, tal como por ejemplo deceleradores hidráulicos, que se conocen como “retardador”, la unidad de acondicionamiento de aire, las tomas de potencia, y otros.

Habitualmente, hay un único ventilador colocado entre el motor y los núcleos de radiador, tal como el

condensador del circuito de acondicionamiento de aire, el intercambiador de calor de inter-refrigeración (“enfriador de salida”) del circuito de turbocompresor, y el radiador de enfriamiento de motor.

Existen diversas condiciones de desplazamiento en las que la velocidad de rotación de ventilador sería demasiado alta, si el ventilador fuera capaz de rotar solo a la velocidad máxima, teniendo un acoplamiento fijo con el eje de transmisión. Esto daría lugar a un enfriamiento excesivo de los fluidos en circulación: por ejemplo, un enfriamiento excesivo del aceite de motor aumentaría su viscosidad, lo que aumenta su rozamiento y el consumo de combustible.

Además, el ventilador de enfriamiento absorbe un porcentaje destacable de la potencia entregada por el

motor, deteniendo de este modo el mismo, o disminuyendo su velocidad de rotación en unas condiciones operativas particulares, hace posible ahorrar una gran cantidad de energía. Por lo tanto, en la técnica se conoce hacer que el ventilador rote a diferentes velocidades discretas, de acuerdo con las diferentes condiciones detectadas por unos circuitos de control especialmente provistos. Con el fin de accionar el control de velocidad, el ventilador se activa habitualmente mediante una conexión con el eje de transmisión, por medio de unos dispositivos apropiados que, por ejemplo, son adecuados para controlar la variación de velocidad, en lugar de usar una conexión directa con el eje de transmisión.

Dispositivos tales como la junta viscoestática, o el acoplamiento electromagnético, que generan un acoplamiento por rozamiento entre el ventilador y el motor, se conocen en la técnica y, de acuerdo con las 45 condiciones vehiculares, estos pueden variar la relación de transmisión entre el eje de transmisión y el ventilador, de acuerdo con unos niveles de relación respectivamente continuo y discreto. Tales niveles diferentes determinan una absorción de potencia diferente y, por lo tanto, unos niveles de consumo de combustible diferentes. Tales dispositivos de acoplamiento, si estos se activan de acuerdo con unas lógicas de discretización que pueden generar calor por rozamiento, están sometidos a un desgaste que puede provocar su fallo o su daño, después de eso estos dejan de funcionar y es necesaria su sustitución. Esta situación es muy peligrosa, debido a que la misma puede dar lugar al fallo del ventilador de enfriamiento y, por lo tanto, al sobrecalentamiento del sistema de propulsión.

Por lo tanto, existe la necesidad de unos métodos de estimación que permitan sustituir el dispositivo de acoplamiento con la suficiente antelación antes de que tenga lugar un fallo, y / o minimizar el desgaste que afecte a 55 los dispositivos de acoplamiento durante la vida del vehículo y de su sistema propulsivo.

Sumario de la invención [0010] Por lo tanto, el fin de la presente invención es superar la totalidad de los inconvenientes que se han mencionado en lo que antecede y proporcionar un método y un dispositivo para una estimación predictiva del desgaste de una junta de acoplamiento entre un ventilador de circuito de enfriamiento y un sistema de motor, capaz de determinar de antemano la necesidad del componente que ha de sustituirse y evitar el fallo del propio componente, y minimizar el desgaste que afecta a la junta de acoplamiento.

El objeto de la presente invención, de acuerdo con la reivindicación 1, es un método para la estimación predictiva del desgaste de una junta de acoplamiento entre un ventilador de circuito de enfriamiento y un sistema de motor en un vehículo, que comprende las etapas de: evaluar la diferencia entre un valor de velocidad de motor medido y un valor de velocidad de ventilador medido; usar la diferencia para encontrar, en una tabla almacenada, un valor de incremento de desgaste instantáneo del material de dicha junta de acoplamiento; integrar dicho valor de incremento de desgaste instantáneo mediante la adición de este a unos valores previos, comenzando a partir de un primer uso de dicha junta de acoplamiento y obtener un valor integrado; comparar dicho valor integrado con un valor tabulado, lo que proporciona un valor de desgaste esperado, o desgaste tolerable, como una función de las distancias globales cubiertas por el vehículo; si dicho valor integrado es más bajo que dicho valor de desgaste esperado, dicha estimación predictiva proporciona una indicación positiva del uso instantáneo correcto de la junta de acoplamiento, en caso contrario esta proporciona una indicación negativa de un desgaste instantáneo excesivo de la junta de acoplamiento.

Asimismo, el objeto de la presente invención es, de acuerdo con la reivindicación 3, un método para controlar la velocidad de rotación de un ventilador del circuito de enfriamiento de motor, estando acoplado dicho ventilador con dicha unidad de motor por medio de un acoplamiento de junta electromagnética, realizándose dicho control

mediante la elección de una variación de velocidad del tipo continuo o del discreto, que se elige de acuerdo con un método para la estimación predictiva del desgaste según la reivindicación 1, determinando dicha indicación positiva de un uso instantáneo correcto del acoplamiento de junta electromagnética la elección de la variación de velocidad del tipo continuo, mientras que dicha indicación negativa de un desgaste instantáneo excesivo del dispositivo de acoplamiento determina la elección para una variación de velocidad del tipo discreto.

El objeto de la presente invención es, en particular, un método y un dispositivo para la estimación predictiva del desgaste de una junta de acoplamiento entre un ventilador de circuito de enfriamiento y un sistema de motor en un vehículo, tal como se describe más completamente en las reivindicaciones, que son una parte integral de la presente descripción.

Breve descripción de las figuras [0014] Fines y ventajas adicionales de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de una realización preferida (y realizaciones alternativas respectivas) y los dibujos que se adjuntan al presente documento, que son meramente ilustrativos y no limitativos, en los que:

la figura 1 muestra un diagrama de bloques de una realización del método para la estimación predictiva del desgaste de acuerdo con la presente invención; la figura 2 muestra un diagrama de bloques de una realización del método de control de la velocidad de rotación de ventilador que aprovecha la estimación predictiva del desgaste de acuerdo con la presente invención; las figuras 4, 3, 5 muestran unos diagramas de bloques de realizaciones de los bloques INT, ENG, CLI del método de la figura 2.

En los dibujos, los mismos números y letras de referencia se usan para identificar los mismos elementos o componentes.

Descripción detallada de realizaciones preferidas de la invención 45 [0016] El método se describe en lo sucesivo con referencia a los diagramas de bloques funcionales de las figuras adjuntas, en los que cada bloque se corresponde con las funciones lógicas realizadas por el aparato que realiza las mismas.

Diferentes sistemas del vehículo pueden requerir la activación del ventilador, debido a que estos generan un calor que se transfiere por los sistemas... [Seguir leyendo]

1. Método para la estimación predictiva del desgaste de una junta de acoplamiento entre un ventilador de circuito de enfriamiento y un sistema de motor en un vehículo, que comprende las etapas de: 5

- evaluar la diferencia entre un valor de velocidad de motor medido (61) y un valor de velocidad de ventilador medido (62) ;

-usar la diferencia con el fin de encontrar en una tabla almacenada (65) , un valor de incremento del desgaste instantáneo de dicha junta de acoplamiento;

- integrar dicho valor de incremento del desgaste instantáneo añadiendo este a unos valores previos comenzando a partir de un primer uso de dicha junta de acoplamiento, y obtener un valor integrado (66) ;

- comparar (67) dicho valor integrado con un valor tabulado (68) , lo que proporciona un valor de desgaste esperado, o desgaste tolerable, como una función de los kilómetros globales cubiertos por el vehículo;

- proporcionar, dicha estimación predictiva, una indicación positiva de un uso instantáneo correcto de la junta

de acoplamiento, si dicho valor integrado es más bajo que dicho valor de desgaste esperado, proporcionar en caso contrario una indicación negativa de un desgaste instantáneo excesivo de la junta de acoplamiento.

2. Método de control según la reivindicación 1, que además comprende una etapa de comparación (69) de un valor de temperatura medido (64) de dicho acoplamiento electromagnético con respecto a un valor de temperatura umbral;

- proporcionar, dicha estimación predictiva, una indicación positiva de un uso instantáneo correcto de la junta de acoplamiento, si dicho valor de temperatura medido es más bajo que el valor de temperatura umbral, proporcionar en caso contrario una indicación negativa de un desgaste instantáneo excesivo de la junta de acoplamiento.

3. Método para controlar la velocidad de rotación de un ventilador del circuito de enfriamiento de motor, estando acoplado dicho ventilador con dicha unidad de motor por medio de un acoplamiento de junta electromagnética, realizándose dicho control mediante la elección de una variación de velocidad del tipo continuo o del discreto, que se elige de acuerdo con un método para la estimación predictiva del desgaste según la reivindicación 1 o 2, determinando dicha indicación positiva de un uso instantáneo correcto de la junta de acoplamiento la elección de la variación de velocidad del tipo continuo, mientras que dicha indicación negativa de un desgaste instantáneo excesivo del dispositivo de acoplamiento determina la elección para una variación de velocidad del tipo discreto.

4. Método de control según la reivindicación 3, que además comprende una etapa de evaluación del uso del

vehículo, adecuada para proporcionar una indicación de uso “en autopistas” o no, determinando la indicación de un uso en autopistas la elección de la variación de velocidad del tipo continuo, en caso contrario de la variación de velocidad del tipo discreto.

5. Método de control según la reivindicación 3 o 4, en el que dicha variación de velocidad del tipo continuo se determina por medio de las etapas de:

- evaluar la contribución a la velocidad de rotación de ventilador que se deriva de la presencia de un retardador en la unidad de motor, de acuerdo con la diferencia entre un valor de temperatura de referencia (2) del fluido del sistema de enfriamiento de motor y una temperatura actual medida (3) del fluido en el sistema de

enfriamiento de motor, y de acuerdo con un valor de porcentaje (4) del par de frenado requerido por el retardador;

- evaluar la contribución a la velocidad de rotación de ventilador que se deriva del sistema de motor, de acuerdo con la diferencia entre un valor de temperatura de referencia (2) del fluido del sistema de enfriamiento de motor y una temperatura actual medida (3) del fluido en el sistema de enfriamiento de motor, y de acuerdo con un valor medido (5) de la velocidad actual del ventilador; - obtener dicha variación de velocidad del tipo continuo mediante la adición de las contribuciones dadas por dicho retardador y sistema de motor.

6. Método de control según la reivindicación 5, que además comprende una etapa de: 55

- evaluar la contribución a la velocidad de rotación de ventilador que se deriva de una unidad de acondicionamiento de aire, de acuerdo con la diferencia entre un valor de presión de referencia del gas del sistema de enfriamiento de acondicionamiento de aire (6) , y un valor actual medido (7) de la presión de gas, y de acuerdo con una velocidad actual del ventilador; - obtener dicha variación de velocidad del tipo continuo a partir del valor más alto entre dicha suma de las contribuciones dadas por dicho retardador y sistema de motor, y derivándose dicha contribución de la unidad de acondicionamiento de aire.

7. Aparato para la estimación predictiva del desgaste de una junta de acoplamiento entre un ventilador de circuito de 65 enfriamiento y una unidad de motor en un vehículo, que comprende una unidad de control electrónico que comprende unos medios para realizar las etapas del método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y una interfaz para convertir los datos de salida de dicha unidad de control electrónico en una señal de control para un dispositivo de acoplamiento entre dicho ventilador de circuito de enfriamiento y dicho motor de vehículo.

8. Aparato para controlar la velocidad de rotación de un ventilador de circuito de enfriamiento de motor, que comprende una unidad de control electrónico que comprende unos medios para realizar las etapas del método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y una interfaz para convertir los datos de salida de dicha unidad de control electrónico en una señal de control para un dispositivo de acoplamiento entre dicho ventilador de circuito de enfriamiento y dicho motor de vehículo.

9. Programa informático que comprende unos medios de código de programa adecuados para realizar las etapas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, cuando tal programa se ejecuta en un ordenador.

10. Medios legibles por ordenador que comprenden un programa grabado, comprendiendo dichos medios legibles

por ordenador unos medios de código de programa adecuados para realizar las etapas de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.