BR0100629B1 - mÉtodo de controle de um superalimentador de um motor de combustço interna. - Google Patents

Description

"MÉTODO DE CONTROLE DE UM SUPERALIMENTADOR DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA".

Antecedentes da descrição

A presente invenção relaciona-se a um superaiimentadorque constitui um soprador rotativo, para sobrealimentarum motor de combustão interna. Mais particularmente, ainvenção relaciona-se com um superaiimentador tendo umconjunto de embreagem operado por pressão de fluidoadaptado para transmitir torque a partir de uma entradapara um dos rotores do superaiimentador.

Embora a presente invenção possa ser usada vantajosamentecom superaiimentadores tendo vários tipos e configuraçõesde rotores, tais como os rotores macho e fêmeaencontrados em compressores de fuso, ela foi desenvolvidapara uso com um tipo de soprador Roots desuperaiimentador, e será descrita em conexão com o mesmo.Como é bem conhecido por aqueles experientes na técnica,o uso de um superaiimentador para aumentar ou "reforçar"a pressão de ar no coletor de admissão de um motor decombustão interna resulta em um motor tendo maiorcapacidade de produção de cavalo-força (HP) que ocorreriase o motor fosse normalmente aspirado, (isto é, se opistão extraísse ar para dentro do cilindro durante ocurso de admissão do pistão). Entretanto, osuperaiimentador convencional é mecanicamente acionadopelo motor, e portanto, representa um dreno na potênciado motor sempre quando reforço do motor não forrequerido. Por causa das razões acima e outras, é sabidopor vários anos prover algum tipo de conjunto deembreagem engatável/desengatável disposto em série entrea entrada (p. e., uma polia acionada por correia) e osrotores de sopradores.

O cessionário da presente invenção tem vendidosuperaiimentadores comercialmente incluindo taisconjuntos de embreagem que operam eletromagneticamente.Infelizmente, as características de LIGADA-DESLIGADA deembreagens eletromagnéticas produzem um torque de cargatransiente no motor. Por exemplo, à medida que aembreagem eletromagnética é engatada, o resultado seráuma "queda" na velocidade do motor que provavelmente serápercebida pelo motorista e pode ser manifestada como umaredução de velocidade indesejada do veículo.

Também é sabido prover um conjunto de embreagem operadapor pressão de fluido no qual o pacote da embreagem éforçado por mola para uma condição desengatada, e émovido no sentido de uma condição engatada em resposta amovimento axial de um membro de pistão atuado por pressãode fluido. Em outras palavras, a embreagem desuperaiimentador conhecida é do tipo "aplicada porpressão, liberada por mola". Embora um superaiimentadorcom tal arranjo de embreagem possa operar de uma maneirageralmente satisfatória, uma vez que a embreagem estáquer na condição engatada ou na desengatada, o arranjoconhecido envolve certas desvantagens durante condições"transientes", isto é, à medida que a embreagem muda dacondição desengatada para a condição engatada, ou vice-versa. Para fins de exemplo, um conjunto de embreagem desuperaiimentador conhecido do tipo aplicada por pressão,liberada por mola requer um curso de pistão razoavelmentelongo para conseguir um engate do pacote de embreagem (oupressão aplicada muito alta), requerendo portantosubstancial fluxo de fluido para realizar o movimento depistão requerido.

Embora tal requisito de alto fluxo não seja um problema,uma vez que o motor alcançou temperaturas operacionaisnormais, freqüentemente ocorre que o engate do conjuntode embreagem é requerido logo após "partida de motorfrio", enquanto o óleo do motor ainda está frio. Como umresultado, o conhecido sistema de aplicada por pressão,liberada por mola, terá tempo de engate substancialmentemais longo quando o motor está frio que quando o motorestá quente. Para fins de exemplo somente, um tempo deresposta de engate ou liberação típico, como especificadopelo fabricante do veículo, estaria na faixa de cerca de-0,10 segundo. Um tempo de resposta substancialmente maislongo resultaria na bem conhecida sensação de "atraso doturbo" onde o operador aperta o acelerador, mas entãoexiste um atraso de tempo antes do reforço do motor setornar notável, como é inerente em um tipo desuperaiimentador de sistema de reforço de motor. Poroutro lado, o tempo de resposta não deve ser tão rápido(quando engatando) e tão súbito de modo a resultar em umgrande pico de torque sendo imposto ao motor.

Uma outra desvantagem associada com a embreagem desuperaiimentador do tipo aplicada por pressão é que apressão de óleo tipicamente usada é do circuito de óleode lubrificação do motor. Como um resultado, a pressão defluido disponível para engatar a embreagem pode estarsomente na faixa de cerca de 2 0 psi, e até mesmo estapressão baixa pode não estar disponível em uma basesuficientemente consistente e previsível para se dependerpara engate da embreagem de superaiimentador,especialmente dentro do tempo de resposta especificado.

Sumário resumido da invenção

Conseqüentemente, é um objetivo da presente invençãoprover um superaiimentador e conjunto de embreagemmelhorados que superem as desvantagens descritas acima datécnica anterior.

É um objetivo mais específico da presente invenção proverum conjunto de superaiimentador e embreagem melhorado querealize o objetivo registrado acima, e que tenha um tempode resposta de engate e desengate variável e controlável,evitando assim tanto sobrecarga transiente do motorquanto atraso de tempo no engate.

É um objetivo adicional da presente invenção prover talconjunto de superaiimentador e embreagem melhorado queopere de uma maneira consistente, substancialmenteindependente de variáveis tais como temperatura de óleodo motor.

Os objetivos acima e outros da invenção são realizadospela provisão de um método melhorado para controlar umsoprador rotativo do tipo de contrafluxo ou de compressãotendo uma entrada, um alojamento definindo uma câmara desoprador, e um par de rotores de soprador dispostos nacâmara de soprador e adaptados para serem acionados pelaentrada. Uma embreagem úmida é disposta em relacionamentoacionador em série entre a entrada e os rotores desoprador. A embreagem úmida inclui meio de molapressionando a embreagem úmida no sentido de uma condiçãoengatada em uma condição desengatada, e um pistão atuadopor pressão de fluido tendo uma câmara de pressãoforçando a embreagem úmida no sentido da outra dascondições engatada e desengatada.

O método melhorado para controlar o soprador rotativo écaracterizado por prover um meio de válvula eletro-hidráulica operável para comunicar a câmara de pressãoseletivamente a uma fonte de alta pressão e uma fonte debaixa pressão. 0 método inclui gerar um sinal de comandooperável para forçar o meio de válvula eletro-hidráulicano sentido de uma posição operável para comunicar acâmara de pressão com a fonte que qualquer uma que sejade alta pressão e de baixa pressão que corresponda àcondição engatada. 0 método inclui detectar uma posiçãode acelerador (borboleta) representativa de alteração naposição de acelerador para o motor do veículo, emodificar o sinal de comando em resposta à posição doacelerador através do que uma alteração entre ascondições engatada e desengatada ocorrerá maisrapidamente para uma mudança mais rápida na posição deacelerador comandada.

Descrição resumida dos desenhos

A fig. 1 é uma ilustração esquemática de um conjunto decoletor de entrada tendo disposto nele umsuperaiimentador do tipo que pode utilizar a presenteinvenção.

A fig. 2 é uma vista em planta frontal dosuperaiimentador mostrado esquematicamente na fig. 1.

A fig. 3 é um corte transversal axial, fragmentário,ampliado tomado na linha 3-3 da fig. 2, e mostrandoprimariamente o conjunto de embreagem a ser controladopelo método da presente invenção, o conjunto de embreagemsendo mostrado em sua condição engatada.

A fig. 4 é um corte transversal axial, fragmentário,ampliado tomado na linha 4-4 da fig. 2, e mostrandoprimariamente o conjunto da válvula de controle quecompreende um aspecto do método de controle da presenteinvenção.

A fig. 5 é um diagrama de fluxo ilustrando a lógica decontrole que compreende um aspecto do método da presenteinvenção.

A fig. 6 é um gráfico de corrente versus tempo para abobina eletromagnética do conjunto de válvula de controlemostrado na fig. 4, ilustrando um aspecto do método decontrole da presente invenção.

Descrição detalhada da configuração preferidaReferindo-se agora aos desenhos, que não são pretendidosa limitar a invenção, a fig. 1 é uma ilustraçãoesquemática de um conjunto de coletor de admissão,incluindo um superalimentador soprador Roots e arranjo deválvula de desvio do tipo que é agora bem conhecido poraqueles experientes na técnica. Um motor, geralmentedesignado 10, inclui uma pluralidade de cilindros 12, eum pistão alternativo 14 disposto dentro de cadacilindro, definindo assim uma câmara de combustãoexpansível 16. 0 motor inclui conjuntos de coletores deadmissão e de exaustão 18 e 20, respectivamente, paradirecionar ar de combustão para e da câmara de combustão16, por meio de válvulas de admissão e de exaustão 22 e24, respectivamente.

0 conjunto de coletor de admissão 18 inclui um sopradorrotativo de deslocamento positivo 26 do tipo decontrafluxo ou Roots, como está ilustrado e descrito naspatentes U. S. nos 5,078,583 e 5,893,355, cedidas aocessionário da presente invenção e incorporadas aqui porreferência. 0 soprador 2 6 inclui um par de rotores 2 8 e29, cada um dos quais inclui uma pluralidade de lóbuloscombinados. Os rotores 28 e 29 estão dispostos em um parde câmaras cilíndricas transversalmente sobrepostasparalelas 2 8c e 2 9c, respectivamente. Os rotores podemser mecanicamente acionados pelo torque do virabrequim domotor transmitido aos mesmos de uma maneira conhecida,tal como por meio de uma correia acionada (não ilustradaaqui). 0 acionamento mecânico gira os rotores de sopradorem uma razão fixa, em relação ã velocidade dovirabrequim, tal que o deslocamento do soprador sejamaior que o deslocamento do motor, reforçando ousobrealimentando portanto o ar fluindo para as câmaras decombustão 16.

0 superaiimentador ou soprador 26 inclui um orifício deentrada 3 0 que recebe ar ou mistura ar-combustível de umduto ou passagem de entrada 32, e adicionalmente incluium orifício de descarga ou saída 34, direcionando o arcarregado para as válvulas de admissão 22 por meio de umduto 36. 0 duto de entrada 32 e o duto de descarga 36estão interconectados por meio de uma passagem de desvio,mostrada esquematicamente em 38. Se o motor 10 for dotipo ciclo Otto, uma válvula borboleta (acelerador) 40preferivelmente controla ar ou mistura de ar-combustívelfluindo para dentro do duto de admissão 32 a partir deuma fonte, tal como ar ambiente ou atmosférico, de umamaneira bem conhecida. Alternativamente, a válvulaborboleta 4 0 pode estar disposta a jusante dosuperaiimentador 26.

Disposta dentro da passagem de desvio 3 8 está uma válvulade desvio 42 que é movida entre uma posição aberta e umaposição fechada por meio de um conjunto atuador,geralmente designado 44. 0 conjunto atuador 44 éresponsivo à pressão de fluido de entrada 32 por meio deuma linha de vácuo 46. Portanto, o conjunto atuador 44 éoperativo para controlar a pressão de sobrealimentação noduto de descarga 3 6 como uma função da demanda depotência do motor. Quando a válvula de desvio 42 está naposição totalmente aberta, pressão de ar no duto 36 érelativamente baixa, mas quando a válvula de desvio 42está totalmente fechada, a pressão de ar no duto 3 6 érelativamente alta. Tipicamente, o conjunto atuador 44controla a posição da válvula de desvio 42 por meio deuma conexão adequada. Aqueles experientes na técnicaentenderão que a ilustração aqui da válvula de desvio 42é por meio de explanação genérica e exemplo somente, eque, dentro do escopo da invenção, várias outrasconfigurações e arranjos de desvio poderiam ser usadas,tais como um desvio modular (integral) ou um desviooperado eletronicamente, ou em alguns casos, nenhumdesvio ao todo.

Referindo-se agora primariamente às figs. 2 e 3, osoprador 26 inclui um conjunto de alojamento geralmentedesignado 48, que inclui um alojamento principal 50(mostrado somente fragmentariamente na fig. 3), quedefine as câmaras 2 8c e 2 9c. O conjunto de alojamento 4 8também inclui um alojamento de entrada 52, tambémreferido daqui por diante como um alojamento deembreagem. Disposta axialmente entre o alojamentoprincipal 50 e o alojamento de embreagem 52 está umaplaca suporte 54 através da qual se estende umaextremidade dianteira de um eixo rotor 56, sobre o qualestá montado o rotor 28.

Como é bem conhecido por aqueles experientes na técnicade superaiimentadores, uma engrenagem de sincronização 58está prensada na extremidade dianteira do eixo rotor 56,e na configuração em questão, a engrenagem desincronização 58 inclui um cubo de entrada 60.Mancalizada dentro da extremidade dianteira (extremidadeesquerda na fig. 3) do cubo de entrada 60 está uma porçãode diâmetro reduzido 62 de um eixo de entrada 64.

Disposta sobre uma extremidade dianteira do eixo deentrada 64 está uma polia de entrada 66, por meio da qualtorque é transmitido do virabrequim do motor (nãomostrado) para o eixo de entrada 64. Deve ser notado quea polia de entrada 66 está mostrada somentef ragmentariamente na fig. 3. A polia de entrada 66envolve uma porção de diâmetro reduzido 68 do alojamentode embreagem 52, e disposto radialmente entre o eixo deentrada 64 e a porção 68 está um conjunto de mancai 70.

O alojamento de embreagem 52 define um diâmetro internorelativamente menor 72, também referido daqui por diantecomo uma superfície cilíndrica 72, e um diâmetro internorelativamente maior 74, também referido daqui por diantecomo uma superfície cilíndrica 74. As superfíciescilíndricas 72 e 74 compreendem uma câmara de embreagemque daqui por diante também suportará a referência "74".

Disposto dentro da câmara de embreagem 74 está umconjunto de embreagem, geralmente designado 75, incluindoum pistão de embreagem 76, incluindo uma porção dediâmetro reduzido 78 que está em contato selado com asuperfície cilíndrica menor 72, e uma porção cilíndricamaior 80 que está em contato selado com a superfíciecilíndrica 74.

Um membro de acionamento endentado 82 está em contatoacionado com o eixo de entrada 64 por qualquer meioadequado, tal como um relacionamento de encaixe porpressão. Envolvendo o membro de acionamento 82 está umpacote de embreagem, geralmente designado 84, incluindoum conjunto de discos de embreagem endentadosinternamente 86, que estão em contato endentado com omembro de acionamento 82. Intercalado com os discos 86está um conjunto de discos de embreagem endentadosexternamente 88, que estão em contato endentado comendentamentos internos definidos por uma porçãocilíndrica 90 de um alojamento ou gaiola de embreagem 92.

A gaiola de embreagem 92 também inclui uma porçãocilíndrica relativamente menor 94 que está em umrelacionamento endentado com o cubo de entrada 60, talque possa existir um movimento axial relativo entre eles,por razões que se tornarão aparentes subseqüentemente.

Portanto, sempre quando o pacote de embreagem 84 éengatado, torque de entrada é transmitido da polia deentrada 66 pelo eixo de entrada 64 para o membro deacionamento endentado 82, e de lá pelo pacote deembreagem 84 para a gaiola de embreagem 92, e então pelaengrenagem de sincronização 58 para o eixo de rotor 56.

Disposto sobre a porção cilíndrica 94, e em umrelacionamento de encaixe por pressão em relação à mesma,está um conjunto de mancai 96, e envolvendo o conjunto demancai 96 está um membro de assento de mola 98 (tambémreferido aqui a seguir como uma placa de liberação), aperiferia externa do membro 98 estando em contato com umasuperfície de ressalto traseira 100 da porção cilíndrica80 do pistão de embreagem 76. 0 propósito dorelacionamento acima do membro de assento de mola 98 e dopistão de embreagem 76 será descrito subseqüentemente.

Assentados contra uma superfície dianteira da placasuporte 54 estão uma pluralidade (dos quais dois estãomostrados na fig. 3) de membros suporte de mola 102, cadamembro 102 sendo envolvido por uma mola de compressãohelicoidal 104, a extremidade dianteira de cada mola 104estando assentada contra o membro de assento de mola 98.

Disposta axialmente entre a porção estendendo-seradialmente do alojamento de embreagem 52 e da superfíciedianteira do pistão de embreagem 76 está uma câmara depressão anular 106. Sempre quando pressão relativamentealta for comunicada para a câmara de pressão 106, opistão de embreagem 76 é movido para trás (para a direitana fig. 3) para uma posição na qual as molas 104 sãosuficientemente comprimidas que o membro 98 seja dispostoem contato com a extremidade dianteira (extremidadeesquerda na fig. 3) de cada um dos membros suporte 102.

Portanto, os membros 102 também servem como "batentes" decurso para as molas 104 e para o membro de assento 98.

Como é usado aqui, o termo pressão "relativamente alta"será entendido a significar alta em relação à pressão dopoço (reservatório) de baixa pressão que estaria presentena câmara de pressão 106 sempre quando a câmara 106 fordrenada, isto é, for comunicada com uma região de drenode carcaça, tal como aquela envolvendo a engrenagem desincronização 58 (e a outra engrenagem de sincronização,não mostrada aqui). Entretanto, também é um aspectoimportante da invenção que a pressão "relativamente alta"usada para desengatar o pacote de embreagem 84 sejapreferivelmente uma pressão de somente cerca de 10 a 2 0psi (manômetro). Como foi mencionado nos Antecedentes dadescrição, é desejável ser capaz de operar a embreagem desuperaiimentador usando somente o óleo de lubrificação domotor, para o qual a pressão seria tipicamente cerca de20 psi no "final" de sua trajetória de fluxo, que é ondea embreagem de superaiimentador estaria disposta.

Quando o pistão 76 é movido para a direita a partir daposição mostrada na fig. 3, o membro de assento de mola98 também é movido para trás, comprimindo as molas 104,como mencionado anteriormente. Com as molas 104 um tantocomprimidas, a gaiola de embreagem 92 é movida um poucopara a direita na fig. 3, e o carregamento do pacote deembreagem 84 é aliviado suficientemente tal que nenhumtorque substancial será transmitido do eixo de entrada 64para a gaiola de embreagem 92. Em outras palavras, nenhumsubstancial torque de entrada será transmitido para aengrenagem de sincronização 58 ou para o eixo de rotor56. Preferivelmente, o descarregamento do pacote deembreagem 84 é suficiente para eliminar qualquer "arrastode embreagem", a presença do qual diminuiria um pouco obenefício de ser capaz de desembrear o superaiimentador.

Para engatar o pacote de embreagem 84, e portanto, paraacionar os rotores do superaiimentador, é necessárioreduzir a pressão de fluido na câmara de pressão 106 dapressão relativamente alta para uma pressão relativamentebaixa (que poderia ser pressão do poço ou doreservatório). Na configuração em questão, a constante damola das molas 104 foi selecionada tal que, quando apressão na câmara 106 for reduzida para a pressãorelativamente baixa, as molas 104 pressionem o membro deassento 98 para a frente (para cerca da posição mostradana fig. 3) que, por sua vez, pressiona o conjunto demancai 96 e a gaiola de embreagem 92 para a frente. Talmovimento para a frente da parede estendendo-seradialmente da gaiola de embreagem 92 comprimirá o pacotede embreagem 84 contra um lábio estendendo-se radialmente108 do membro de acionamento 82.

Controles da embreagem

Será aparente àqueles experientes na técnica que o tempode engate do conjunto da embreagem da presente invenção édeterminado indiretamente pela força líquida comprimindoo pacote de embreagem 84. A força de compressão édeterminada pela pressão de fluido na câmara de pressão106, à medida que ela diminui da pressão relativamentealta para uma pressão relativamente baixa. Em conexão como desenvolvimento da presente invenção, foi determinadoque é um importante aspecto da presente invenção sercapaz de modular a taxa de engate do pacote de embreagem84, de acordo com vários parâmetros operacionais doveículo e do motor, isto é, para reduzir a pressão nacâmara 106, até um nível desejado, e portanto engatar opacote de embreagem mais rapidamente ou mais lentamente,dependendo de várias condições predeterminadas. Porexemplo, quando o motor está operando sob uma condição de"carga parcial", é desejável alcançar um tempo mais longodo engate, considerando que quando o motor está operandosob uma condição de "plena carga", é aceitável engatar opacote de embreagem mais rapidamente.

Referindo-se agora primariamente à fig. 4, lá estáilustrado um conjunto de válvula de controle, geralmentedesignado 110, do tipo que pode ser usado para controlara pressão na câmara 106. Será entendido por aquelesexperientes na técnica, que a invenção desta aplicaçãonão está limitada a qualquer tipo ou configuraçãoparticular de válvula de controle, ou a qualquer lógicade controle específica. O que é essencial para a presenteinvenção é meramente que o conjunto de embreagem incluaalgum tipo de valvulamento de controle que seja capaz demodular a pressão na câmara 106 entre pressõesrelativamente altas e relativamente baixas para conseguirengate e desengate do pacote de embreagem 84 dentro dostempos de resposta especificados, e que o conjunto deembreagem inclua algum tipo de lógica de controle queseja capaz de conseguir o engate do pacote de embreagem84 em uma taxa controlável (modulável) representativa dealgum outro parâmetro veicular predeterminado, tal comoposição do acelerador.

Disposta em engate roscado com o alojamento de embreagem52 está uma conexão 112 (veja também a fig. 2), que estáconectada a uma fonte de pressão de fluido, tal como ofluido de lubrificação do motor, como foi descritoanteriormente. O alojamento de embreagem 52 também defineuma câmara 114 na qual está disposto o conjunto deválvula de controle 110. O alojamento 52 também defineuma passagem axial 116 comunicando-se com uma passagemtransversal 118, que está em comunicação aberta com acâmara de pressão 106.

O conjunto de válvula de controle 110, que será descritosomente resumidamente aqui a seguir, pode ser do tipogeral ilustrado e descrito na patente U. S. n° 4,947,893,cedida ao cessionário da presente invenção, e incorporadaaqui por referência. O conjunto de válvula de controle110 inclui um corpo de válvula 120 e disposto paramovimento axial nele, um carretei de válvula 122, ocarretei de válvula 122 sendo mostrado na fig. 4 em umposição centrada (ou posição "neutra"). O carretei deválvula 122 é forçado para a esquerda na fig. 4 por umamola de compressão 124, e pode ser movido para a direitana fig. 4 por meio de uma bobina eletromagnética 12 6 que,quando energizada, força um conjunto de armadura 12 8 paraa direita, movendo o carretei de válvula 122 também paraa direita. Disposta na extremidade esquerda do carreteide válvula 122 está uma câmara de realimentação depressão 12 9 que, como é ensinado na patente incorporadaacima, está em comunicação com a pressão de fluidopresente na passagem axial 116. Portanto, o carretei deválvula 122 está sempre sendo forçado para a direita nafig. 4 por qualquer que seja a pressão presente na câmarade pressão 106.

Em operação, com a bobina 126 desenergizada, a mola 124força o carretei de válvula 122 para a esquerda na fig.4, permitindo comunicação de pressão da câmara 114através do conjunto de válvula 110 para a passagem axial116, pressurizando assim a câmara 106, tal que o pistão76 se mova para a direita na fig. 3, desengatando opacote de embreagem 84, da maneira descritaanteriormente. O arranjo acima descrito através do qual abobina 126 é desenergizada para desengatar o pacote deembreagem 84 é preferido porque, em uma aplicaçãoveicular típica, o superaiimentador está desengatado poruma parte maior do ciclo de serviço total que engatado.Mais importantemente, é considerado desejável que umafalha elétrica resulte na embreagem de superaiimentadorsendo desengatada. Após a câmara 106 ser pressurizada atéuma pressão relativamente alta, aquela mesma pressãopresente na câmara de realimentação 12 9 retorna ocarretei de válvula 122 para a posição neutra mostrada nafig. 4.

Quando for desejado operar o superaiimentador, engatandoo pacote de embreagem 84, um sinal elétrico apropriado130 é transmitido para a bobina 126, movendo o carreteide válvula 122 para a direita da posição mostrada na fig.4, comunicando assim a passagem 116 (e portanto, a câmara106) através do conjunto de válvula 110 a uma região dedreno de carcaça, ilustrada geralmente como 132 nas figs.3 e 4. A pressão diminuindo na câmara 106 permite asmolas 104 pressionarem a placa de liberação 98 para aesquerda, para a posição mostrada na fig. 3, comodescrito anteriormente, engatando o pacote de embreagem84. A taxa de engate (tempo de resposta) do pacote deembreagem é determinado pela pressão na câmara 106, quepor sua vez é controlada em resposta a alterações nosinal elétrico 13 0, tal que um "engate suave" possa serconseguido quando isto for desejável, ou um engate maisrápido possa ser alcançado quando isto for necessário efor aceitável. Aqueles experientes na técnica entenderãoque na maioria das instalações de superaiimentador, é otempo de resposta de engate que é mais crítico,considerando que o tempo de resposta de desengate étipicamente menos crítico.

É um aspecto importante da presente invenção ser capaz decontrolar a taxa de engate do pacote de embreagem 84, deacordo com algum parâmetro veicular particular, tal comoposição do acelerador. Portanto, referindo-se agoraprimariamente às figs. 5 e 6, em conjunção com a fig. 4,o método para controlar o engate do superaiimentador,incluindo a lógica de controle será descrito.

Quando for desejado operar o superaiimentador, engatandoo pacote de embreagem 84, e o sinal elétrico 130 fortransmitido para a bobina 12 6, a lógica de controlemostrada na fig. 5 é iniciada prosseguindo para "Início".

A lógica então prossegue para um bloco de operação 141que lê a posição do pedal do acelerador que, como égeralmente bem conhecido por aqueles experientes natécnica, será geralmente representativa da taxa deaceleração do veículo. A lógica então prossegue para umbloco de decisão 143 no qual a posição de acelerador 141é comparada com um limite de engate predeterminado.

Tipicamente, e para fins de exemplo somente, o limiteutilizado no bloco de decisão 143 estaria em algum lugarna faixa de cerca de vinte por cento a cerca de 3 0 porcento da plena aceleração. Se a posição de acelerador 141for menor que o limite ("Não"), a lógica meramente faz umIoop de retorno, a montante do bloco de operação 141. Sea posição de acelerador 141 for maior que o limite("Sim"), a lógica então prossegue para um bloco deoperação 145.

No bloco de operação 145, o sinal de comando 130 (II), aentrada para a bobina eletromagnética 12 6, é definidoigual a um ampère (veja fig. 6) e o temporizador dalógica é iniciado. Aqueles experientes na técnicaentenderão que definir Il igual a um ampère é para finsde exemplo somente, e é feito primariamente para estarseguro que o carretei de válvula 122 não fica"pendurado", mas está deslocado o suficiente que ele podedepois disto ser movido para sua posição desejada, comoserá descrito subseqüentemente. A lógica então prosseguepara um bloco de decisão 147 que interroga o temporizadorda lógica, e desde que o tempo t não seja maior que 0,01segundo ("Não") , a lógica meramente faz um Ioop de voltapara montante do bloco de decisão 147. Quando o tempo texcedeu 0,01 segundo ("Sim"), a lógica então prosseguepara um bloco de operação 14 9 no qual um novo sinal decomando 13 0 (12) é calculado.

De acordo com um importante aspecto da invenção, e comoestá mostrado no gráfico da fig. 6, a corrente 12 écalculada para corresponder, em sua condição de estadoestável (após a qual t igual 0,1 segundo), paracorresponder à posição do pedal de acelerador, lida nobloco de operação 141. Entretanto, como pode ser visto nafig. 6, antes da corrente 12 alcançar sua condição deestado estável, existe primeiro uma deterioraçãoexponencial a partir da condição inicial (II igual umampère).

Para ilustrar um aspecto da invenção, o gráfico da fig. 6mostra cinco diferentes valores de 12, cada umcorrespondente a uma posição diferente de pedal deacelerador, a posição sendo rotulada Tl até T5, com aposição Tl representando uma posição logo acima do limitedo bloco de decisão 143, então T2 sendo uma posição algomaior do acelerador, etc., tudo acima até T5 que poderepresentar aproximadamente uma posição de plenoacelerador. Como pode também ser visto na fig.6, aposição mínima de acelerador Tl resulta no sinal 12 sendodefinido em aproximadamente 0,5 ampère, enquanto aposição mais alta de acelerador T5 resulta na corrente 12sendo definida para cerca de 0,9 ampère.

Referindo-se agora à fig. 4, quanto maior a magnitude dacorrente 12, mais para a direita será o carretei deválvula 122 movido. Como foi descrito anteriormente, omovimento do carretei de válvula 122 para a direita nafig. 4 será uma função da força exercida pela bobina 126,mais a pressão na câmara de realimentação 129, juntaopondo a força da mola pressionadora 124. À medida que ocarretei de válvula 122 é movido para a direita, apressão na câmara 106 e na passagem axial 116 serádrenada para a região de dreno de carcaça 132. Portanto,a pressão na câmara 106 e na passagem axial 116diminuirá, e existirá uma diminuição correspondente napressão na câmara de realimentação 12 9, com o resultadoque o carretei de válvula 122 tenderá a se mover de voltano sentido da posição neutra mostrada na fig. 4.Entretanto, no meio tempo, a pressão na câmara 106 senivelará a partir de uma pressão correspondente àcorrente 12 que por sua vez corresponde a uma dasposições de acelerador Tl até T5 como mostrado na fig. 6.Referindo-se novamente à lógica da fig. 5, após o blocode operação 14 9, a lógica a seguir prossegue para umbloco de decisão 151 no qual o temporizador é interrogadopara ver se o tempo t é maior que 0,4 5 segundo. Se não("Não") a lógica meramente faz um Ioop de volta paramontante do bloco de decisão 151. Tão logo o tempo t éigual a ou maior que 0,45 segundo ("Sim"), a lógicaprossegue para um bloco de operação 153 no qual um novosinal de comando elétrico 13 0 (13) é gerado meramentedefinindo 13 igual a um ampère. Transmitindo um ampèrepara a bobina 12 6, a lógica garante que a câmara depressão 106 será suficientemente drenada tal que as molas104 pressionarão o pacote de embreagem 84 para plenoengate, sem substancial força opositora a partir dopistão 76. Depois disto, a embreagem de superaiimentadoroperará em sua condição totalmente engatada, tal quenenhum escorregamento ocorra dentro do pacote deembreagem 84. Deve ser entendido por aqueles experientesna técnica que os valores de corrente particularesmostrados e descritos aqui são para fins de exemplosomente, e não para fins de limitação. Além disso, o fatoque as correntes Il e 13 ambas são definidas para umampère não é significativo para a invenção, mas aocontrário, tudo que é verdadeiramente essencial para ainvenção é que 12 seja relativamente menor, para modularo engate, e então 13 seja relativamente maior, paragarantir pleno engate do pacote de embreagem 84.

Para fins de exemplo somente, foi descoberto durante odesenvolvimento da presente invenção que para a posiçãode acelerador Tl (12 igual a 0,5 ampère), o resultado foium tempo de engate na faixa de cerca de 400 a 450milisegundos enquanto, no outro extremo, para a posiçãode acelerador T5 (12 igual a 0,9 ampère), o tempo deengate estava na faixa de cerca de 100 a 150milisegundos. Como foi descrito nos Antecedentes dainvenção, era um objetivo importante da invenção sercapaz de modular a taxa de engate (tempo de engate) daembreagem de superaiimentador em resposta parâmetrosveiculares variando, tal como posição do acelerador.

A invenção foi descrita em grandes detalhes naespecificação anterior e é acreditado que váriasalterações e modificações da invenção se tornarãoaparentes àqueles experientes na técnica a partir de umaleitura e compreensão da especificação. É pretendido quetodas tais alterações e modificações estejam incluídas nainvenção até o ponto em que elas venham dentro do escopodas reivindicações anexas.

Claims (5)

1. Método de controle de um superaiimentador de um motorde combustão interna, tal como um soprador rotativo dotipo de contrafluxo ou de compressão, tendo uma entrada(64), um alojamento (4 8) definindo uma câmara de soprador(28c, 29c), e um par de rotores de soprador (28, 29)dispostos na citada câmara de soprador (28c, 29c) eadaptados para serem acionados pela citada entrada (64),e uma embreagem úmida (75) disposta em relacionamentoacionador em série entre a citada entrada (64) e oscitados rotores de soprador (28, 29), a citada embreagemúmida incluindo meio de mola (104) pressionando a citadaembreagem úmida o sentido de uma condição engatada e umadesengatada, e um pistão atuado por pressão de fluido(76) tendo uma câmara de pressão (106) pressionando acitada embreagem úmida (75) no sentido da outra dascitada condição engatada e citada desengatada;caracterizado pelo fato de:(a) prover um meio de válvula eletro-hidráulica (110)operável para comunicar a citada câmara de pressão (106)seletivamente a uma fonte (112) de alta pressão e umafonte (132) de baixa pressão;(b) gerar um sinal de comando (13 0) operável para forçaro citado meio de válvula eletro-hidráulica (110) nosentido de uma posição operável para comunicar a citadacâmara de pressão (106) com a citada fonte de qualquerque seja a citada alta pressão (112) e a citada baixapressão (132) correspondente a citada condição engatada;(c) detectar uma posição de acelerador (141)representativa de alteração na posição de aceleradorcomandada para o motor do veículo;(d) modificar o citado sinal de comando (130) em respostaà citada posição de acelerador (141) através do que umaalteração entre a citada condição engatada e a citadadesengatada ocorrerá mais rapidamente para uma mudançamais rápida na posição de acelerador comandada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de o citado meio de mola (104) pressionar acitada embreagem úmida no sentido da citada condiçãoengatada, o citado pistão atuado por pressão de fluido(76) pressionando a citada embreagem no sentido da citadacondição desengatada, e a citada etapa de prover o citadomeio de válvula eletro-hidráulica (110) incluir prover ocitado sinal de comando (13 0) para o citado meio deválvula (110) para comunicar a citada câmara de pressão(106) com a citada fonte (132) de baixa pressão.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de a citada etapa de detectar uma posição deacelerador (141) compreender detectar uma taxa dealteração da posição de acelerador comandada, e a etapade modificar o citado sinal de comando (130) serexecutada geralmente proporcionalmente à citada taxa dealteração da citada posição de acelerador.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de o citado meio de válvula eletro-hidráulica(110) incluir uma mola (124) forçando um membro deválvula (122) a partir de sua posição neutra, normal(fig. 4) , no sentido de uma posição comunicando a citadacâmara de pressão (106) com a citada fonte (112) de altapressão, e uma bobina eletromagnética (12 6) operável,quando energizada, para forçar o citado membro de válvula(122) no sentido de uma posição comunicando a citadacâmara de pressão (106) com a citada fonte (132) de baixapressão.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de o citado meio de válvula eletro-hidráulica(110) definir uma câmara de pressão de realimentação(12 9) em comunicação com uma pressão representativa dapressão na citada câmara de pressão (106), a citadacâmara de pressão de realimentação (12 9) sendo operávelpara pressionar o citado membro de válvula (122) emoposição à força da citada mola (124) por meio do que,uma pressão decrescente na citada câmara de pressão (106)quando a citada bobina eletromagnética (126) é energizadaresultará no citado membro de válvula (122) sendo forçadono sentido da citada posição neutra.