BRPI0615299B1

BRPI0615299B1 - Método para limitar uma velocidade de um motor primário

Info

Publication number: BRPI0615299B1
Application number: BRPI0615299-6A
Authority: BR
Inventors: Anders Eriksson; Peter Templin; Lars Karlsson; Erika Jakobsson; Sixten Berglund
Original assignee: Volvo Lastvagnar Ab
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2019-03-26
Also published as: US8092342B2; BRPI0615299A2; CN101263024B; ES2387504T3; EP1928685B1; EP1928685A4; US20090221399A1; CN101263024A; WO2007030072A1; EP1928685A1

Abstract

um método para adaptaçao de uma transmissao automatizada de um veículo pesado em consideração de uma pto sensível a velocidade a presente invenção se refere a um método para adaptação de uma transmissão automatizada (20) de um veículo pesado em consideração de uma pto (power take off - derivação de força) sensível à velocidade (30, 31) o método em concordância com a presente invenção estácaracterizado pelo fato de que seleciona marchas apropriadas fundamentadas na repressão de que a pto engatada deveria permanecer abaixo de um limite de velocidade ajustado. a informação acerca do limite develocidade da .pto é utilizada pela unidade de controle de transmissão para assegurar que o motor não tracione a .pto em uma velocidade mais alta do que o limite de velocidade determinado. a velocidade de motor pode também ser limitada para reduzir a velocidade de motor para prevenir que este venha a exceder a velocidade de pto permissível.

Description

MÉTODO PARA LIMITAR UMA VELOCIDADE DE UM MOTOR

PRIMÁRIO

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO [001] A presente invenção se refere à adaptação de uma transmissão automatizada de um veiculo comercial pesado em vista do estado ativo de uma unidade de tomada de força (power take off PTO) associada que não deveria ser tracionada em uma velocidade excedendo um determinado limite especificado e seguro.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA [002] Veículos comerciais pesados, tais como caminhões e ônibus, são conhecidos por empregar transmissões mecânicas automáticas que estão fundamentadas em rotinas pré-programadas. Transmissões mecânicas automáticas do tipo de caixa de marchas de engrenagem em estágio têm se tornado crescentemente rotineiras em veículos comerciais pesados, na medida em que a tecnologia de microcomputador continua a avançar. Estes avanços fundamentados em computadores tornaram possível, com um computador de controle e um número de elementos de controle, por exemplo, servo motores, controlar precisamente a velocidade de motor, a conexão e desconexão de uma embreagem automatizada entre o motor e a caixa de marchas, e entre membros de acoplamento da caixa de marchas uns em relação aos outros, de maneira que mudanças de marchas suaves são sempre obtidas em velocidades de motor

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2/16 corretas .

[003]

A vantagem deste tipo de caixa de marchas automática, comparada com uma caixa de marchas automática tradicional construída com engrenagens planetárias e tendo um conversor de torque hidrodinâmico sobre a lateral de entrada, duplicada.

Em um primeiro aspecto, particularmente levando-se em consideração utilização em veículos pesados, sistema

AMT fundamentado em eletrônica é mais simples robusto, pode ser produzido em custo substancialmente mais baixo do que caixas de marchas automatizadas tradicionais. Em um segundo aspecto, o sistema AMT fundamentado em eletrônica possibilita ao veículo ser mais eficiente, levando se em consideração o consumo de combustível.

[004] Um dos problemas em controlar um sistema AMT, entretanto, é atribuído ao consumo de energia imposto por uma tomada de força (PTO) associada. Uma PTO pode genericamente ser classificada como uma PTO à montante ou à jusante da embreagem principal. Em geral, uma PTO que está à montante da embreagem principal pode tomar força a partir do motor do veículo independentemente do estado de engrenagem e atividade da transmissão do veículo por intermédio da embreagem principal. Em contraste, uma PTO que está localizada à jusante da embreagem principal é tipicamente utilizada somente quando o veículo está estacionário. Tipicamente,

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3/16 uma PTO à jusante frequentemente envolve colocar a caixa de marchas em ponto morto (neutro) de maneira que as rodas de veículo não estão engatadas à transmissão. Entretanto, existem casos quando uma PTO montada em transmissão à jusante utilizada enquanto o veículo está em movimentação.

[005]

PTOs são conhecidas por impor carga significativa sobre o motor do veículo. PTOs exemplificantes utilizam força de motor para acionar bombas hidráulicas que podem ser ativadas para atividades tais como aplicações de mistura (caminhões de concreto) ou para provocar movimentação de uma carroceria de caminhão, tal como no caso de caminhões basculantes e rebocadores de carroceria plana. Similarmente, PTOs podem ser utilizadas para extensores de força, tais como aqueles utilizados para espalhamento de sal ou de areia sobre estradas congeladas, ou para energizar componentes de trailer associados, tais como as unidades de refrigeração de compartimento. Enquanto que estes exemplos não sejam exaustivos, eles servem para exemplificar cargas de PTO de magnitude significativa, as quais podem apreciavelmente comprometer a força de tração disponível a partir do motor do veículo para as rodas de tração, e as quais frequentemente provocam perturbações indesejadas aos programas da transmissão automatizada influências que não levam em consideração suas intermitentes. Para propósitos de

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4/16 comparação, estas cargas de PTO significativas podem ser comparadas às cargas de motor de menos influência impostas por consumidores de energia, tais como ventiladores de refrigeração e compressores de ar condicionado. Como um exemplo do arrasto potencial que uma PTO pode impor sobre o motor do veiculo, não é incomum às PTOs realizar torque de motor da ordem de 5 Nm até 3.000 Nm. Um exemplo de uma PTO que requer uma ordem de 3.000 Nm é um caminhão de bombeiro que opera uma bomba de água, e um exemplo de uma PTO que requer uma ordem de 5 Nm corresponde a uma PTO para energizar um pequeno dispositivo de refrigeração.

[006] Também, uma PTO pode ser limitada em sua habilidade de manipular velocidades de motor excessivas. Um exemplo disto poderia ser que o de um misturador de cimento onde a PTO está limitada em 1.500 rotações por minuto (rpm). Outras PTOs conhecidas possuem limites de velocidade de rotação entre 1.300 rpm e 2.000 rpm. O perigo de exceder o limite de velocidade da PTO é o de que isto pode conduzir à falha de equipamento, o que poderia ter riscos de segurança significativos associados com a mesma, além de danificar o equipamento. De maneira a prevenir este problema de ocorrer, a velocidade de motor, enquanto a PTO está engatada, deveria permanecer abaixo de um limite correspondente. Condições de operação máximas tipicas para um motor a diesel estão em, ou em

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5/16 torno de 2.100 rpm. Em determinadas circunstâncias, entretanto, motores a diesel podem se aproximar de velocidades da ordem de 2.400 rpm. Estas circunstâncias são usualmente somente permitidas por curtos períodos de tempo, tal como durante frenagem de motor, por exemplo. Outros motores podem possuir limites de velocidade mais altos do que os de um motor a diesel e poderíam ser da ordem de 5.000 rpm. O motor referenciado pode servir como um exemplo de um motor primário mais geral do veículo, um termo que engloba qualquer gerador de força que proporciona força para a linha de tração do veículo ou outros componentes consumidores de força do veículo. Exemplos de tais motores primários são motores a diesel, motores elétricos, e sistemas de força híbridos.

[007] O documento GB2370326 se refere a uma disposição onde uma troca de marchas em uma transmissão planetária é impedida de modo a evitar o excesso de velocidade de dispositivos auxiliares. Isto é feito ao desengatar uma embreagem de bloqueio em um conversor de torque. Em uma modalidade, o excesso de velocidade é evitado apenas ao impedir uma mudança de marcha. Em uma modalidade adicional, um freio de motor é usado de maneira a evitar o excesso de velocidade.

[008] Ainda adicionalmente, foi evidenciado que pode ser difícil ajustar uma transmissão quando os limites de uma PTO associada

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6/16 estão próximos de serem excedidos. Consequentemente, um aspecto da presente invenção tem, com meta, proporcionar uma solução onde nenhuma mudança ou outra função de transmissão é feita que requer que o motor exceda a velocidade permitida pela PTO quando engatada. Tal função é particularmente importante quando é evidenciado que a drenagem de força frequentemente provoca que o veículo opere em marchas mais baixas (relações de transmissão mais altas) com velocidades de motor correspondentes mais altas, que podem danificar a PTO se não forem controladas.

SUMÁRIO DA PRESENTE INVENÇÃO [009] Em pelo menos uma modalidade, a presente invenção assume a forma de um método para limitar a velocidade de motor para abaixo de uma velocidade de operação de PTO permissível máxima. O método compreende (inclui, mas não está necessariamente limitado a) utilizar uma velocidade limitada de PTO para ajustar uma velocidade de motor permissível máxima. Antes de processar uma mudança de marcha, a unidade de controle de transmissão assegura que a velocidade de motor correspondente nunca exceda a velocidade máxima de PTO especificada. Se a PTO está desengatada, então a unidade de controle de transmissão permitirá mudança sem observação da velocidade de PTO limitada. Por consequência, a presente invenção é ativa quando existe uma PTO engatada e que a PTO

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7/16 possui um limite de velocidade.

[0010] As limitações de velocidade são inseridas na unidade de controle de transmissão ou uma outra unidade de controle incluindo, mas não limitada àquelas descritas abaixo, e armazenadas para uma determinada PTO. É contemplado que o(s) limite(s) armazenado(s) pode(m) ser mudado(s), e que a unidade de controle de transmissão detectar (ou receber informação a respeito de) quando a PTO está engatada. Alternativamente, a informação poderia ser armazenada em uma unidade de controle e comunicada para a outra unidade de controle. A unidade de controle do veículo poderia armazenar o valor do limite de velocidade de PTO, e quando uma mudança requerida é feita, uma requisição para determinação de que limite é feito pelo controlador de transmissão e o controle de veículo envia o sinal apropriado para o controlador de transmissão.

[0011] Adicionalmente, a velocidade de motor é também controlada através da unidade de controle de transmissão para assegurar que a velocidade de motor não exceda o limite de velocidade de PTO. Isto pode ser utilizado em combinação com os limites de mudança de marcha de transmissão, ou sozinho.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO ilustram, invenções [0012] Os de maneira presentemente desenhos variada, acompanhantes aspectos apresentadas.

das

Deve ser

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8/16 apreciado que as modalidades ilustradas são unicamente exemplificativas, e não servem como limitações para a proteção. Os desenhos, entretanto, fazem parte da apresentação do relatório descritivo, e, consequentemente, contribuem para e proporcionam suporte para a presente invenção. Nas Figuras:

A Figura 1 é uma ilustração esquemática de componentes do sistema de controle de transmissão mecânica automática;

A Figura 2 é um fluxograma ilustrando um método exemplificativo para ajuste de seleção de marcha de transmissão mecânica automática para prevenir que uma PTO exceda sua velocidade permissível máxima, e

A Figura 3 é um fluxograma ilustrando um outro método exemplificativo para evitar que a PTO exceda sua velocidade permissível máxima.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO [0013] A presente invenção se refere a modificação das rotinas de mudança de uma AMT quando é detectado que uma PTO sensível à (limitada em) velocidade está engatada, de maneira que se evite excesso de velocidade da PTO. Sendo assim, uma meta da presente invenção é a de controlar velocidades de motor utilizando mudança de marcha AMT e seleção de marcha para manutenção da velocidade operacional da PTO abaixo de seu limite de velocidade de operação permissível máximo.

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9/16

Mudança de marcha descreve a ação de engate/desengate dos elementos mecânicos da transmissão na transição entre diferentes relações de transmissão. Por exemplo, mudança de marcha é o processo de efetivamente movimentar as partes mecânicas da transmissão na ordem apropriada para engatar ou desengatar uma marcha ou, de outro modo, manipular a transmissão em resposta a uma determinada requisição ou instrução. Seleção de marcha é o processo de seleção da marcha desejada ou a decisão de manter o estado de marcha atual. Adicionalmente, seleção de marcha pode considerar diversos parâmetros de maneira a determinar a seleção de marcha apropriada. Em uma transmissão automatizada, o controle de transmissão é realizado por ter uma estratégia de seleção de marcha utilizada para determinar em qual marcha se deveria estar, após isso implementando uma estratégia de mudança de marcha que efetivamente executa a mudança requisitada na transmissão.

[0014] Muitos métodos podem ser utilizados para comunicar a velocidade de PTO permissivel máxima para uma unidade de controle apropriada. Em pelo menos uma modalidade exemplificativa, uma ligação de comunicação é estabelecida entre a PTO e a unidade de controle, e instruções limitando a velocidade são comunicadas através dela. O limite de velocidade de PTO pode permanecer residente na unidade de controle, e

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10/16 sobre o engate de PTO, limite que é utilizado para estabelecimento da velocidade de motor permissivel máxima que é dependente de que relação de transmissão está sendo utilizada. Outros métodos existem para transferência da informação para a unidade de controle e são considerados igualmente operáveis para a presente invenção.

[0015] A unidade de controle como descrita anteriormente pode ser uma das unidades de controle em um veículo que incorpora uma transmissão mecânica automática. Como mostrado na Figura 1, nesta modalidade exemplificativa, uma unidade de controle de transmissão 52 é utilizada de maneira a controlar parâmetros relacionados para a transmissão 20 e, opcionalmente, controlar determinadas características de motor prédeterminadas ou sobrepor excessivas requisições de acionamento para a unidade de controle de motor 50. A unidade de controle de motor 50, enquanto operando normalmente para controlar o motor 10 ou motor primário 10, pode também implementar determinadas características relacionadas à transmissão 20 ou comunicar estes requerimentos para a unidade de controle de transmissão 52. Como será prontamente compreendido pelas pessoas especializadas nestas técnicas, uma unidade de controle do veículo (não mostrada) pode ser utilizada em adição às, ou ao invés das unidades de controle de motor e transmissão 50, 52. A unidade

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11/16 de controle de transmissão 52 pode consistir de duas unidades de controle separadas, uma unidade de controle de mudança de marcha e uma unidade de controle de seleção de marcha, ou possuir programação separada para estas duas unidades de controle, em adição a outros controles. As unidades de controle têm capacidade de recepção de sinais a partir do pedal de acelerador 57 e da alavanca de marcha 55. 0 pedal de acelerador 57 e a alavanca de marcha 55 permitem ao motorista indicar uma quantidade desejada de força ou velocidade e fazer a seleção apropriada do modo de operação da transmissão mecânica automática. Enquanto exemplos específicos de unidades de controle podem ser utilizados para descrever diferentes características, a função de controle pode ser manipulada por uma ou mais das unidades de controle descritas anteriormente ou variações das mesmas. A transmissão 20, como mostrado na Figura 1, está adicionalmente conectada à alavanca de marcha 55 que, por sua vez, está conectado ao eixo de rodas de tração 80 por intermédio de uma engrenagem de diferencial 70. O eixo de rodas de tração 80 proporciona força para as rodas de tração 60 que propulsionam o veículo.

[0016] Como mostrado na Figura 1, a PTO pode ser montada em diversas localizações no trem de tração. Uma PTO (30) montada em motor está conectada diretamente ao motor 10 ou motor primário

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12/16 e está à montante da embreagem 46. Uma outra PTO 31 é mostrada conectada ao, ou próxima ao volante de direção 4 0 do motor 10, ainda à montante da embreagem 46. As PTOs 30, 31 podem operar independentemente do engate da embreagem 46. Uma PTO 32 que está montada à jusante da embreagem 46 é também mostrada na Figura 1. Esta PTO 32 é dependente do engate da embreagem 46 para receber força. Esta apresentação se refere, geralmente, à PTOs que estão localizadas à montante da embreagem 46 e, consequentemente, diretamente influenciadas pela velocidade de motor.

[0017] Em concordância com a presente invenção, a velocidade de operação permissivel máxima da PTO é utilizada para limitar velocidade de motor para assegurar que a PTO não venha a exceder seu limite de velocidade máximo. Isto é importante porque, se a PTO excede sua velocidade permissivel máxima, falha de equipamento pode ocorrer. A informação acerca da velocidade de tração permissivel para a PTO pode ser transmitida ao longo de um canal de comunicação. Como descrito anteriormente, diversos métodos estão contemplados para este tipo de comunicação e nenhum tipo de comunicação especifico é requerido pela presente invenção.

[0018] Em uma modalidade da presente invenção, a informação sobre o limite de velocidade da PTO pode ser pré-armazenada em memória associada

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13/16 com o sistema de controle de transmissão 52 ou outra(s) unidade(s) de controle. Geralmente, a unidade de controle de transmissão 52 utiliza o limite de velocidade da PTO para selecionar uma mudança de marcha apropriada, de maneira a assegurar que a PTO não exceda sua velocidade permissivel máxima. Deve ser apreciado que a velocidade de revolução de PTO pode ou não pode ser a mesma que a velocidade de revolução de motor. Se uma redução de marcha é utilizada para a PTO, a informação que deveria ser transmitida de volta para a unidade de transmissão 52 é a de velocidade de motor permissivel máxima, que leva esta redução em consideração. Assim, a informação anterior que é comunicada para a unidade de controle de transmissão 52 é a velocidade de motor apropriada determinando qualquer redução de marcha para a PTO. 0 referido anteriormente é determinado como um exemplo de compensação para os valores conhecidos de velocidade. Alternativamente, a limitação de velocidade pode estar fundamentada sobre a velocidade do ponto de união. Outros métodos de cálculo da limitação de velocidade de motor apropriada são também considerados dentro do escopo deste relatório descritivo.

[0019] Para assegurar que a unidade de controle de transmissão 52 somente utiliza o limite de velocidade de motor especificado, um sinal é enviado para a unidade de controle de transmissão

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14/16 informando à unidade de controle de transmissão que a PTO está engatada, caso contrário, nenhum limite será colocado no motor fundamentado sobre a velocidade de PTO máxima.

[0020]

Em uma outra modalidade da presente invenção, o método para selecionar uma relação de transmissão é determinado pela velocidade de operação permissivel máxima da PTO. O engate da PTO é um parâmetro também utilizado para determinar se uma tal limitação sobre a seleção de relação de transmissão deveria ser implementada.

velocidade de PTO pode variar a partir da velocidade de motor por uma relação conhecida, tal como aquela que é acionada a partir de uma ação de redução de marcha.

[0021]

Um método para limitar a velocidade de um motor primário ou motor pelo controle da seleção de marcha da transmissão mecânica automática está genericamente ilustrado na

Figura 2. Como pode ser observado, a velocidade de

PTO máxima é armazenada em uma unidade de controle {bloco 110). O controlador pode ser uma unidade de controle de transmissão 52, uma unidade de controle de motor 50, e uma unidade de controle de veículo.

A unidade de controle, após isso, detecta que uma

PTO foi engatada (bloco 115) .

Se uma mudança de marcha requerida é detectada (bloco

120) , uma determinação de que se a marcha requisitada provocará que a PTO exceda a velocidade máxima é

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15/16 feita (bloco 125) . A mudança de marcha requisitada pode ser tanto uma mudança acima ou quanto uma mudança abaixo. Se uma determinação for feita de que a velocidade máxima da PTO será excedida, então um ajuste para a seleção de marcha é feito, de maneira a manter a velocidade de PTO dentro da faixa permissivel (bloco 135) . De outra maneira, a seleção de marcha é permitida prosseguir e mudar para a marcha selecionada previamente (bloco 130) . Adicionalmente, pela limitação da velocidade de motor para aquela da velocidade de PTO máxima, é adicionalmente possível prevenir excesso de velocidade do motor 10 também.

[0022] Outro método para selecionar a marcha apropriada para prevenir que a PTO venha a exceder sua velocidade máxima está ilustrado na Figura 3. Se a velocidade máxima da PTO é conhecida e armazenada, este valor pode ser comunicado para o controlador apropriado (bloco 150).

[0023] O controlador pode ser um daqueles previamente descritos e preferivelmente é o controlador utilizado na realização da seleção de marcha. Enquanto o veículo é operado normalmente (bloco 155), uma determinação é feita se a PTO está engatada (bloco 160) . Se a PTO não está engatada, então a transmissão 20 e a seleção de marcha são permitidas de acontecer sob as rotinas de programação normais (bloco 165). Entretanto, se uma PTO está engatada, a seleção de marcha tem que

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16/16 selecionar uma marcha apropriada para prevenir que a PTO exceda sua velocidade máxima.

[0024] Embora modalidades preferidas e alternativas das presentes soluções apresentadas são mostradas e descritas aqui, tais modalidades são proporcionadas somente como exemplos. Uma pluralidade de variações, mudanças e substituições ocorrerão a aqueles versados no assunto sem se afastar dos ensinamentos da presente invenção. Assim sendo, entende-se que a patente pleiteada seja limitada apenas pelo escopo das reivindicações em anexo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para limitar uma velocidade de um motor primário (10) em um veículo pesado equipado com uma transmissão mecânica automática (20) , de maneira a evitar excesso de velocidade de uma unidade de tomada de força (PTO) associada (30), o método sendo caracterizado por:

comunicar uma velocidade máxima permissível de PTO para uma unidade de controle de transmissão mecânica automática (52);

verificar se o dispositivo PTO (30) está engatado, e

- se o dispositivo PTO estiver engatado, ajustar a operação de uma transmissão mecânica automática (20) para selecionar uma relação de transmissão, onde a relação de transmissão selecionada previne que uma unidade de tomada de força presentemente engatada (30, 31) exceda o limite de velocidade de operação permissível máxima da unidade, e onde o ajuste de operação da transmissão mecânica automática (20) é um aumento ou uma redução de marcha.

2/2

2. Método para limitar uma velocidade de um motor primário (10) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por armazenar a velocidade de operação permissível máxima em uma unidade de controle.

3. Método para limitar uma velocidade de um motor primário (10) , de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela unidade de controle ser uma unidade de controle de transmissão (52), uma unidade de controle de motor (50), e uma unidade de controle de veículo.

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4 . Método para limitar uma velocidade de um motor primário (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por transmitir a

velocidade de operação permissível máxima armazenada para uma unidade de controle responsável pela seleção de marcha.

5. Método para limitar uma velocidade de um motor primário (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela unidade de

controle responsável pela seleção de marcha ser uma unidade de controle de transmissão (52).

6. Método para limitar uma velocidade de um motor primário (10), de acordo com a

reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de transmissão (52) compreende uma unidade de seleção de marcha e uma unidade de mudança de marcha.