BRPI0621458A2

BRPI0621458A2 - um método e um dispositivo para controle de uma embreagem de disco

Info

Publication number: BRPI0621458A2
Application number: BRPI0621458-4A
Authority: BR
Inventors: Svante Karlsson; Erik Lauri
Original assignee: Volvo Lastvagnar Ab
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2011-12-13
Also published as: EP1994299B1; JP5102786B2; CN101395399B; US20100004836A1; CN101395399A; BRPI0621458B1; ES2385723T3; EP1994299A1; US8321107B2; EP1994299A4; WO2007100278A1; JP2009528498A

Abstract

UM MéTODO E UM DISPOSITIVO PAflA CONTROLE DE UMA EMBREAGEM DE DISCO. A presente invenção se refere a um método e a uma unidade de controle (45) para controle da posição de uma embreagem de disco automática (3) em um veículo, embreagem de disco (3) que é disposta para transmitir força motriz a partir de um motor de combustão interna (1) para um eixo de entrada (7) de uma caixa de marchas em estágio (9) no veículo, referida unidade de controle (45) sendo disposta para posicionar referida embreagem em uma primeira posição (POS~RF~) preparando o veículo para partir, com a caixa de marchas possuindo uma marcha de partida engatada, e onde a embreagem em referida primeira posição (POS~RF~) transmite um torque menor. Em concordância com a presente invenção, referida unidade de controle (45) é adicionalmente disposta para posicionar referida embreagem em uma segunda posição mais desengatada (Pos~2~) comparada com referida primeira posição (POS~RF~), se um motorista do veículo não fizer demanda de torque de partida por ativação de um controle de acelerador (49) dentro de um tempo pré-determinado.

Description

"UM MÉTODO E UM DISPOSITIVO PARA CONTROLE DE UMA EMBREAGEM DE DISCO"

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um método de controle de uma embreagem de disco automática em concordância com o preâmbulo da reivindicação de patente independente 1 posteriormente, a embreagem de disco sendo disposta em um veículo a motor de maneira a transmitir força motriz a partir de um motor de combustão interna para uma caixa de marchas.

A presente invenção também se refere a uma unidade de controle para controle de uma embreagem de disco automática em concordância com o preâmbulo da reivindicação de patente independente 5 posteriormente.

A presente invenção também se refere a um programa de computador para realização de referido método.

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO

Transmissões mecânicas automáticas [Automatic

Mechanical Transmission - (AWT:s)] têm se tornado mais e mais comuns em veículos mais pesados com o crescente desenvolvimento de sistemas de microprocessador, tornando isto possível, com um computador de controle e um número de dispositivos de controle, tais como servo motores, por exemplo, para regulagem precisamente da velocidade de motor, engate e desengate de uma embreagem de disco automática entre motor e caixa de marchas, e membros de embreagem de caixa de marchas relativamente uns para os outros, de maneira que mudanças de marcha suavizadas são sempre conseguidas na velocidade de motor correta. A vantagem com este tipo de caixa de marchas automática comparada com uma caixa de marchas automática convencional construída de trens de engrenagem planetárias e possuindo um conversor de torque hidrodinâmico sobre a lateral de entrada reside parcialmente no fato de que a mesma é mais simples e mais robusta e pode ser manufaturado em custos substancialmente mais baixos do que a caixa de marchas automática convencional, especialmente quando utilizada em veículos pesados, e parcialmente no fato de que ela oferece maior eficiência, o que significa escopo para consumo de combustível reduzido.

Uma caixa de marchas do tipo AMT usualmente compreende um eixo de entrada, um eixo intermediário, que possui pelo menos um entrosamento (uma malha) de engrenagem denteada com uma engrenagem denteada sobre o eixo de entrada, e eixo principal com engrenagens denteadas, entrosamento que possui engrenagens denteadas sobre o eixo intermediário. O eixo principal é então adicionalmente conectado para um eixo de saída acoplado para as rodas de tração por intermédio de um eixo de propulsão, por exemplo. Cada par de engrenagens denteadas possui uma diferente relação de marchas a partir de um outro par de engrenagens na caixa de marchas. Diferentes relações de transmissão são obtidas naqueles diferentes pares de engrenagens que transmitem o torque a partir do motor para as rodas de tração.

O desenvolvimento de tecnologia de computador tem também tido um impacto sobre controle eletrônico e sistemas de re-alimentação (feedback) para um motor de veículo, e estes sistemas têm se tornado mais precisos, mais rápidos e mais adaptáveis para condições prevalecentes de motor e ambientais. A integridade de processo de combustão pode ser precisamente controlada em concordância com qualquer situação de operação. A alavanca de acelerador do veiculo (um pedal de acelerador, por exemplo), que primordialmente controla o suprimento de combustível para o motor, controla o motor do veículo por intermédio de cabeamento elétrico e sinais eletrônicos. A alavanca de acelerador é, conseqüentemente, equipada com sensores para detecção da posição da alavanca de acelerador, o que significa dizer que abertura de acelerador é requerida.

No processo de partida (iniciação) ou manobra do veículo uma embreagem de disco automática como descrita anteriormente é incluída na AMT e é usualmente controlada por intermédio de informação sobre a posição da alavanca de acelerador, a velocidade rotacional do motor, o torque de saída de motor, a posição da embreagem de disco e a partir de uma posição de referência da embreagem de disco, que é selecionada sobre o fundamento de quando a embreagem de disco imediatamente começa a transmitir torque (posição de tração), esta posição sendo relativamente fácil de determinar. Um torque tipicamente transmitido na posição de referência pode ser na ordem de 30 Mm. O torque de saída de motor é na maior parte calculado a partir da quantidade de combustível injetado para o motor. Na seqüência de partida e manobra do veículo é tipicamente iniciada a partir de um estado estacionário ou de um estado virtualmente estacionário, e o motor começa a seqüência em velocidade sem carga de motor. A posição da embreagem de disco e, portanto, o grau de engate, que determina o torque transmitido a partir do motor para a caixa de marchas, primeiramente depende de onde o motorista posiciona a alavanca de acelerador. A posição de referência da embreagem de disco é utilizada para determinar ao motorista do veiculo controle mais preciso da partida de veiculo em que a embreagem de disco assume a posição de referência imediatamente em uma marcha de partida sendo selecionada e engatada. 0 veiculo é preparado para partida imediata. Por conseqüência, em muitas situações, a experiência do motorista é somente um pequeno ponto plano, se algum, quando o pedal de acelerador é pressionado. O motorista, conseqüentemente, obtém uma resposta teoricamente direta e o veiculo, em princípio, dá partida para se movimentar tão prontamente quanto possível na medida em que o pedal de acelerador começa a ser pressionado.

A Figura Ia mostra a correlação fundamental entre a posição do pedal de acelerador e o torque transmitido para o eixo de entrada da caixa de marchas em concordância com o estado da técnica. Quando o pedal de acelerador é completamente liberado e uma marcha de partida é selecionada a embreagem de disco assume a posição de referência e um determinado torque é, conseqüentemente, transmitido para o eixo de entrada da caixa de marchas. Quanto mais o motorista preciona o pedal de acelerador, tanto mais torque é transmitido para a caixa de marchas e uma aceleração do veículo é obtida. A Figura Ib correspondentemente mostra fundamentalmente como, em concordância com o estado da técnica, a posição da embreagem de disco depende da posição do pedal de acelerador. Com o pedal de acelerador liberado, a posição de referência (Posrf) é assumida, e a partir da posição de referência (Posrf) o desengate diminui quanto mais o pedal de acelerador é pressionado, o que determina o aumento de transmissão de torque em concordância com a Figura la. A posição máxima na Figura Ib simboliza a embreagem na posição completamente engatada.

O pedido de patente internacional número WO 2004/005744 mostra uma disposição onde um sistema de controle de embreagem pode também selecionar uma posição mais desengatada em abertura de acelerador zero, se o sistema de controle não recebe sinais indicando que o motorista intenciona dar partida (partida de veículo) ao veículo, por exemplo, se o sistema de controle detecta que o motorista está mantendo o pedal de freio de veículo pressionado.

Em concordância com o estado da técnica quando uma marcha de partida foi engatada e a embreagem é posicionada em referida posição de referência, o veículo está pronto para responder imediatamente quando o motorista do veículo pressiona o pedal de acelerador. Se o motorista não pressiona o pedal de acelerador e nem toca o pedal de freio, a embreagem somente continua a ser posicionada em referida posição de referência, e, por conseqüência, um pequeno torque está sendo transmitido para a caixa de marchas se o veículo permanece parado. Isto significa que combustível é consumido para meramente aquecer e desgastar a embreagem.

Existe conseqüentemente uma necessidade, em um veículo equipado com uma embreagem de disco automatizada, para diminuir perdas de fricção e desgaste de embreagem. Este é o objetivo primordial da presente invenção descrito posteriormente.

RESUMO DA PRESENTE INVENÇÃO

Os meios de conseguir o objetivo da presente invenção levando-se em consideração o método em concordância da presente invenção são descritos na reivindicação de patente independente 1 posteriormente e o dispositivo na reivindicação de patente independente 5 posteriormente. As outras reivindicações de patente dependentes posteriormente descrevem concretizações preferidas e desenvolvimentos adicionais do método em concordância com a presente invenção (2 até 4 e 6 até 8).

O método em concordância com a presente invenção descreve um método para controle da posição de uma embreagem de disco automática, método no qual a função primordial da embreagem de disco é a de transmitir força motriz a partir de iam motor de combustão interna disposto em um veiculo para um eixo de entrada de uma caixa de marchas em estágio disposta no veículo. O método é empregado quando a caixa de marchas possui uma marcha de partida engatada e a embreagem é posicionada em uma primeira posição (Posrf) , que prepara o veículo para partir, e onde em referida primeira posição (Posrf) a embreagem transmite um torque menor. 0 método é caracterizado pelo fato de que se um motorista do veículo não fizer demanda de torque de partida de veículo por ativação de um controle de acelerador dentro de um tempo pré-determinado, referida embreagem irá ser posicionada em uma segunda posição mais desengatada (Pos2) comparada com referida primeira posição (POSRF).

A vantagem do método em concordância com a presente invenção é a de que combustível irá ser economizado e desgaste da embreagem irá ser diminuído. As mesmas vantagens são conseguidas com a presente invenção em concordância com a reivindicação de patente de dispositivo.

Em concordância com uma segunda concretização vantajosa do método em concordância com a presente invenção, referida embreagem é posicionada em referida segunda posição (Pos2) quando sensoriando depressão do pedal de freio se um pedal de freio no veículo é pressionado antes que referido tempo pré-determinado tenha passado. A vantagem disto é a de que ainda mais combustível pode ser economizado e desgaste da embreagem pode ser diminuído. O motorista indica que não irá existir qualquer partida de veículo quando o motorista pressiona o pedal de freio, e por conseqüência, o veículo não necessita ser preparado para imediata partida de veículo.

Concretizações vantajosas adicionais da presente invenção são estabelecidas nas reivindicações dependentes reivindicações de patente dependentes subseqüentemente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção irá ser descrita em maiores detalhes posteriormente, de uma maneira não limitante, com referência para as Figuras dos Desenhos diagramáticos acompanhantes, que por intermédio de exemplo mostram concretizações adicionais preferidas da presente invenção e do estado da técnica. Nos Desenhos:

A Figura 1a e a Figura 1b mostram a correlação fundamental entre torque transmitido e posição de alavanca (pedal) de acelerador, e entre posição de embreagem e posição de pedal de acelerador em concordância com o estado da técnica;

A Figura 2 mostra um diagrama esquemático de uma concretização de um dispositivo para controle de uma embreagem de disco automática em concordância com a presente invenção, a embreagem de disco sendo disposta entre um motor e uma caixa de marchas em estágio automática;

A Figura 3 mostra a correlação fundamental entre torque transmitido e posição de embreagem em concordância com uma concretização da presente invenção; e

A Figura 4 mostra diagramaticamente um dispositivo de computador que é utilizado em concordância com uma concretização da presente invenção.

As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada para as concretizações nelas representadas.

DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS DA PRESENTE INVENÇÃO

Na Figura 2, o numerai de referência (1) simboliza um motor de combustão interna de seis cilindros, por exemplo, um motor a diesel, o eixo de comando (2) do qual é acoplado para uma embreagem seca de disco único genericamente simbolizada pelo numerai de referência (3), que é embutida em uma cobertura de embreagem (4) . Dependendo da magnitude do torque máximo a ser transmitido pela embreagem (3), a embreagem (3) pode possuir mais do que um disco e placa de pressão (12). 0 eixo de comando (2) é rotativamente fixado para o alojamento de embreagem (5) da embreagem (3), enquanto o disco (6) da mesma é rotativamente fixado para um eixo de entrada (7), que é rotativamente suportado em um alojamento de caixa de marchas (8) de uma caixa de marchas genericamente simbolizada pelo numerai de referência (9). Um eixo principal (10) e um eixo intermediário (11) são também rotativamente suportados no alojamento (8).

Dispositivos servo (não mostrados) na caixa de marchas, que engatam e desengatam as diferentes marchas na caixa de marchas (9), são controlados por uma unidade de controle eletrônica (45) como uma função de sinais de entrada de unidade de controle representando vários dados de motor e de veículo. Entre outras coisas, a unidade de controle (45) compreende um microcomputador com unidades de memória. Na concretização mostrada, a alavanca de acelerador (48) é um pedal de acelerador, mas a mesma pode também conceptivelmente ser de alguma forma de acelerador manualmente controlado, por exemplo, um acelerador sobre a roda de direção. A posição da alavanca de acelerador é obtida a partir de um sensor de ângulo (49), que é coordenado com o braço de pedal (51) da alavanca de acelerador (48) montada articuladamente sobre um eixo (50). Quando o seletor de marchas (46) está na posição de mudança de marcha manual mudança é desempenhada no comando do motorista por intermédio do seletor de marchas (46). A unidade de controle (45), por intermédio de uma unidade de controle de motor (15), pode também controlar a injeção de combustível, o que significa dizer o torque de motor ou velocidade de motor, como uma função da posição da alavanca de acelerador (48) e a admissão de ar para um dispositivo de pistão-cilindro pneumático (47), que controla a embreagem (3). A posição da embreagem automatica (3) e obtida por um sensor de posição (17).

O grau de engate da embreagem de disco (3) pode ser dividido em diversos diferentes níveis ou posições. A posição de tração é a posição da embreagem (3) quando a mesma está transmitindo justamente força motriz suficiente a partir do motor (1) para a caixa de marchas (9) que o veículo pode exatamente dar partida para se movimentar para frente a partir do estado estacionário. Um método conhecido de identificação da posição de tração é mostrado, por exemplo, na patente sueca número SE 9903117-1. Um valor típico para a posição de tração é uma posição de embreagem que transmite aproximadamente 30 Nm.

A concretização em concordância com a Figura 2 é adicionalmente equipada com um sistema de freio de serviço para retardar o veículo de uma maneira conhecida. O sistema de freio de serviço compreende uma unidade de controle de freio (não mostrada) para controle de acionadores de freio (não mostrados) e um pedal de freio (60) para geração de sinais de entrada para referida unidade de controle de freio e também referida unidade de controle (45), por conseqüência, proporcionando a unidade de controle de freio e a unidade de controle (45) com informação acerca de demandas de retardamento do motorista.

Na partida de uma seqüência de partida, por exemplo, a seleção e engate de uma marcha de partida tanto pelo motorista ou quanto pelo sistema de controle automático e liberação de pedal de freio (60), a unidade de controle (45) imediatamente controla a embreagem a partir de uma posição de desengate para uma posição de tração para deixar o veículo pronto para dar partida. Quando a embreagem é posicionada em referida posição de tração e o veículo permanece parado ou próximo de permanecer parado, isto pode ser definido como o modo de iniciação do veículo. Na Figura 3, a posição de desengate é representada por (Pos1) e a posição de tração, daqui por diante definida como a posição de referência, que é representada por (Posrf) . A embreagem (3) é completamente engatada em (Posmax) e, por conseqüência, torque máximo é transmitido a partir do motor (1) para a caixa de marchas (9).

Observe-se que o posicionamento da embreagem para a posição de referência (Posrf) pode ser iniciada quando uma das seguintes condições acontecer:

o motorista ou o sistema de controle automático seleciona e engata uma marcha de partida; uma marcha de partida já está engatada e o

motorista libera completamente o pedal de freio; uma marcha de partida já está engatada e o motorista libera completamente o pedal de acelerador quando o veículo permanece parado ou permanece quase parado.

Em concordância com uma primeira concretização da presente invenção, a unidade de controle (45) é programada para dar partida para um contador de tempo (não mostrado) quando a embreagem (3) é posicionada em referida posição de referência (Posrf) . Quando o contador de tempo tiver alcançado um valor pré-determinado, por exemplo, de 5 segundos, e o motorista do veículo não tiver durante este tempo tocado na alavanca de acelerador (48), a unidade de controle (45) é programada para posicionar a embreagem (3) de volta para a posição de desengate (Pos1) . Em uma concretização da presente invenção, a unidade de controle (45) é programada para imediatamente movimentar a embreagem (3) a partir de (Posrf) para a posição de desengate (Pos1) se o pedal de freio (60) é pressionado. Preferivelmente, também o pedal de freio (60) pode ser proporcionado com um sensor de ângulo para sensoriamento e envio de um sinal para a unidade de controle (45) se o pedal de freio (60) foi pressionado. Uma outra possibilidade é a de que a unidade de controle (45) utiliza um sinal de luz de freio, que é enviado de uma maneira conhecida a partir da unidade de controle de freio para luzes de freio (não mostradas) dispostas sobre o veículo, para registrar se o pedal de freio (60) foi pressionado.

A Figura 4 mostra um aparelho (500) em concordância com uma concretização da presente invenção, compreendendo uma memória não volátil (520), um processador (510) e uma memória de leitura e de escrita (560). A memória (520) possui uma primeira parte de memória (530), na qual um programa de computador para controle do aparelho (500) está armazenado. O programa de computador na parte de memória (530) para controle do aparelho (500) pode ser um sistema operacional.

O aparelho (500) pode ser embutido em, por exemplo, uma unidade de controle, tal como a unidade de controle (45). A unidade de processamento de dados (510) pode compreender, por exemplo, um microcomputador.

A memória (520) também possui uma segunda parte de memória (540), na qual um programa para controle da embreagem em concordância com a presente invenção é armazenado. Em uma concretização alternativa da presente invenção, o programa para controle da embreagem é armazenado em um meio de armazenamento de dados não volátil separado (550), tal como, por exemplo, um CD ou uma memória semicondutora permutável (intercambiável). O programa pode ser armazenado de uma forma executável ou em um estado comprimido.

Quando é estabelecido posteriormente que a unidade de processamento de dados (510) roda uma função específica, deveria ser evidenciado que a unidade de processamento de dados (510) está rodando (executando) uma parte específica do programa armazenado na memória (540) ou uma parte específica do programa armazenado no meio de gravação não volátil (550).

A unidade de processamento de dados (510) é delineada para comunicação com a memória (550) através de um bus de dados (data bus) (514) . A unidade de processamento de dados (510) é também delineada para comunicação com a memória (520) através de um bus de dados (data bus) (512) . Em adição, a unidade de processamento de dados (510) é delineada para comunicação com a memória (560) através de um bus de dados (data bus) (511) . A unidade de processamento de dados (510) é também delineada para comunicação com um portal de dados (590) pela utilização de um bus de dados (data bus) (515).

O método em concordância com a presente invenção pode ser executado pela unidade de processamento de dados (510), pela unidade de processamento de dados (510) rodando (executando) o programa armazenado na memória (540) ou o programa armazenado no meio de gravação não volátil (550).

A presente invenção foi descrita com referência para concretizações específicas, e deverá ser observado por aqueles especializados no estado da técnica que a presente invenção não é para ser considerada como estando limitada para estas concretizações exemplificativas, preferidas e vantajosas descritas anteriormente, mas certamente, um número de variações e de modificações é conceptível, e a presente invenção pode ser livremente variada dentro do escopo e do espírito de proteção das reivindicações de patente posteriormente.

Claims

1. Um método para controle da posição de uma embreagem de disco automática (3), método no qual a função primária da embreagem de disco (3) é para transmitir força motriz a partir de um motor de combustão interna (1) disposto em um veículo para um eixo de entrada (7) de uma caixa de marchas em estágio (9) disposta no veículo, o método sendo empregado quando a caixa de marchas tem uma marcha de partida engatada e a embreagem está posicionada em uma primeira posição (Posrf) para preparar o veículo para partir, e onde em referida primeira posição (Posrf) a embreagem transmite um torque menor, caracterizado pelo fato de que se um motorista do veículo não fizer demanda de torque de partida por ativação de um controle de acelerador (49) dentro de um tempo pré-determinado, referida embreagem irá ser posicionada em uma segunda posição mais desengatada (Pos2) comparada com referida primeira posição (Posrf) .

2. O método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que se um pedal de freio (60) no veículo é pressionado antes que referido tempo pré- determinado tenha passado, então referida embreagem é posicionada em referida segunda posição (Pos2) quando sensoriando depressão do pedal de freio (60).

3. O método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referido tempo pré- determinado não é de mais do que 3 segundos de duração.

4. O método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referida segunda posição (Pos2) é uma posição onde referida embreagem é considerada completamente desengatada.

5. Uma unidade de controle (45) para controle da posição de uma embreagem de disco automática (3) em um veículo, embreagem de disco (3) que é disposta para transmitir força motriz a partir de um motor de combustão interna (1) para um eixo de entrada (7) de uma caixa de marchas em estágio (9) no veículo, referida unidade de controle (45) sendo disposta para posicionar referida embreagem em uma primeira posição (Posrf) , preparando o veículo para partir, com a caixa de marchas possuindo uma marcha de partida engatada, e onde a embreagem em referida primeira posição (Posrf) transmite um torque menor, caracterizada pelo fato de que referida unidade de controle (45) sendo adicionalmente disposta para posicionar referida embreagem em uma segunda posição mais desengatada (Pos2) comparada com referida primeira posição (Posrf) , se um motorista do veículo não fizer demanda de torque de partida por ativação de um controle de acelerador (49) dentro de um tempo pré-determinado.

6. Um programa de computador compreendendo um código de programa para execução do método conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é quando referido programa de computador é executado em um omputador.

7. Um produto de programa de computador compreendendo um código de programa, armazenado sobre um meio (mídia) de leitura por computador, para execução do método conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é quando referido programa de computador é executado no computador.

8. Um produto de programa de computador diretamente carregável para uma memória interna em um computador, produto de programa de computador que compreende um programa de computador para execução do método conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é quando referido programa de computador sobre o produto de programa de computador é executado no computador.