BRPI1002142A2 - método para controlar o funcionamento de um veìculo - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA CONTROLAR O FUNCIONAMENTO DE UM VEìCULO. Um método para controlar um nível de fluido em torno de uma engrenagem de transmissão de um veículo incluindo as etapas de (a) fornecimento de um conjunto de condições de funcionamento predeterminadas, cada condição de funcionamento predeterminada tendo um requisito de nível de fluido predeterminado correspondente, (b) funcionamento do veículo em uma condição de funcionamento atual, (c) determinação de uma condição de funcionamento predeterminada equivalente à condição de funcionamento atual, (d) disposição do nível de fluido em torno da engrenagem de transmissão de modo a ser equivalente ao requisito de nível de fluido predeterminado que corresponde à referida condição de funcionamento predeterminada.

Description

MÉTODO PARA CONTROLAR O FUNCIONAMENTO DE UM VEÍCULO

A presente invenção se refere a controlar um nível deóleo em torno de uma engrenagem de transmissão de umveículo, em particular a controlar o nível de óleo em umeixo accionado de um veículo.

Os veios accionados para veículos motorizados sãoconhecidos na medida em que um veio de acionamento alinhadode modo geralmente longitudinal em relação ao veículoacciona um carrete que se encontra em engrenamento com umaroda de coroa em um acondicionamento de eixo. A roda decoroa acciona um veio de acionamento direito ligado a umaroda direita e acciona também um veio esquerdo a uma rodaesquerda, desse modo movendo o veículo. Tipicamente, a rodade coroa irá accionar os veios direito e esquerdo atravésde uma instalação diferencial.

Um fluido lubrificante, tipicamente óleo, é fornecidono acondicionamento do veio para lubrificar e arrefecer aroda de coroa, pinhão, engrenagens diferenciais e suportesassociados. No entanto, a rotação da roda de coroa, pinhãoe acondicionamento diferencial em esse óleo, leva a perdasde potência devido à agitação de óleo, desse modoaumentando o consumo geral de óleo do veículo.

Desse modo, de acordo com a presente invenção, éfornecido um método para controlar um nível de fluido emtorno de uma engrenagem de transmissão de um veículoincluindo as etapas de

(a) fornecimento de um conjunto de condições defuncionamento predeterminadas, cada condição defuncionamento predeterminada tendo um requisito de nível defluido predeterminado correspondente,(b) funcionamento do veículo em uma condição defuncionamento atual,

(c) determinação de uma condição de funcionamentopredeterminada equivalente ã condição de funcionamentoatual,

(d) disposição do nível de fluido em torno daengrenagem de transmissão de modo a ser equivalente aorequisito de nível de fluido predeterminado que correspondeà referida condição de funcionamento predeterminada.

De um modo vantajoso, sob condições de conduçãoárduas, tais como quando o veículo está totalmentecarregado e subindo uma montanha, o nível de óleo em tornoda engrenagem de transmissão pode ser aumentado, desse modoarrefecendo e lubrificando a engrenagem de transmissão ereduzindo a probabilidade de danos. No entanto, quando oveículo se movimenta sob condições menos árduas, tais comoquando se encontra descarregado e se dirigindo ao longo deuma superfície de estrada plana boa, a velocidades médiasou baixas, o nível de óleo em torno da engrenagem detransmissão pode ser reduzido, desse modo reduzindo asperdas por agitação e desse modo melhorando o consumo decombustível do veículo.

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma velocidade doveículo.

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma quantidade detorque a ser transmitida ao longo da engrenagem detransmissão.De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma direção detorque a ser transmitida ao longo da engrenagem detransmissão.

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida pela temperatura dofluido.

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma inclinaçãolongitudinal do veículo.

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma inclinaçãolateral do veículo.

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma aceleraçãolateral do veículo.

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada sendo pelo menos definida por uma razão deengrenagem de inversão do veículo,

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma quantidade decontaminante do fluido.

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma qualidade dofluido.

De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma temperatura deum componente da transmissão.De um modo vantajoso, uma condição de funcionamentopredeterminada é pelo menos definida por uma condição defuncionamento atual anterior.

A invenção será agora descrita, a titulo de exemploapenas, com referência aos desenhos, nos quais:

Figura 1 é uma vista lateral esquemática de umveiculo em funcionamento com um método de acordo com apresente invenção,

Figura 2 é uma vista traseira esquemática do eixoaccionado do veiculo da figura 1,

Figura 3 é um quadro de consulta na UCE do veículo dafigura 1,

Figura 4 é diagrama que indica uma modalidade de ummétodo de acordo com a presente invenção, e

Figura 5 é diagrama que mostra uma forma de calcularuma qualidade do óleo.

A figura 1 mostra um veículo, neste caso um camião 10em uma estrada 11, o camião tendo rodas dianteiras 12 erodas traseiras 14. As rodas dianteiras são rodasdirigíveis. As rodas traseiras são accionadas por umsistema de transmissão 18. O sistema de transmissão 18inclui uma caixa de velocidades 20, um veio de acionamento22, uma roda de coroa 24 e pinhão 25, uma instalaçãodiferencial 26 e veios direito e esquerdo 28 e 29. A caixade velocidades é accionada por um motor 30. Como pode sermelhor observado na figura 2, a roda de coroa 24 e o pinhão25, instalação diferencial 26, semi-eixo direito 28 e semi-eixo esquerdo 2 9 estão contidos no interior de umacondicionamento de veio 32. O acondicionamento de veio 32inclui um fluido de lubrificação, neste caso o óleo 34, oqual, quando o veículo está parado, assenta em uma regiãodo cárter 36 do acondicionamento de veio 32 em torno daroda de coroa 24.

Também é fornecido um reservatório 38 conectadoatravés de tubagens apropriadas 4 0 e 41 à região do cárter36. Entre a tubagem 40 e 41 encontra-se uma bomba de óleo42. A bomba de óleo pode funcionar em uma primeira direçãopara bombear o óleo a partir do cárter para o reservatórioe pode também funcionar em uma segunda direção inversa para bombear o óleo a partir do reservatório para o cárter.Dessa forma, o nível de óleo no cárter pode ser variado demodo a se adequar à condições de condução imediatas. Umsensor de temperatura 44 é fornecido na região do cárter 36e monitoriza a temperatura do óleo dentro do cárter.

Uma unidade de controle eletrônica (UCE) 50 inclui umquadro de consulta (ver figura 3) tendo um conjunto decondições de funcionamento predeterminadas, em esse casoduas condições de funcionamento predeterminadas,nomeadamente a condição 1 e condição 2. Cada condição defuncionamento predeterminada tem um requisito de nível deóleo predeterminado correspondente associado a ela. Em umamodalidade, a condição de funcionamento predeterminada 1 éa temperatura de óleo na região do cárter que está a, ouinferior a, 90 0C e a condição de funcionamentopredeterminada 2 é a temperatura de óleo na região docárter que está acima de 90 °C. Cada condição defuncionamento predeterminada tem um requisito de nível deóleo predeterminado correspondente. Nesse caso, com um óleorelativamente arrefecido, o requisito de nível de óleopredeterminado é o nível B (ver figura 2) e com óleorelativamente aquecido, o requisito de nível de óleopredeterminado é o nível A (neste caso acima do nível B).

A presente invenção fornece um método para controlaro nível de óleo na região do cárter 3 6 dependendo dascondições de funcionamento do veículo. Nesse exemplo,quando o veículo se encontra funcionando sob condiçõesárduas, o motor 3 0 estará produzindo uma potência máxima.Isso será transmitido através do sistema de transmissão 18para as rodas traseiras 14 para mover o veículo. A roda decoroa e pinhão estarão portanto transmitindo a potênciamáxima, e uma vez que em qualquer sistema de engrenagem,existe inevitavelmente uma pequena perda de potência devidoao atrito entre os dentes da engrenagem, quando a roda decoroa e pinhão estão transmitindo a potência máxima, entãoa perda de potência devido a atrito entre os dentes serámaior. Por seu turno, isso irá tender a aquecer o óleo naregião do cárter e a temperatura global irá portantoaumentar, nesse exemplo acima de 90 °C. 0 sensor detemperatura 44 irá monitorizar a temperatura do óleo naregião do cárter e irá transmitir um sinal para a UCE 50.

A UCE irá periodicamente comparar a condição defuncionamento atual do veículo (neste caso a temperaturaatual do óleo na região do cárter 36) com as condições defuncionamento predeterminadas no quadro de consulta e vaideterminar qual das condições de funcionamentopredeterminadas se equipara às condições de funcionamentoatuais. A UCE irá então determinar o requisito de nível deóleo predeterminado que corresponde à condição defuncionamento predeterminada equivalente à condição defuncionamento atual. Assim que o requisito do nível de óleopredeterminado é determinado, o nível de óleo atual naregião do cárter 36 será ajustado de modo a ir ao encontrodo requisito de nível de óleo predeterminado (se fornecessário tal ajuste).

A título de exemplo, considere-se uma situação em queo veículo tenha sido deixado estacionado durante a noite.Todos os componentes no interior do veículo atingiram umatemperatura ambiente de, por exemplo, 15 °C. Quando oveículo é iniciado pela primeira vez, o sensor datemperatura 44 irá enviar um sinal à UCE 50, a qual irádeterminar que a temperatura do óleo se encontra nos 15 °C.A UCE irá então determinar qual das condições defuncionamento predeterminadas se equipara à condição defuncionamento atual. Neste caso, a condição defuncionamento predeterminada 1 (a temperatura de óleo naregião do cárter encontra-se a ou inferior a 90 °C)equipara-se às condições de funcionamento atuais do veículo(a temperatura do óleo no cárter é de 15 °C) . 0 requisitode nível de óleo predeterminado que corresponde à condiçãode funcionamento predeterminada 1, é o nível B, e tal comomostrado na figura 2, o nível de óleo encontra-se de fatono nível B. Desse modo, a UCE determina (tal como discutidoa seguir) que o nível de óleo em torno da engrenagem detransmissão é de fato equivalente ao requisito de nível deóleo predeterminado equivalente B e desse modo não énecessário colocar a bomba 42 em funcionamento.

À medida que o veículo é conduzido, a UCE iráperiodicamente comparar a temperatura de óleo atual naregião do cárter para as condições de funcionamentopredeterminadas e, enquanto a temperatura de óleo na regiãodo cárter permanecer a ou abaixo de 90°C, a bomba 42 nãoserá colocada em funcionamento. Eventualmente, atemperatura de óleo na região do cárter 36 ascenderá acimados 90°C. Quando a UCE efetuar uma verificação periódicada temperatura do óleo sob essas condições, ela irádeterminar que a condição de funcionamento equivalente àcondição de funcionamento atual será, agora, a condição 2.

Tal como ilustrado na Figura 3, o requisito de nívelde óleo predeterminado equivalente à condição 2 é o nível A.

Em esse exemplo, a quantidade de óleo necessário paraaumentar o nível de óleo na região do cárter, do nível Bpara o nível A, é igual à quantidade de óleo mantida noreservatório, tal como ilustrado na figura 2. Por outraspalavras, para o nível de óleo na região do cárter seraumentada para o nível A, todo o óleo no reservatório 38deverá ser bombeado pela bomba 42 para a região do cárter.

A UCE dá portanto instruções à bomba 42 para bombear óleo apartir do reservatório durante uma quantidade de tempopredeterminada, por exemplo, 30 de segundos. Neste caso, otempo predeterminado é estabelecido de modo a que sob todasas condições de temperatura do óleo no reservatório 38,todo o óleo seja transferido para a região do cárter. Assim,não é necessário ter um sensor de altura do nível de óleona região do cárter para medir o nível de óleo.

Para efeitos do presente exemplo, assume-se que atemperatura de óleo na região do cárter 36 permanece acimade 90 0C para o restante trajeto do veículo. O veículo éentão deixado durante a noite e a temperatura do óleo baixapara uma temperatura ambiente de, por exemplo, 15°C.

Quando o motor é seguidamente accionado a UCE irádeterminar que a condição de funcionamento atual (o óleoestando a 15 °C) é equivalente ã condição de funcionamentopredeterminada 1 e que o requisito de nível de óleopredeterminado é o nível Β. A UCE irá então determinar queé necessário baixar o nível de óleo do nível A para o nívelBea bomba 42 é então colocada em funcionamento parabombear o óleo do cárter 36 para o reservatório 38. Note-seque o tubo de entrada 41 é posicionado à mesma altura que onível B. Desse modo, a bomba 42 não pode nunca baixar onível de óleo na região do cárter 3 6 para um nível inferiorao nível B. Desse modo, não é necessário ter um sensor donível de óleo separado na região do cárter 36.

A UCE armazena o último evento em que a bomba 42 foiinstruída para atuar. Dessa forma, sabendo-se que o últimoevento da bomba de óleo 42 foi bombear óleo a partir daregião do cárter para o tanque, se, em uma verificaçãoperiódica da temperatura de óleo no cárter, a condição defuncionamento atual se equiparar à condição 1, então nãoserá necessária qualquer ação adicional por parte da bomba.De modo semelhante, sabendo-se que a última ação realizadapela bomba de óleo foi a transferência de óleo a partir doreservatório 3 8 para a região do cárter 3 6 e que, duranteuma verificação periódica é determinado que as condições defuncionamento atuais se equiparam à condição 2, issosignifica novamente que não é necessária qualquer ação porparte da bomba de óleo, visto que o nível de óleo na regiãodo cárter já estará no nível A. Por outro lado, se o últimoevento da bomba tiver sido bombear óleo a partir da regiãodo cárter 36 para o reservatório 38, e se tiver sidodeterminado que o nível de óleo na região do cárter precisade ser aumentado para o nível A, então a UCE poderáinstruir a bomba a transferir o óleo de acordo. De modosemelhante, o último evento de bombeamento foi bombear óleoa partir do reservatório para a região do cárter e édeterminado que o nível de óleo na região do cárter precisade estar no nível B, e a UCE pode instruir a bomba atransferir o óleo para o reservatório 38 para reduzir onível de óleo na região do cárter.

Em uma modalidade alternativa, a UCE não precisa dearmazenar a última instrução enviada para a bomba de óleo.Sob essas circunstâncias, em cada verificação periódica dascondições de funcionamento atuais, a bomba irá receberinstruções para bombear óleo para ou a partir da região docárter. Se o nível no cárter estiver no nível Aea bombareceber instruções para bombear óleo a partir da região docárter para o reservatório, então o nível de óleo irábaixar do nível A para o nível B. Em alternativa, se onível de óleo na região do cárter já estiver no nível Beabomba receber instruções para bombear óleo a partir daregião do cárter para o reservatório, então a bomba iráfuncionar mas nenhum óleo será transferido. Tal tipo deinstalação exige um sistema de controle menos complicado.

No exemplo em cima, a condição de funcionamentopredeterminada foi definida por uma temperatura do óleo naregião do cárter 36.

Outras modalidades alternativas poderiam monitorizaroutras condições do veículo. Por exemplo, a torque a sertransmitida através da roda de coroa e pinhão poderia sermonitorizado. Sob condições de torque elevada, serianecessário um nível de óleo superior e sob condições detorque baixa, seria necessário um nível de óleo inferior.

Em uma modalidade alternativa, a velocidade doveículo poderia ser monitorizada.

Em uma modalidade alternativa, a direção da torque aser transferida pela roda de coroa e pinhão poderia sermonitorizada. Dessa forma, sob condições de conduçãonormais, a potência é transferida a partir do motor para asrodas traseiras. No entanto, sob condições de freagem domotor, a potência (e, portanto, a torque) é transferida nosentido oposto, isto é, é transferida a partir das rodaspara o motor.

Em uma modalidade alternativa, a inclinação doveículo poderia ser monitorizada, em particular ainclinação longitudinal e/ou a inclinação lateral.

Em uma modalidade alternativa, a aceleração doveículo poderia ser monitorizada, em particular aaceleração longitudinal (ou desaceleração) ou a aceleraçãolateral.

Em uma outra modalidade, a razão da engrenagem doveículo poderia ser monitorizada. Em particular, poderiaser realizada a monitorização da eventualidade de o veículoestar ou não em engrenagem de inversão. Quando o veículo seencontra em uma engrenagem de inversão, a roda de coroa seencontra girando em um sentido inverso e o óleo recolhidopela roda de coroa, que se desloca ao longo da região docárter, será lançada para trás. Será notado que, quando oveículo se encontra viajando em uma direção frontal, o óleoque é recolhido pelos dentes da engrenagem e que é lançadopara a frente, para o interior de um canal que alimenta,então, os suportes do pinhão. Desse modo, quando o veículose encontra em uma engrenagem de inversão, esse óleoalimentado é reduzido e, desse modo, dependendo dainstalação particular, o aumento do nível de óleo nointerior da região do cárter pode ser benéfico para a vidaútil dos suportes do pinhão.

Em uma modalidade alternativa, a posição do pedal doacelerador poderia ser monitorizada.

Em uma modalidade alternativa, a qualidade do óleopoderia ser monitorizada. Desse modo, são conhecidossensores da qualidade do óleo os quais podem monitorizarcontaminantes e/ou degradação. Quando a qualidade do óleoestá boa, o nível de óleo pode ser relativamente reduzido,enquanto que quando a qualidade do óleo é pobre, então évantajoso aumentar o nível do óleo na região do cárter.

É possível estimar uma qualidade do óleo com base nohistórico de condução, em particular a temperatura do óleoao longo do período histórico. Assim, a figura 5 mostra umdiagrama em que é realizada uma contagem periódica datemperatura do óleo no cárter. Nesse caso, a contagem érealizada a cada segundo, apesar de em modalidadesadicionais poderem ser efetuadas contagens com maior oumenor freqüência. Após uma revisão do veículo, quandoexiste óleo novo no cárter, a contagem de dano total édefinida para zero. Quando o motor é iniciado, a contageminicia-se e quando o motor é parado, a contagem éinterrompida. No entanto, em modalidades adicionais, oscritérios de início da contagem e interrupção da contagempoderiam ser usados, por exemplo, a contagem poderiacomeçar quando o veículo estivesse em movimento e acontagem poderia ser interrompida quando o veículoestivesse estacionado. Se a temperatura do óleo no cárterestiver acima de 160 °C, então o quarto contador datemperatura irá adicionar uma contagem. Se a temperaturanão estiver acima de 160 °C, mas sim acima de 150 °C, entãoo terceiro contador da temperatura irá adicionar umacontagem. Se a temperatura não estiver acima de 150 °C, massim acima de 14 0 °C, então o segundo contador datemperatura irá adicionar uma contagem. Se a temperaturanão estiver acima de 140 °C, o primeiro contador datemperatura irá adicionar uma contagem. Uma vez que o óleose degrada de modo mais rápido a altas temperaturas do quea baixas temperaturas, as contagens a partir do primeiro,segundo, terceiro e quarto contadores da temperatura sãoponderadas de modo aproximado. Desse modo, uma contagem apartir do primeiro contador da temperatura não é ponderada,uma contagem a partir do segundo contador da temperatura éponderada em dois, uma contagem a partir do terceirocontador da temperatura é ponderada em quatro, e umacontagem a partir do quarto contador da temperatura éponderada em oito. O dano total de óleo é igual àscontagens totais do primeiro contador da temperatura mais(as contagens totais do segundo contador da temperatura χ2) + (as contagens totais do terceiro contador datemperatura χ 4) + (as contagens totais do quarto contadorda temperatura χ 8) . Assim que as contagens do dano totalde óleo excedem um valor predeterminado, o nível de óleo nocárter poderia ser aumentado a partir do nível de óleo Bpara o nível de óleo A. Em modalidades adicionais, poderiamexistir mais do que ou menos do que quatro contadores datemperatura. Em outras modalidades, a temperatura em queuma contagem ocorre, poderia ser diferente das mencionadasem cima. Em outras modalidades, a ponderação aplicada acada temperatura poderia ser ponderada de modo diferentedas mencionadas em cima.

Em uma modalidade alternativa, é possível prever umevento futuro (tipicamente um evento futuro eminente) , comum grau de precisão razoável, que pode exigir que o nívelde fluido em torno da engrenagem de transmissão sejaalterado. Dessa forma, os sistemas de posicionamento nosolo (GPS) são conhecidos como sendo montados nos veículose como podendo portanto determinar a posição atual doveículo. Tais sistemas de GPS montados nos veículos incluemfreqüentemente um sistema de orientação de percursos quefornece um percurso para o condutor do veículo seguir demodo a que o condutor possa chegar ao destino pedido demodo eficiente. A presente invenção pode utilizar sistemasde orientação de percursos que incluam informação sobre ascondições das estradas, tais como a inclinação do piso(subida ou descida acentuada) , tipo de estrada, tais comovias rápidas (auto-estradas), faixas de rodagem com duasvias, faixas de rodagem com uma via, estradas de sentidoúnico. Os sistemas podem também incluir informação sobreintersecções na estrada, tais como rotundas, semáforos,sinais de paragem obrigatória, etc.. 0 sistema pode tambémconter informação sobre os limites de velocidade em cadaestrada.

A título de exemplo, se um veículos e encontrarviajando ao longo de uma via rápida, em uma determinadadireção, a uma determinada velocidade (diga-se 60 mph), aprobabilidade de esse veículo se encontrar ainda naquelavia rápida, viajando naquela direção, aproximadamente a 60mph dai por 10 segundos, será extremamente elevada. Se, em10 segundos, o veículo atingir e começar a subir umainclinação (onde é exigido um aumento no nível de fluido emtorno da engrenagem de transmissão) , então um sistemacomputorizado que monitoriza a direção e velocidade dotrajeto do veículo, conjuntamente a posição imediata doveículo, podem usando informação sobre inclinação a partirdo sistema de orientação de percursos, prever com um graude precisão razoável a aproximação da inclinação e dessemodo a necessidade eminente do aumento do nível de fluidoem torno da engrenagem de transmissão. Dependendo dosistema usado para transferir o fluido adicional para aregião em torno da engrenagem de transmissão, isso poderálevar um curto período de tempo, a título de exemplo, uns 5segundos. Tal como será observado, tal sistema de previsãopermitirá que o nível fluido em torno da engrenagem detransmissão aumente antes da exigência efetiva de umaumento do nível de fluido em torno da engrenagem detransmissão, nesse exemplo, antes de o veículo atingir ainclinação. Sob essas circunstâncias, a engrenagem detransmissão será melhor protegida do que em uma situação emque o nível de fluido em torno da engrenagem de transmissãofosse aumentado apenas aquando da efetiva exigência de umaumento nível de fluido em torno da engrenagem detransmissão. Isso se deve ao fato de, sob as circunstânciasanteriores, existir um tempo de atraso no aumento efetivodo nível de fluido em torno da engrenagem de transmissão e,portanto, durante esse tempo de atraso, a engrenagem detransmissão será menos protegida e portanto maissusceptível ao desgaste.

0 nível de fluido em torno da engrenagem detransmissão pode necessitar de ser aumentado como resultadode o motor partir, e o sistema pode ser capaz de prever,com um grau de precisão razoável, uma exigência parafreagem do motor. Desse modo, quando o sistema deorientação de percursos reconhece um sinal de paragemobrigatória na estrada em frente, existe uma elevadaprobabilidade de o veículo realmente parar no referidosinal de paragem obrigatória e, desse modo, existe uma altaprobabilidade de freagem, e em particular freagem do motor.Sob essas circunstâncias, o nível de fluido em torno daengrenagem de transmissão poderá ser aumentado. De modosemelhante, o nível de fluido em torno da engrenagem detransmissão do veículo poderá ser aumentado quando éprevista uma exigência de aceleração. Desse modo, depois deo veículo ter parado em um sinal de paragem obrigatória, demodo a chegar ao seu destino, será inevitavelmente exigidoacelerar, e sob essas circunstâncias, o nível de fluido emtorno da engrenagem de transmissão pode ser mantido até àaltura em que o veículo tiver atingido uma velocidade"cruzeiro", altura em que o nível de fluido pode ser entãoreduzido. Em ambientes urbanos, durante a hora de ponta,tende a haver um requisito para uma elevada aceleração efreagem, enquanto que fora da hora de ponta, o requisitopara a aceleração e freagem é inferior. Desse modo,sabendo-se a hora do dia (isto é, dentro de uma hora deponta ou período de tráfego congestionado ou fora de umahora de ponta ou período de tráfego congestionado) esabendo-se o dia da semana (isto é, um dia útil quando ahora de ponta é provável ou fim-de-semana, quando a hora deponta é menos provável), é possível prever uma quantidadeprovável de aceleração e freagem, e o nível de fluido emtorno da engrenagem de transmissão pode ser controlado deacordo. Condutores diferentes têm estilos diferentes decondução. Alguns condutores aceleram de modo relativamentelento e podem frear antecipadamente, enquanto que outroscondutores aceleram de modo relativamente rápido e freiammais tarde, em particular usando a freagem do motor parafrear tarde. É possível que um computador determine umestilo do condutor e desse modo preveja um requisito denível de fluido em torno de uma engrenagem de transmissãopara tal informação. Assim, uma condição de funcionamentopredeterminada de acordo com a invenção pode ser pelo menosdefinida por uma condição de funcionamento futura prevista.

Desse modo, de acordo com uma modalidade, um métodopara controlar um nível de fluido em torno de umaengrenagem de transmissão de um veículo inclui a etapa dedeterminar uma condição de funcionamento corrente doveículo, prevendo uma condição de funcionamento futura doveículo baseada na condição de funcionamento corrente doveículo, e controlando um nível de fluido em torno de umaengrenagem de transmissão do veículo com base na condiçãode funcionamento futura prevista do veículo.

Tal como será observado, visto que o tempo tomadopara aumentar um nível de fluido em torno de uma engrenagemde transmissão é relativamente curto, tipicamente menos de20 segundos, de preferência menos de 10 segundos, então aprevisão de condições de funcionamento futuras necessitaapenas de ser uma previsão das condições de funcionamentoem 20 segundos, de preferência 10 segundos, e desse modo, aprevisão pode ser mais precisa do que se for feita umaprevisão mais futura.

Em uma modalidade alternativa, a temperatura de umcomponente da transmissão poderia ser monitorizada. Dessemodo, em vez de monitorizar a temperatura do óleo na regiãodo cárter, a temperatura de um ou mais suportes do pinhãopoderia ser diretamente monitorizada. Quando o própriosuporte fica relativamente quente, o nível de óleo naregião do cárter poderia ser aumentado. Em certasmodalidades, pode ser mais fácil monitorizar outroscomponentes da transmissão, em particular a temperatura deum acondicionamento que circunde de i mediato o suporte dopinhão, ou outro suporte acondicionando no interior do eixotraseiro.

Em cada exemplo em cima, apenas uma condição defuncionamento será usada para determinar o nível de óleoexigido na região do cárter. Em outras modalidades,poderiam ser usadas duas ou mais condições para determinarum nível de óleo apropriado na região do cárter. A figura 4mostra um diagrama onde quatro condições de funcionamentode um veículo são monitorizadas, nomeadamente a temperaturado óleo na região do cárter, a torque a ser transmitidapela roda de coroa e pinhão, a velocidade selecionada nacaixa de velocidades e a inclinação longitudinal do veículo

Nos exemplos em cima, existem apenas dois requisitosde nível de óleo predeterminado, A e B. Em outrasmodalidades, poderão haver três ou mais requisitos de nívelde óleo predeterminado. Sob tais circunstâncias, poderá sernecessário monitorizar o nível de óleo na região do cárterpara garantir um nível de óleo correto. Em alternativa,sabendo a quantidade total de óleo nesse sistema emonitorizando o nível de óleo no reservatório, irá permitirque o nível de óleo na região do cárter seja determinadopor cálculo. A monitorização do nível de óleo noreservatório pode ser vantajosa porque não existemvelocidades ou semelhantes para e agitar perturbar o nívelde óleo.

Tal como mencionado em cima, de modo a aumentar oóleo na região do cárter a partir do nível B para o nível A,a bomba 42 é accionada para bombear todo o óleo a partir doreservatório 38 para a região do cárter. Nesse exemplo, oreservatório 38 está posicionado acima do nível A eportanto, em alternativa, poderia ser fornecida uma válvulasimples, a qual em estado aberto iria permitir que todo oóleo drenasse a partir do reservatório 38 para o interiorda região do cárter 36. Note-se que tal instalação deválvula também poderia ser usada, mesmo quando parte doreservatório 38 se encontra abaixo do nível A ou nível B.Sob essas circunstâncias, através da abertura da válvula, onível de óleo na região do cárter 36 e o nível do óleo noreservatório 38 iriam simplesmente atingir o mesmo nível.

Quando um reservatório é usado para armazenar óleo,quando o nível de óleo na região do cárter se encontrarelativamente baixo, qualquer método pode ser usado paratransferir óleo entre a região do cárter e o reservatório.No exemplo anterior é usada uma bomba reversível e, emmodalidade adicionais podem ser usadas duas ou mais bombas,a primeira sendo usada para bombear fluido para oreservatório e a segunda sendo usada para bombear fluidopara a região do cárter, cada uma tendo uma conexões para atubagem. Em alternativa, pode ser usada uma bomba desentido único com uma entrada a partir da região do cárterou do reservatório e sendo controlada através de umaválvula, a saída sendo bombeada para a região do cárter oureservatório, sob o controle de uma segunda válvula.

Tal como anteriormente mencionado, alimentação degravidade pode ser usada para transferir óleo a partir doreservatório para a região do cárter, quando o nível deóleo no reservatório se encontra acima do nível de óleo naregião do cárter. Em alternativa, o reservatório poderiaestar posicionado abaixo do nível de óleo na região docárter e a alimentação de gravidade poderia ser usada paratransferir óleo a partir da região do cárter para oreservatório.

Tal como anteriormente descrito, a condição defuncionamento predeterminada baseia-se em uma condição defuncionamento corrente do veículo. Desse modo, no exemplomostrado na figura 3, se a temperatura do óleo estiverabaixo de 90 °C, o nível de óleo estará relativamente baixoSe a temperatura do óleo aumentar acima de 90 °C, então onível de óleo é aumentado. Se a temperatura do óleo baixarseguidamente abaixo de 90 °C, então o nível de óleo baixade acordo para um nível relativamente baixo.

No entanto, certas condições de funcionamento atuaissão indicativas de um problema. Desse modo, se atemperatura subir para uma quantidade excessiva (paraefeitos deste exemplo, acima de 130 °C) , então isso seráindicativo de fricção excessiva a ser gerada e portantopoderá indicar uma falha eminente nos suportes. Para alémdisso, os óleos estão designados a funcionar em umadeterminada faixa de temperatura e, se funcionarem acimadessa faixa de temperatura, poderão degradar-se e as suaspropriedades de lubrificação poderão não ser tão boasquando a temperatura baixar para a temperatura normal defuncionamento. Desse modo, no caso de uma condição defuncionamento irregular, tal como uma temperatura de óleoque exceda os 130°C, será vantajoso aumentar o nível deóleo em torno da engrenagem e então manter aquele nível deóleo aumentado, mesmo que a temperatura do óleo reduzaabaixo de 900C (no exemplo da figura 3). Desse modo, acondição de funcionamento predeterminada pode depender deuma condição de funcionamento anterior do veículo. Nopresente exemplo, ( a condição de funcionamentopredeterminada é "a temperatura do óleo estando acima de130 'C". Se esta condição de funcionamento for atingida,então o nível de óleo pode ser aumentado para o nível deóleo A, permanecer no nível de óleo A até que o sistematenha sido estabelecido para os valores de origem, quando oeixo tiver sido colocado ao serviço, o óleo tiver sidomudado e o problema potencial (tal como uma falha nossuportes) tenha sido rectifiçado por, por exemplo,substituição dos suportes.

Tal como descrito anteriormente, sob condições defuncionamento normais, pode ser usada uma bomba paratransferir o óleo entre um reservatório e uma área em tornoda engrenagem de transmissão, ou dependendo das alturasrelativas de um reservatório e a área em torno daengrenagem de transmissão, pode ser usada uma alimentaçãode gravidade através de uma válvula.

De tal modo, seja qual for o sistema de transferênciausado, tal como aqui descrito, existe um sistema únicousado para transferir o óleo durante as condições normaisde funcionamento.

No entanto, durante condições de funcionamentoirregulares, pode ser vantajoso ter um sistema de"emergência" secundário para transferir o óleo paraaumentar o nível em torno da engrenagem de transmissão. Depreferência, tal sistema secundário é menos dependente dosistema de controlo e pode, em particular, sercompletamente independente do sistema de controlo. Dessemodo, quando o reservatório está posicionado acima da áreaem torno da engrenagem de transmissão, um tubo ou outraconduta poderia ser conectado entre o fundo do reservatórioe o fundo da área de óleo em torno da engrenagem detransmissão. A extremidade do tubo posicionada perto daengrenagem poderia ser bloqueada com um material quederreta a uma temperatura predeterminada, por exemplo, 13 0°C. Desse modo, quando a temperatura do óleo atingisse130°C, o material iria derreter garantindo que todo o óleodrenasse a partir do reservatório e que o reservatório nãopudesse voltar a ser preenchido, isto é, o nível de óleo emtorno da engrenagem de transmissão foi mantido a um nívelmáximo, independentemente das condições de funcionamentosubseqüentes, e em particular da temperatura do óleo. Seráobservado que este material funciona eficazmente comosegunda válvula.Tal como mencionado anteriormente, existem váriascondições de funcionamento predeterminadas que podem serdefinidas, dependendo da modalidade particular. A condiçãode funcionamento atual será medida por um sensor apropriado.Por exemplo, os sensores da temperatura, sensores davelocidade do veículo, sensores da torque, sensores quedetectam uma direção a ser transmitida, celerímetros,clinômetros, sensores da taxa de velocidades ou sensores daposição do pedal do acelerador.

Quando é necessário monitorizar um nível de óleo, emparticular um nível de óleo na região do cárter, podem serusados sensores do nível de óleo apropriados.

Claramente, certos sensores podem estar posicionadosem qualquer local do veículo. Uma controller-area network(CAN) ou um CAN-bus podem ser usados para interconectar osvários componentes do presente pedido.

Claims (7)

1. Método para controlar um nível de fluido em tornode uma engrenagem de transmissão de um veículocaracterizado pelo fato de incluir as etapas de(a) fornecimento de um conjunto de condições defuncionamento predeterminadas, cada condição defuncionamento predeterminada tendo um requisito de nível defluido predeterminado correspondente,(b) funcionamento do veículo em uma condição defuncionamento atual,(c) determinação de uma condição defuncionamento predeterminada equivalente à condição defuncionamento atual,(d) disposição do nível de fluido em torno daengrenagem de transmissão de modo a ser equivalente aorequisito de nível de fluido predeterminado que correspondeà referida condição de funcionamento predeterminada,as referidas condições de funcionamentopredeterminadas sendo selecionadas a partir do grupo de:uma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma direção de torque sendotransmitida através da engrenagem de transmissão euma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma inclinação longitudinal doveículo,uma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma inclinação lateral do veículo,uma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma aceleração lateral do veículo,uma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma razão de engrenagem de inversãodo veiculo,uma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma quantidade de contaminante dofluido,uma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma qualidade do fluido,uma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma temperatura de um componente datransmissão,uma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma condição de funcionamento atualanterior,uma condição de funcionamento predeterminada sendopelo menos definida por uma condição de funcionamentofutura prevista.

2. Método de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de fornecer um reservatório defluido, no qual o nível de fluido em torno da engrenagem detransmissão é controlado através da transferência de fluidopara ou a partir do reservatório.

3. Método de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de um requisito de nível de fluidopredeterminado correspondente se equiparar a transferiressencialmente todo o fluido a partir do reservatório parauma área em torno da engrenagem de transmissão.

4. Método de acordo com qualquer uma dasreivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de um dosreferidos requisitos de nível de fluido predeterminadoscorrespondentes se equiparar a preencher essencialmente oreservatório de fluido.

5. Método de acordo com qualquer uma dasreivindicações 2, 3, ou 4, caracterizado pelo fato de umdos referidos requisitos de nível de fluido predeterminadoscorrespondentes se equiparar a permitir que o fluido nointerior do reservatório drene para uma área em torno daengrenagem de transmissão.

6. Método de acordo com qualquer uma dasreivindicações 2, 3, 4, ou 5, caracterizado pelo fato deincluir uma primeira bomba para transferir o fluido para oua partir do reservatório para uma área em torno daengrenagem de transmissão e por incluir uma segunda bombapara transferir o fluido a partir do reservatório para umaárea em torno da engrenagem de transmissão.

7. Método de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de a primeira bomba incluir umaprimeira válvula e a segunda bomba incluir uma segundaválvula.