ES2252909T3 - Sistema y procedimiento de deteccion de fallos para accionamientos controlados por solenoide de un sistema de transmision. - Google Patents

Abstract

Sistema para detectar fallos relacionados con los solenoides en un conjunto de accionamiento controlado por solenoide, dicho sistema comprendiendo: un suministro de potencia que proporciona la tensión de suministro; un circuito excitador del solenoide para activar y desactivar selectivamente el solenoide; un circuito de detección de la corriente para detectar la corriente en el solenoide; un circuito de conmutación del suministro de potencia para conectar y desconectar selectivamente dicha tensión de suministro desde dicho circuito excitador del solenoide; y un circuito de procesamiento conectado y que controla dicho circuito excitador del solenoide, dicho circuito de detección de la corriente y dicho circuito de conmutación del suministro de potencia, dicho circuito de procesamiento implantando la lógica de detección de fallos por lo que dicho circuito de procesamiento detecta la corriente en el solenoide, caracterizado porque si dicha corriente detectada excede de un valor de la corrientepreviamente determinado durante un período de tiempo previamente determinado, dicha unidad de proceso desconecta dicha tensión de suministro de dicho circuito excitador del solenoide y mide la velocidad de decaimiento de la tensión en dicho circuito excitador del solenoide para determinar si existe un fallo de circuito abierto o un fallo de cortocircuito. FIGURAS FIGURA 4 1. Relaciones de transmisión

Description

Sistema y procedimiento de detección de fallos para accionamientos controlados por solenoide de un sistema de transmisión.

Antecedentes de la invención Ámbito de la invención

La presente invención se refiere a un sistema y a un procedimiento de control para detectar solenoides defectuosos. En particular, la presente invención se refiere a un sistema y a un procedimiento de control para detectar fallos en los solenoides de accionamientos controlados por solenoides para sistemas de cambio de velocidades de transmisiones automáticas o semi-automáticas para vehículos.

Descripción de la técnica anterior

Las transmisiones mecánicas de cambio de velocidades son muy conocidas en la técnica anterior, como se puede ver con referencia a las patentes americanas US Nº 3,105,395; 3,335,616; 4,428,469; 4,754,665; 4,920,815; 4,944,197; 5,086,897; 5,370,013 y 5,390,561. Los conjuntos de pistón de accionamiento accionados por fluido de dos posiciones y de tres posiciones y los sistemas de accionamiento asociados con ellos también son muy conocidos en la técnica anterior, como se puede ver con referencia a las patentes americanas US Nº 4,899,607; 4,928,544; 4,936,156; 5,054,591; 5,193,410; 5,263,379; 5,272,441; 5,329,826; 5,651,292 y 5,661,998.

Los sistemas de transmisión de particular referencia se describen en las siguientes solicitudes de patente:

Número de serie 09/178,346 registrada el 22/10/98, titulada "Control robusto para un conjunto de accionamiento del cambio de una transmisión de tres posiciones".

Número de serie 08/053,089 registrada el 01/04/98, titulada "Control del cambio de gama".

Número de serie 08/053,090 registrada el 01/04/98, titulada "Detección neutra adaptativa".

Número de serie 08/053,091 registrada el 01/04/98, titulada "Control del acoplamiento del embrague de mordazas para un sistema de transmisión asistida del tipo de división, manualmente cambiada".

Número de serie 08/053,092 registrada el 01/04/98, titulada "Control del combustible del motor para completar cambios en transmisiones manualmente cambiadas asistidas por control".

Número de serie 08/053,093 registrada el 01/04/98, titulada "Control del acoplamiento del embrague de mordazas en cambios adaptativos hacia arriba".

Número de serie 08/053,095 registrada el 01/04/98, titulada "Accionamiento del cambio de gama dinámico".

Número de serie 08/053,181 registrada el 01/04/98, titulada "Control de la fuerza de acoplamiento del accionamiento de cambio adaptativo".

Número de serie 08/902,603 registrada el 07/08/97, titulada "Sistema de transmisión mecánica parcialmente automática, cambiada por palanca".

Número de serie 08/990,678 registrada el 15/12/97, titulada "Transmisión asistida cambiada por palanca".

Los controles para sistemas de transmisión automáticas y semiautomáticas, incluyendo los sistemas y los procedimientos de detección de fallos, son conocidos en la técnica anterior como se puede ver con referencia a las patentes americanas US Nº 4,595,986; 4,702,127; 4,922,425; 4,888,577; 4,849,899 y 5,272,441.

Además, los documentos 98 24106 y US 4,932,246 describen SISTEMAS para detectar los fallos relativos a los solenoides.

Es sabido que a veces ocurren fallos relacionados con los solenoides en los accionamientos controlados por solenoide utilizados en los sistemas de transmisión de los vehículos. Si ocurre un fallo de este tipo, es muy deseable indicar esa condición al conductor del vehículo e iniciar alguna forma segura de lógica de recuperación y modo temporal de funcionamiento. Estas acciones notificarán al conductor que se requiere una acción de corrección y minimizarán la posibilidad de que la transmisión sufra un daño mecánico o se comporte de una forma no intencionada.

A fin de responder adecuadamente a un fallo relacionado con los solenoides, se debe implantar un sistema de detección fiable de los fallos. Aunque se pueden encontrar ejemplos en la técnica anterior de sistemas de detección de fallos, tales sistemas típicamente son complicados, no pueden detectar una amplia variedad de fallos relacionados con los solenoides, o no pueden ser implantados de forma fiable en todas las configuraciones de control de las transmisiones. Un problema particular con los sistemas de detección de fallos de la técnica anterior es su incapacidad de ser fiablemente implantados en configuraciones de circuitos excitadores del solenoide del lado bajo, como por ejemplo configuraciones en las que sea deseable que permitan utilizar una unidad de control electrónica menos complicada y de bajo precio en el control de la transmisión.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un sistema y un procedimiento de detección de fallos mejorados los cuales minimizan o superan los problemas de la técnica anterior.

El sistema de detección de fallos de la presente invención incluye un circuito excitador de solenoide para activar y desactivar el solenoide, un circuito de detección de la corriente para detectar la corriente en el solenoide y un circuito de conmutación del suministro de potencia para conectar y desconectar selectivamente el suministro de tensión desde el circuito excitador del solenoide. También está incluido un circuito de procesamiento que está conectado y controla el circuito excitador del solenoide, el circuito de detección de la corriente y el circuito de conmutación del suministro de potencia. El circuito de procesamiento implanta una lógica de detección de los fallos en la que el circuito de procesamiento detecta la corriente en el solenoide y, si la corriente detectada excede de un valor de la corriente previamente determinado durante un período de tiempo previamente determinado, desconecta el suministro de tensión desde el circuito excitador del solenoide y mide la velocidad de decaimiento de la tensión en el circuito excitador del solenoide para determinar si existe un fallo de circuito abierto o un fallo de cortocircuito.

Otros objetos y ventajas de la presente invención se harán evidentes a partir de la lectura en la siguiente descripción de la realización preferida tomada conjuntamente con los dibujos anexos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de accionamiento del cambio de tres posiciones, accionado por fluido utilizado conjuntamente con la presente invención.

La figura 2 es una ilustración esquemática de una transmisión compuesta que utiliza ventajosamente el sistema de accionamiento de la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección de una realización preferida de la transmisión de la figura 2.

La figura 4 ilustra un modelo típico de cambio y relaciones de transmisión típicas para la transmisión de la figura 2.

La figura 5 es una representación gráfica de una fuerza variable aplicada por el conjunto de accionamiento de la presente invención en respuesta a una modulación variable de la amplitud del impulso de la válvula de suministro controlada individual o la presión variable del fluido proporcionada de ese modo a la primera cámara.

La figura 6 es una ilustración esquemática de un sistema de accionamiento del cambio accionado por fluido para el embrague de gama de la transmisión.

La figura 7 es un diagrama esquemático del circuito de un control del solenoide de la presente invención.

Las figuras 8 y 9 son diagramas de flujo de la programación de la unidad de control electrónica de implanta la lógica de detección de los fallos de la presente invención.

Descripción de la realización preferida

En la descripción siguiente se utilizará cierta terminología por conveniencia como referencia sólo y no será limitativa. Los términos "hacia arriba", "hacia abajo", "hacia la derecha" y "hacia la izquierda" designarán direcciones en los dibujos a las cuales se hace referencia. Los términos "hacia delante" y "hacia atrás" se referirán respectivamente a los extremos frontal y posterior de la transmisión como está convencionalmente montada en el vehículo, siendo respectivamente hacia los lados izquierdo y derecho de la transmisión, como se ilustra en la Figura 2. Los términos "hacia dentro" y "hacia fuera" se refieren, respectivamente, a direcciones hacia y desde el centro geométrico del dispositivo y a las piezas designadas del mismo. Dicha terminología incluye los términos específicamente mencionados antes, derivados de los mismos y términos de sentido similar.

El término "transmisión compuesta" se utiliza para designar una transmisión de cambio de velocidades o de cambio de engranajes provista de una sección principal de la transmisión y una unidad del tren de accionamiento auxiliar, como por ejemplo una sección auxiliar de la transmisión, conectadas en serie en la que la reducción de la relación de transmisión seleccionada en la sección principal de la transmisión puede estar compuesta por una reducción adicional de la relación de transmisión seleccionada en la sección auxiliar de la transmisión. El término "cambio hacia arriba" como se utiliza aquí significará el cambio desde una relación de transmisión de velocidad más baja a una relación de transmisión de velocidad más alta y el término "cambio hacia abajo" como se utiliza aquí significará el cambio desde una relación de transmisión de velocidad más alta a una relación de transmisión de velocidad más baja. Los términos "engranaje de baja velocidad" o "engranaje bajo" como se utilizan aquí designarán la relación de transmisión utilizada para el funcionamiento a la velocidad relativamente más baja hacia delante en una transmisión (esto es, un conjunto de engranajes provisto de la relación de transmisión más alta de la reducción del árbol de salida con relación a la velocidad del árbol de entrada de la transmisión). "Conjunto de embrague sincronizado" y términos de sentido similar designarán un conjunto de embrague utilizado para acoplar de forma no giratoria un engranaje seleccionado a un árbol por medio de un embrague positivo en el que se evita el intento de acoplamiento de dicho embrague hasta que los elementos del embrague estén girando substancialmente sincronizados y medios de relativamente gran capacidad de fricción están asociados a los elementos de embrague y son suficientes, al inicio de un acoplamiento del embrague, para causar que los elementos del embrague y todos los elementos que giran con el mismo giren a una velocidad sustancialmente sincronizada.

El sistema de accionamiento del cambio de tres posiciones, accionado por fluido, 10 de la presente invención y el conjunto de pistón de accionamiento de tres posiciones 12 utilizado con él, pueden ser especialmente utilizados ventajosamente como un accionamiento del embrague del divisor en una transmisión compuesta 110, como se ilustra en las figuras 2-4.

La transmisión 110 incluye una sección principal 112 y una sección auxiliar 114, ambas contenidas dentro de un alojamiento 116. El alojamiento 116 incluye una pared extrema delantera 116A y una pared extrema posterior 116B, pero no una pared intermedia.

El árbol de entrada 118 transporta el engranaje de entrada 120 fijo para girar con el mismo y define una bolsa de abertura hacia atrás 118A en donde se guía una prolongación de diámetro reducido 158A del árbol de salida 158. Puede estar provisto un casquillo antifricción 118B o similar en el orificio ciego o bolsa 118A. El extremo anterior del árbol de entrada 118 está sostenido mediante el rodamiento 118C en la pared extrema delantera 116A, mientras que el extremo posterior 158C del árbol de salida 158 está sostenido por el conjunto de rodamientos 158D en la pared extrema posterior 116B. El conjunto de rodamientos 158D puede ser un par de rodamientos cónicos opuestos o un sólo rodamiento de bolas o rodillos, como se ilustra en la figura 3.

El árbol motor 146, que transporta los embragues 148 y 150 del árbol motor, y el embrague del divisor 180 del árbol motor tienen la forma de un cuerpo generalmente tubular 146A provisto de una superficie exterior 146B estriada exteriormente y un orificio pasante 146C que se extiende axialmente para el paso del árbol de salida 158. Las horquillas de cambio 152 y 154 están provistas para los embragues de cambio 148 y 150, respectivamente. El árbol motor 146 gira independientemente con respecto al árbol de entrada 118 y al árbol de salida 158 y preferiblemente es libre de realizar movimientos radiales limitados con relación a los mismos.

La sección principal 112 incluye dos conjuntos de árboles intermedios 122 de la sección principal sustancialmente idénticos, comprendiendo cada uno de ellos, un árbol intermedio 124 de la sección principal que transporta los engranajes 130, 132, 134, 136 y 138 del árbol intermedio fijados al mismo. Los pares de engranajes 130, 134, 136 y 138 están constantemente engranados con el engranaje de entrada 118, los engranajes 140 y 142 del árbol motor y el loco 157, que se engrana con el engranaje 144 de marcha atrás del árbol motor, respectivamente.

El árbol intermedio 124 de la sección principal se extiende hacia atrás dentro de la sección auxiliar, en donde su extremo posterior 124A está sostenido directa o indirectamente en la pared extrema posterior 116B del alojamiento.

La sección auxiliar 114 incluye dos conjuntos de árboles intermedios auxiliares 160 sustancialmente idénticos, incluyendo cada uno de ellos, un árbol intermedio auxiliar 162 que transporta los engranajes 168, 170 y 172 del árbol intermedio auxiliar para girar con el mismo. Los pares de engranajes 168, 170 y 172 del árbol intermedio auxiliar están constantemente engranados con el engranaje de divisor 174, el engranaje de divisor/gama 176 y el engranaje de gama 178, respectivamente. El embrague del divisor 180 está fijado al árbol motor 146 para embragar selectivamente tanto el engranaje 174 como el engranaje 176 al mismo, mientras que el embrague de gama sincronizado 182 está fijado al árbol de salida 158 para embragar selectivamente tanto el engranaje 176 como el engranaje 178 al mismo. Preferiblemente, el embrague del divisor es colocado axialmente mediante una horquilla de cambio 180A controlada por el sistema de accionamiento de la presente invención.

Los árboles intermedios auxiliares 162 son generalmente de forma tubular y definen un orificio pasante 162A para recibir las prolongaciones posteriores de los árboles intermedios 124 de la sección principal. Los rodamientos o los casquillos 162B y 162C están provistos para sostener giratoriamente el árbol intermedio auxiliar 162 en el árbol intermedio 124 de la sección principal. El rodamiento 162D sostiene directa o indirectamente los extremos posteriores de los árboles intermedios 124 y 162 en la pared extrema posterior 116B.

La estructura y la función del collar de embrague de mordazas de doble accionamiento 180 son sustancialmente idénticas a la estructura y el funcionamiento de los collares de embrague deslizantes 148 y 150 utilizados en la sección principal en la transmisión 112 y la función del conjunto de embrague sincronizado de doble accionamiento 182 es sustancialmente idéntica a la estructura y a la función de los conjuntos de embragues sincronizados de doble accionamiento de la técnica anterior, ejemplos de los cuales se pueden ver con referencia a las patentes americanas US Nº 4,462,489; 4,125,172 y 2,667,955. El conjunto de embrague sincronizado 182 ilustrado es del tipo de pasador descrito en la patente americana anteriormente mencionada US Nº 4,462,489.

Cuando se utiliza conjuntamente con el sistema de accionamiento 10 de la presente invención, el embrague de mordazas del divisor 180 es un conjunto de embrague de tres posiciones el cual puede ser selectivamente colocado en las posiciones más hacia la derecha (directa) o más a la izquierda (superdirecta) para engranar tanto el engranaje 176 como el engranaje 174, respectivamente, al árbol motor 146 o en una posición intermedia no engranado (neutra). La posición neutra se refiere a la gama de posiciones intermedias del embrague 180 en el que no están engranados al árbol motor 146 el engranaje 174 ni el 176.

Como se puede ver con referencia a las Figuras 2-4, colocando axialmente selectivamente tanto el embrague del divisor 180 como el embrague de gama 182 en las posiciones axiales anterior y posterior de los mismos, se pueden proporcionar cuatro relaciones distintas de la rotación del árbol motor en relación con la rotación del árbol de salida. De acuerdo con ello, la sección auxiliar de la transmisión 114 es una sección auxiliar de tres niveles del tipo combinado de gama y de divisor que proporciona cuatro velocidades o relaciones de accionamiento que se pueden seleccionar entre la entrada (árbol motor 146) y la salida (árbol de salida 158) de la misma. La sección principal 112 proporciona una velocidad de marcha atrás y tres velocidades hacia delante que potencialmente se pueden seleccionar. Sin embargo, una de las relaciones de transmisión hacia delante de la sección principal que se pueden seleccionar, las relaciones de transmisión de baja velocidad asociadas con el engranaje del árbol motor 142, no se utilizan en la gama alta. Por lo tanto, la transmisión 110 es adecuadamente designada como una transmisión del tipo "(2 + 1) x (2x2)" que proporciona nueve o diez velocidades hacia delante que se pueden seleccionar, dependiendo de la conveniencia y la factibilidad de dividir la relación de transmisión de velocidades bajas.

El modelo de desplazamiento del cambio de velocidades de la transmisión 110 está esquemáticamente ilustrado en la Figura 4. Las divisiones en la dirección vertical en cada posición de la palanca del cambio de velocidades significan cambios del divisor mientras que el movimiento en la dirección horizontal desde las patas 3/4 y 5/6 del modelo en H a las patas 7/8 y 9/10 del modelo en H significa un cambio desde la gama baja hasta la gama alta de la transmisión. Como se ha descrito antes, el cambio del divisor se lleva a cabo de la manera usual por medio de un botón o similar del divisor accionado por el conductor del vehículo, generalmente un botón colocado en la manilla de la palanca del cambio de velocidades, mientras que el funcionamiento del conjunto del desplazamiento del embrague de gama es una respuesta automática al movimiento de la palanca del cambio de velocidades entre las patas central y más hacia la derecha del modelo de desplazamiento, como se ilustra en la Figura 6. Los dispositivos de cambio de gama de este tipo general son conocidos en la técnica anterior y se pueden ver con referencia a las patentes americanas números US 3,429,202; 4,455,883; 4,561,325; 4,663,725 y 4,974,468.

Con referencia otra vez a la Figura 4 y suponiendo que sea deseable que la transmisión tenga pasos de relaciones de transmisión generalmente iguales, los pasos de las relaciones de la sección principal deben ser generalmente iguales, el paso del divisor debe ser generalmente igual a la raíz cuadrada de los pasos de las relaciones de transmisión de la sección principal y el paso de gama debe ser igual aproximadamente al paso de la relación de la sección principal elevada a la potencia N^{TH} en donde N es igual al número de pasos de la relación de transmisión de la sección principal que tienen lugar en ambas gamas (esto es, N=2 en la transmisión 110 (2 + 1) x (2x2)). Dadas las relaciones de transmisión ideales deseadas, se seleccionan los engranajes a aproximadamente esas relaciones de transmisión seleccionadas. En el ejemplo anterior, los pasos del divisor son aproximadamente el 33.3% mientras que en el paso de gama es aproximadamente 316%, lo cual es generalmente adecuado para una sección principal de una transmisión "2+1" provista de pasos de aproximadamente el 78%, ya que la raíz cuadrada de 1,78 es igual a aproximadamente 1,33 y 1,78 elevado a la segunda potencia (esto es, N = 2) es igual a aproximadamente 3,16.

Para ciertos sistemas de transmisiones mecánicas por lo menos parcialmente automáticas que utilizan transmisiones mecánicas similares a la transmisión 110 ilustrada en las figuras 2-4 puede ser deseable bajo ciertas condiciones de funcionamiento causar que el embrague de mordazas del divisor 180 se desplace y permanezca en la posición neutra del mismo y variar la fuerza aplicada a la horquilla del cambio 180A y al embrague 180. El conjunto de pistón de accionamiento del cambio 12 y el sistema de accionamiento 10 de la presente invención proporciona medios relativamente simples, baratos y fiables de proporcionar estas características deseables de control del embrague del divisor.

Con referencia a la figura 1, el conjunto de pistón de accionamiento de tres posiciones, accionado por fluido, 12 incluye un cuerpo del cilindro de dos piezas 14, que incluye una pieza del cuerpo principal 14A y una tapa extrema 14B. El cuerpo del cilindro define un orificio ciego 16 desde el cual se extiende un árbol del pistón 18 que transporta un accionamiento del cambio de velocidades como por ejemplo la horquilla de cambio 180A para el movimiento axial con el mismo. El orificio ciego 16 incluye una parte de diámetro interior agrandado 16A, una parte de diámetro interior reducido 16B y una parte de diámetro interior intermedio 16C interpuesta entre las partes de diámetro interior grande y pequeño. Resaltes 16D y 16E, respectivamente, están definidos en las intersecciones de las partes del orificio 16A y 16C y las partes del orificio 16C y 16B, respectivamente. A título de ejemplo, para transmisiones resistentes, los diámetros interiores 16F, 16G y 16H de las partes del orificio 16A, 16B y 16C, respectivamente, pueden ser de aproximadamente 2,203 pulgadas, 1,197 pulgadas y 1,850 pulgadas, respectivamente.

Un elemento del pistón de área diferencial agrandada 20 está deslizantemente y herméticamente recibido en la parte del orificio agrandado 16A y está fijado al árbol 18 para el movimiento axial con el mismo. El pistón 20 define una cara grande encarada hacia la izquierda 20A y una cara menor encarada hacia la derecha 20B.

El árbol 18 es recibido deslizantemente en la parte del orificio de diámetro menor 16B y transporta un elemento tubular anular del pistón 22 en la superficie del diámetro exterior 18A del mismo. El elemento tubular anular del pistón 22 define una superficie de diámetro interior 22A deslizantemente y herméticamente transportada por la superficie de diámetro exterior 18A del árbol 18 y una superficie de diámetro exterior 22B deslizantemente y herméticamente recibida en la parte de diámetro intermedio 16C. El pistón tubular 20 define también una cara del pistón encarada hacia la izquierda 22C.

Aunque el árbol 18 está ilustrado conjuntamente con la horquilla de cambio 180A, también puede ser utilizado para accionar otros dispositivos como por ejemplo mecanismos de cambio de los tipos ilustrados en la patente americana US Nº 4,920,815.

El movimiento axial hacia la derecha del pistón tubular anular 22 con relación al árbol 18 está limitado por el elemento de tope 24, mientras el movimiento axial hacia la izquierda del pistón 22 con relación al árbol 18 está limitado por la cara del pistón 20B. El movimiento axial hacia la derecha del pistón tubular 22 con relación al orificio 16 y al cuerpo 14 está limitado por el resalte 16E. La cara del pistón 20A y la parte del orificio 16A definen una primera cámara 26 conectada mediante el paso 28 a un conducto A del fluido selectivamente comprimido y vaciado, mientras la cara del pistón 20B, la parte del orificio 16A y la cara hacia la izquierda 22C del pistón tubular secundario 22 definen una segunda cámara 30 conectada mediante un paso 32 a un conducto constantemente bajo presión B.

Puede estar provisto un sensor de posición 34 para proporcionar una señal de entrada indicativa de la posición axial del árbol 18 y de la horquilla de cambio 180A. Como se ilustra, la horquilla de cambio 180A puede ser desplazada completamente hacia la izquierda para acoplar la relación de transmisión del divisor de la superdirecta (es decir, el engranaje 174 engranado al árbol motor 146), desplazada completamente hacia la derecha para acoplar la relación de transmisión del divisor de la directa (es decir, el engranaje 176 engranado al árbol motor 146), o centrada en el área de la posición neutra (el árbol motor 146 no está acoplado a ninguno de los engranajes 174 ó 176).

Puede estar provisto un control basado en microprocesador (o una unidad de control electrónico (ECU – Electronic Control Unit)) 36 para recibir diversas señales de entrada 38 las cuales se vuelven a procesar de acuerdo con reglas lógicas previamente determinadas para emitir señales de salida de mandato 40 a los diversos accionamientos del sistema, como por ejemplo el conjunto de válvula controlada por solenoide modulado por la amplitud del impulso 42 utilizado para controlar la presurización y el vaciado del conducto A y de la cámara del pistón 26. Controles de este tipo son conocidos en la técnica anterior, como se puede ver con referencia a las patentes americanas US Nº 4,360,060; 4,595,986; 5,281,902 y 5,445,126.

Una fuente de aire regulado y filtrado a bordo 44, generalmente desde el compresor del vehículo, está constantemente conectada directamente a la cámara 30 a través del conducto B y del paso 32 en el cuerpo 14. La cámara 26 se puede conectar selectivamente mediante el conducto A y el paso 28 a la fuente 44 o a la atmósfera (ATMO), dependiendo de la posición del conjunto de válvula controlada por solenoide modulado por la amplitud del impulso, dos posiciones y tres vías 42. En un vehículo resistente típico, la fuente de aire comprimido 44 estará regulada a aproximadamente 80 libras por pulgada cuadrada.

El control basado en microprocesador 36 puede recibir señales de entrada de una conexión de datos electrónicos, como por ejemplo aquellas conforme a los protocolos industriales tales como SAE J1922, SAE J1939 e ISO 11898 y desde diversos sensores tales como los sensores indicativos de la posición del pedal del acelerador, de la velocidad del vehículo, la velocidad del árbol de transmisión, la velocidad del motor, el momento de torsión del motor, de la palanca de cambio y de la manipulación del selector del divisor, la condición del embrague maestro y similares. El control 36 también puede emitir señales de salida de mandato 40 para visualizar dispositivos, a los accionamientos de la sección principal de la transmisión y de la sección de gama, los controles del motor, los accionamientos del embrague maestro, los accionamientos del retardador de la línea de transmisión y similares. El control 36 también puede emitir señales de salida de mandato al conjunto de válvula controlada por solenoide modulado por la amplitud del impulso 42.

Puede estar provisto un sensor 158E (figura 3) para proporcionar una señal indicativa de la velocidad de giro del árbol salida 158 (también indicativa de la velocidad del vehículo) y puede estar provisto un sensor 60 (figura 2) para proporcionar una señal indicativa del funcionamiento del conmutador del selector del divisor 62 colocado en la palanca de cambio 64.

Es importante indicar que cuando el árbol del pistón 18/la horquilla de cambio 180A (figura 1) está en la posición neutra y el pistón tubular 22 está en el tope 24 (lo cual es la consecuencia natural de mantener constantemente bajo presión la cámara 30), entonces el pistón tubular 22 estará en contacto con el resalte 16E. De acuerdo con ello, si el árbol 18/la horquilla 180A es desplazado en la dirección de la superdirecta (hacia la izquierda), la cara 22C del pistón 22 aplicará una fuerza hacia la derecha en el árbol y en la horquilla (aproximadamente 130 libras en el ejemplo actual), fuerza la cual cesará repentinamente cuando el árbol 18/la horquilla 180A se desplace hacia neutra o en la dirección de accionamiento de la directa (hacia la derecha) desde neutra. Este comportamiento es utilizado para controlar la colocación del accionamiento de tres posiciones 12, como se describirá con mayor detalle más adelante.

La figura 5 es una representación gráfica de las fuerzas aplicadas a la horquilla de cambio 180A a diversos grados de modulación de la amplitud del impulso, dependiendo de la colocación de la horquilla y suponiendo las dimensiones establecidas antes y una fuente de fluido comprimido a 80 libras por pulgada cuadrada (es decir, 20A = 2,203 pulgadas; 20B = 1,197 pulgadas; 20C = 1,850 pulgadas; y la fuente 44 = 80 libras por pulgada cuadrada). En la figura 5, el porcentaje de modulación de la amplitud del impulso (% PWM - Pulse Width Modulation) varía desde una modulación del 0% (completamente activado) hasta una modulación del 100% (ninguna activación en el tiempo) y la fuerza positiva está en la dirección de la directa (hacia la derecha), mientras la fuerza negativa está en la dirección de la superdirecta (hacia la izquierda). La línea 50 representa las fuerzas aplicadas a la horquilla si la horquilla es desplazada a la dirección de la superdirecta (hacia la derecha) de la neutra, mientras la línea 52 representa las fuerzas aplicadas a la horquilla si la horquilla es desplazada a la dirección de la directa (hacia la izquierda) de la neutra. A cualquier nivel dado de modulación de la amplitud del impulso de la válvula controlada por solenoide 42, o en la correspondiente presurización resultante del conducto A, la diferencia entre las líneas 50 y 52 es la aproximadamente 130 libras de fuerza hacia la derecha que el pistón tubular proporcionará si la horquilla 180A se coloca en el lado izquierdo (superdirecta) de la neutra.

A título de ejemplo, si está acoplada en superdirecta, si se manda una modulación del 0% (es decir, activación completa) de la válvula controlada por solenoide 42, la horquilla será desviada desde la posición de superdirecta hacia la posición neutra con aproximadamente 220 libras de fuerza hasta alcanzar la neutra (línea 50) y entonces será desviada con aproximadamente 90 libras de fuerza desde la neutra hasta la posición de directa (línea 52). De forma similar, a una modulación del 20% (es decir, la válvula activada el 80% del tiempo), la horquilla será forzada hacia la neutra con aproximadamente 170 libras de fuerza y entonces desde la neutra a la directa con aproximadamente 40 libras de fuerza.

Como se representa mediante la línea 54, a una modulación de aproximadamente el 38% (es decir, la válvula de solenoide activada el 62% del tiempo), sin tener en cuenta la posición de la horquilla, la horquilla será desviada hacia la posición neutra con aproximadamente 65 libras de fuerza y entonces será parada repentinamente en la posición neutra. Teóricamente a una modulación aproximadamente del 28% (línea 56) hasta una modulación aproximadamente del 52% (línea 58), la horquilla será desviada hacia la neutra con diversas cantidades de fuerza y permanecerá cerca o en la posición neutra.

De acuerdo con ello, utilizando el sistema de accionamiento de tres posiciones 10 de la presente invención se proporciona un accionamiento provisto de tres posiciones que se pueden seleccionar y que se pueden mantener y una fuerza de accionamiento selectivamente variables, requiriendo sólo un único conjunto de válvula controlada por solenoide modulado por la amplitud del impulso 42.

En el sistema ilustrado, una modulación desde el 0% hasta aproximadamente el 28% dará como resultado que el accionamiento cambie a la posición de directa, una modulación desde aproximadamente el 28% hasta el 52% dará como resultado que el accionamiento cambie a la neutra y una modulación desde aproximadamente el 52% hasta el 100% dará como resultado que el accionamiento cambie a la posición de superdirecta. Alternativamente, se pueden obtener los mismos resultados simplemente proporcionando una fuente variable de presión al conducto A mediante una fuente selectivamente variable entre 0 libras por pulgada cuadrada y 80 libras por pulgada cuadrada. Las características de funcionamiento del sistema 10 se pueden variar, como se requiera, variando las áreas efectivas relativas de las caras del pistón 20A, 20B y 20C.

El conjunto de válvula 42 incluye un solenoide 42A para controlar la colocación de elemento de válvula de dos posiciones 42B. Un control del solenoide 42C, accionado mediante señales de mandato 40 desde la ECU 36, está provisto para activar y desactivar selectivamente las bobinas del solenoide 42A desde una fuente a bordo (no representada) de potencia eléctrica, como por ejemplo una batería o un alternador. Todo o parte del control 42C puede ser integral con la ECU 36. La válvula puede ser de la estructura ilustrada en la patente americana anteriormente mencionada US Nº 5,661,998.

La tensión V aplicada a la válvula de solenoide 42 afecta directamente al tiempo de respuesta de la válvula y, por lo tanto, a los valores de la modulación de la amplitud del impulso que resultan en el estado neutro. Este tiempo de respuesta de la válvula puede variar en más de un factor de 2 sobre la gama de 9 hasta 18 voltios de corriente continua bajo la cual funcionará un sistema a bordo típico. La tensión del sistema V es detectada por el control 42C y provista a la ECU 36 para ajustar el valor de la modulación de la amplitud del impulso de la válvula de forma que el divisor consiga el estado neutro. El control del solenoide 42A, por lo tanto, se realiza como una función variable de la tensión detectada V aplicada al solenoide. En particular, los tiempos de respuesta (y, por lo tanto, el período de tiempo requerido entre la iniciación y la terminación del proceso) se consideran que varían inversamente con la tensión detectada.

El tiempo de respuesta de la desconexión de la válvula está afectado directamente por la corriente máxima en la bobina. Se emplea un circuito 46 en la ECU y un control 42C que efectúa una nueva pasada de la corriente en la bobina de la válvula de solenoide a un valor inferior y constante, sin tener en cuenta la tensión en la bobina. Partiendo cada vez del mismo punto, los tiempos de desconexión de la válvula son muy constantes y, de ese modo, los efectos variables de los niveles de corriente en la bobina se reducen en gran medida.

Un contacto de presión cargado por resorte 48 que ajusta dentro de una muesca 50 en la varilla del divisor 18 o pistón se utiliza para mantener el pistón del divisor 20 en neutro. Este contacto de presión cargado por resorte o fiador aumenta la gama de valores de la modulación de la amplitud del impulso que mantienen el divisor en estado neutro requiriendo una fuerza adicional para desplazarlo fuera de este estado. El fiador está diseñado de tal forma que proporciona una fuerza añadida para sostener el pistón en neutro durante las condiciones de la modulación de la amplitud del impulso pero no demasiada fuerza como para que reduzca el tiempo de respuesta del cilindro cuando se desplaza de neutro a engranado.

Cuanto mayor es el orificio del flujo de la válvula y de los conductos, menor es la gama de la modulación de la amplitud del impulso que resultará en el estado neutro para el pistón del divisor. Esto es debido a que en los orificios mayores fluye tanto aire que la válvula sólo se puede abrir durante un tiempo muy corto antes de que la presión en el cilindro alcance un punto que el divisor se desplace a través de neutro.

Puesto que la misma válvula 42B utilizada para el pistón del divisor también se puede utilizar para el pistón de gama (uno que requiere flujo elevado, si se requiere), se añadió un orificio o reductor 52 entre la válvula de solenoide del divisor 42B y la cámara del pistón del divisor 26 para mejorar esta situación. Esto incrementa significativamente la gama de la modulación de la amplitud del impulso para conseguir el neutro y permite utilizar válvulas comunes para los pistones del divisor y de gama.

El conjunto de válvula controlada por solenoide 42 se ha descrito antes conjuntamente con un conjunto de pistón de accionamiento de tres posiciones, accionado por fluido, 12 para controlar la horquilla de cambio 180A del embrague del divisor 180. Un conjunto válvula similar se puede utilizar conjuntamente con un conjunto de pistón de gama para controlar la horquilla de desplazamiento del embrague de gama 182. Una realización ejemplar preferida de un conjunto de válvula de este tipo y del conjunto de pistón de gama se representa en la figura 6.

La figura 6 muestra un sistema de accionamiento del cambio accionado por fluido 10' y un conjunto de pistón de accionamiento 12' utilizado en el mismo. Las estructuras del sistema 10' y del conjunto 12' son sustancialmente similares al sistema 10 y el conjunto 12 descritos antes conjuntamente con la figura 1. Sin embargo, el árbol del pistón 18' transporta un accionamiento del cambio como por ejemplo una horquilla de cambio 182A (para el movimiento axial con el mismo) el cual coloca axialmente el embrague de gama 182. Además, el sistema 10' no incluye una muesca ni un contacto de presión cargado por resorte, como por ejemplo la muesca 50 y el contacto de presión 48 de la figura 1. Adicionalmente, (con fines de flujos altos) el sistema 10' preferiblemente no incluye un reductor como el reductor 52 de la figura 1.

La figura 6 muestra también un conjunto de válvula controlada por solenoide 42' que está controlado por una ECU 36' la cual preferiblemente es la misma ECU 36. El conjunto de válvula 42' incluye dos (2) elementos de la válvula de dos posiciones 42B', con la posición de cada uno controlada por un solenoide 42A'. Cada solenoide 42A' es selectivamente activado y desactivado mediante un control del solenoide 42C', cada uno de los cuales es accionado por señales de mandato 40' desde la ECU 36'. Todo o parte de cada control de solenoide 42C' puede ser integral con la ECU 36'. Los elementos de válvula 42B' son preferiblemente de la misma estructura que el elemento de válvula 42B descrito antes conjuntamente con el conjunto de pistón del divisor de la figura 1.

La ECU 36' recibe diversas señales de entrada 38' las cuales son procesadas de acuerdo con reglas lógicas previamente determinadas para emitir señales de salida de mandato 40' al conjunto de válvula controlada por solenoide 42' para controlar la presurización y el vaciado de ambos, el conducto A' (y la cámara del pistón 26') y el conducto B' (y la cámara del pistón 30'). En particular, la cámara 26 se puede conectar selectivamente mediante el conducto A' y el paso 28' a una fuente de aire a presión 44' (preferiblemente la misma que la fuente 44 de la figura 1) o a la atmósfera (ATMO), dependiendo de la posición de uno de los elementos de la válvula 42B'. La cámara 30' es selectivamente conectada mediante el conducto B' y el paso 32' a la fuente 44' o a la atmósfera (ATMO), dependiendo de la posición del otro elemento de la válvula 42B'. De una manera conocida por los expertos en la técnica, tal presurización y vaciado de la cámara 26' y la cámara 30' controla el movimiento del árbol del pistón 18' y de la horquilla de cambio 182A y por lo tanto la posición del embrague de gama 182.

La figura 7 muestra una realización ejemplar preferida de un circuito de control del solenoide 300 el cual puede estar caracterizado como un circuito "excitador del solenoide de lado bajo". Como se describe más adelante, este circuito se utiliza preferiblemente en el control del solenoide 42C de la figura 1 y en los controles de los solenoides 42C' de la figura 6. El circuito 300 incluye un suministro de potencia MOSFET Q10 provisto de su drenaje conectado a un suministro de potencia 302 que proporciona, en la realización preferida, la tensión de la batería del vehículo de típicamente 12-14 voltios. Un amplificador A1 recibe una señal de control del suministro de potencia desde una unidad de control electrónico (preferiblemente que sirve para ambas la ECU 36 y la ECU 36') a través de la conexión 304 y pasa esta señal a la puerta del MOSFET Q10. Cuando el MOSFET Q10 es accionado (CONECTADO) mediante una señal de tensión apropiada en su puerta, la tensión del suministro de potencia es suministrada al punto P1. El punto P1 está eléctricamente conectado a un divisor de la tensión que comprende las resistencias R17 y R18, con un punto de prueba T1 conectado a la entrada digital de la ECU. El divisor de la tensión funciona para convertir la tensión del suministro en el punto P1 a 0-5 voltios en el punto de prueba T1 de forma que pueda ser leída por la ECU como una señal digital de la tensión de entrada. También está conectado eléctricamente al punto P1 un solenoide el cual puede ser el solenoide 42A de la figura 1 o uno de los solenoides 42A' de la figura 6. Conectado en paralelo con el solenoide hay un diodo D32 en serie con una resistencia R132.

El circuito 300 también incluye un excitador del solenoide MOSFET Q13 el cual, cuando es accionado (CONECTADO) mediante una señal de tensión apropiada en su puerta, activa el solenoide (suponiendo que se proporciona al solenoide la tensión de suministro desde el suministro de potencia 302) y pasa la corriente del solenoide a través de una resistencia R9 a masa. Entre el MOSFET Q13 y la resistencia R9 hay un punto de prueba T2 que está eléctricamente conectado al amplificador A2. Cuando el MOSFET Q13 esta CONECTADO y se activa el solenoide, la tensión que entra en el amplificador A2 (la tensión en el punto de prueba T2 la cual es la caída de tensión a través de la resistencia R9) es proporcional a la corriente a través del solenoide. Después de ser electrónicamente escalada y filtrada por medios conocidos por los expertos en la técnica, esta señal de tensión es suministrada a través de la conexión 306 a la entrada analógica de la ECU, por las razones descritas más adelante. La conexión 306 también alimenta de vuelta esta señal de tensión (indicativa de la corriente del solenoide) a un amplificador de control de la corriente del solenoide A3 el cual la combina con una señal de solicitud del nivel de corriente del solenoide recibida de la ECU a través de la conexión 308 (que está apropiadamente escalada a una señal de tensión analógica). La señal de la tensión de salida del amplificador A3 es suministrada a la entrada de un circuito de control 310 el cual también recibe una señal de solicitud CONEXIÓN/DESCONEXIÓN del excitador del solenoide desde la ECU a través de la conexión 312. El circuito de control 310 determina si el MOSFET Q13 está o no está excitado y por lo tanto si el solenoide está o no está activado (suponiendo que se proporciona al solenoide la tensión de suministro desde el suministro de potencia 302). La señal de la tensión desde el amplificador A3 funciona como un control de la modulación de la amplitud del impulso el cual puede ser utilizado por el circuito 310 para controlar el nivel de la corriente del solenoide.

En la realización preferida, el circuito de control 310 es una puerta NO. También, en la realización preferida, la resistencia R17 es una resistencia de 3920 ohm, la resistencia R18 es una resistencia de 5111 ohm, la resistencia R312 es una resistencia de 3 ohm y la resistencia R9 es una resistencia de 0,1 ohm.

En la realización preferida descrita más adelante, el circuito de control del solenoide 300 está implantado en el interior del control del solenoide 42C de la figura 1 (utilizado conjuntamente con el control del solenoide 42A, la válvula 42B y finalmente el embrague del divisor 180) y en el interior de los dos controles de los solenoides 42C' de la figura 6 (utilizado conjuntamente con el control de los solenoides 42A', las válvulas 42B' y finalmente el embrague de gama 182). Un suministro de potencia común 302, MOSFET Q10 y un amplificador A1 se utilizan preferiblemente en todos los tres circuitos de control del solenoide 300 implantados de ese modo, de tal forma que un transistor controla el suministro de potencia a los tres solenoides (el solenoide 42A y los dos solenoides 42A'). Sin embargo, en otras realizaciones, cada circuito de control del solenoide 300 puede estar completamente separado, incluyendo un suministro de potencia separado 302 para cada uno. Tales realizaciones alternativas son menos preferidas debido a las consideraciones de los elevados costes asociadas con más de uno de tales suministros de potencia 302. Además de los componentes comunes mencionados antes, se utiliza preferiblemente un divisor de la tensión común (que consta de resistencias R17 y R18 con el punto de prueba T1 entre ellas) en los tres circuitos 300.

La ECU está programada con la lógica de detección de fallos de la presente invención la cual está implantada conjuntamente con los circuitos de control del solenoide 300 para detectar fallos en el solenoide 42A o en los solenoides 42A'. En las figuras 8 y 9 se representan diagramas de flujo ejemplares preferidos de la programación de la ECU en la que está implantada la lógica de detección de fallos. Por motivos de simplicidad, los diagramas de flujo se dirigen a la detección de fallos dentro de sólo uno de los tres solenoides. Por supuesto, en la realización preferida, la lógica de detección de fallos se aplica igualmente a los otros dos solenoides.

Con referencia primero a la figura 8, la lógica de detección de fallos empieza con el bloque 398 el cual se ejecuta durante el funcionamiento normal de la programación de la ECU. En el bloque 398, el programa hace que se inicialice en cero un contador, "contador 1", en preparación para su utilización en la programación siguiente. El programa entonces procede al bloque 400 en el que periódicamente se hace un muestreo de la corriente en el solenoide mediante la ECU a través de la conexión 306 de su circuito de control del solenoide 300 (como se ha descrito antes en relación con la figura 7). Si el solenoide que se empieza a comprobar para ver los fallos no está inicialmente activado (cuando se ejecuta la lógica de detección de fallos), el bloque 400 hace que la ECU active brevemente el solenoide (proporcionando una señal de excitación apropiada a la puerta del MOSFET Q13) de forma que la corriente fluye y se suministra una señal indicativa de la tensión de la corriente a la ECU a través de la conexión 306. Como es conocido por los expertos en la técnica, la duración de una activación de este tipo se mantiene en un mínimo de forma que la válvula asociada con el solenoide no sea accionada inadvertidamente.

El programa procede entonces al bloque 402 el cual determina si la corriente del solenoide del que se hace el muestreo es o no es anormalmente "baja" (por debajo de un valor de corriente previamente determinado) durante más de un período de tiempo previamente determinado. En la realización preferida, el valor de la corriente previamente determinado (con el cual se compara la corriente del solenoide) es un valor que representa aproximadamente la mitad de la corriente que normalmente se espera en el solenoide cuando está en sus condiciones de funcionamiento de corriente entonces. Por ejemplo, en una realización, la corriente normal del solenoide (para un solenoide inicialmente activo) está en la gama de 1-1,3 amperios y el valor de la corriente previamente determinado (con el cual se compara el valor real de la corriente) es apropiadamente 500 miliamperios. El período de tiempo previamente determinado dependerá de si el solenoide ha sido inicialmente activado o si ha sido activado brevemente a fin de hacer un muestreo de la corriente (como se ha descrito antes). Si el solenoide se activó inicialmente, el período de tiempo previamente determinado preferiblemente es aproximadamente 100 milisegundos. Si el solenoide no se activó inicialmente, el período de tiempo previamente determinado preferiblemente es aproximadamente 300 milisegundos.

Si el bloque 402 determina que la corriente del solenoide del que se hace un muestreo no está por debajo del valor de la corriente previamente determinado durante más del período de tiempo previamente determinado ("NO"), entonces la posibilidad de fallo del solenoide no se indica (o probable) y el programa procede a otras partes de la programación de la ECU.

Si, sin embargo, el bloque 402 determina que la corriente del solenoide del que se hace un muestreo está por debajo del valor de la corriente previamente determinado durante más del período de tiempo previamente determinado ("SÍ"), entonces existe la posibilidad de que el solenoide tenga un fallo. Los fallos posiblemente indicados incluyen (1) un devanado de la bobina del solenoide abierto, (2) un devanado de la bobina del solenoide cortocircuitado, (3) los cables de potencia del lado bajo del solenoide están cortocircuitados a masa y (4) los cables de potencia del solenoide están abiertos. El programa procede entonces al bloque 406 el cual causa que se ejecute el PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO representado en la figura 9. El PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO, descrito con mayor detalle más adelante, retorna con un resultado "no concluyente", un resultado de "fallo de abierto" (que corresponde tanto al fallo (1) como al (4) indicados antes), o un resultado de "fallo de corto circuito" (que corresponde tanto al fallo (2) como al (3) indicados antes). El programa procede entonces al bloque 408 el cual determina si se ha retornado o no a un resultado de fallo ("abierto" o "corto circuito"). Si es así ("SÍ"), el programa procede al bloque 410 el cual causa que la ECU accione la transmisión en un modo de funcionamiento apropiado de "recuperación de fallos" el cual está diseñado para evitar el dañado de la transmisión, o un funcionamiento de transmisión indeseado, a pesar de la existencia de un fallo del solenoide. La manera de seleccionar el modo de recuperación de fallos apropiado depende, por lo menos en parte, de si el resultado del fallo es un resultado de "fallo de abierto" o de "fallo de corto circuito", así como del estado de la transmisión cuando se detecta el fallo. El bloque 410 preferiblemente también causa que la ECU indique el fallo detectado al conductor del vehículo. Preferiblemente, para este propósito se emplea una lámpara de aviso en la manilla del cambio del conductor y preferiblemente identifica el solenoide defectuoso mediante la implantación de una velocidad específica de parpadeo para ese solenoide particular (códigos de parpadeo).

Si, sin embargo, el bloque 408 determina que no se ha retornado ("NO") a un resultado de fallo de ("abierto" o "cortocircuito"), entonces se debe haber retornado a un resultado "no concluyente" y el programa procede al bloque 412. Un resultado "no concluyente" ocurre cuando la corriente del solenoide ha caído anormalmente pero el PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO no es capaz de detectar el fallo del solenoide. Un resultado "no concluyente" de este tipo puede ser causado por una variedad de circunstancias, muy particularmente cuando el vehículo ha experimentado un caso de interferencia electromagnética EMI (electromagnetic interference). Un caso de interferencia electromagnética puede accionar BAJO en las líneas de entrada analógicas de la ECU, resultando en una lectura errónea de "bajo" de la corriente del solenoide que dispara el PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO del fallo del solenoide. Puesto que el caso de interferencia electromecánica normalmente es de corta duración, un vehículo puede ser capaz de "rodar a través" en un caso de este tipo hasta que las líneas de entrada analógica de la ECU vuelvan a la normalidad y las lecturas de la corriente de las que se hace un muestreo sean precisas otra vez. El bloque 412 facilita un intento de "rodar a través". El bloque 412 determina si el "contador 1" es igual o no a 6. Si no ("NO"), entonces el programa procede al bloque 414 el cual añade uno al contador y el programa hace un bucle hacia atrás al bloque 400 para hacer un muestreo otra vez de la corriente del solenoide, empezando de ese modo otro ciclo lógico de detección del fallo. Por medio de los bloques 412 y 414, el programa repite el ciclo de la lógica de detección del fallo siete veces (en la realización preferida), intentando de ese modo esperar que pase un caso de interferencia electromecánica (o bien otras causas de resultado "no concluyente"). Si, durante uno de estos siete ciclos, termina la causa del resultado "no concluyente" y la corriente de la que se hace un muestreo vuelve a niveles normales, entonces el bloque 402 causará que el programa salga de la lógica de detección de fallo y proceda a otras partes de la programación de la ECU. Si, sin embargo, a través del período de siete ciclos, el bloque 402 determina continuamente que está presente una corriente anormalmente baja y los resultados "no concluyentes" reaparecen continuamente del procedimiento del PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO, entonces el bloque 412 determinará eventualmente que el contador 1 cuente a 6 ("SÍ") y el programa procede al bloque 416. El bloque 416 causa entonces que la ECU accione la transmisión en un modo apropiado de recuperación de fallos e indica el "fallo no concluyente" detectado al conductor del vehículo (preferiblemente de la manera descrita antes en relación con el bloque 410). En esta situación, existe un problema con el solenoide, pero es un problema que el PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO no ha sido capaz de identificar.

Con referencia ahora a la figura 9, se muestra el PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO que es ejecutado por el bloque 406 de la figura 8. El procedimiento empieza con el bloque 450 que causa que sean inicializados a cero dos contadores, "contador 2" y "contador 3" en preparación para su utilización en la programación siguiente. A continuación, el bloque 452 empieza una "prueba de circuito abierto del solenoide", el propósito de la cual es detectar la posible existencia de un "fallo de abierto" como por ejemplo un devanado abierto de la bobina del solenoide o cables de potencia del solenoide abiertos. En la realización preferida, el bloque 452 causa que los otros dos solenoides (aquellos que no son el sujeto actual de la lógica de detección de fallos) estén (o permanezcan) desactivados. El propósito de esta desactivación es aislar el solenoide potencialmente defectuoso (los tres solenoides comparten un suministro de potencia común 302 en la realización preferida) de forma que la "prueba de decaimiento" descrita más adelante esté afectada únicamente por el solenoide potencialmente defectuoso. La desactivación se consigue a través de señales de control apropiadas desde la ECU al circuito de control 310 de cada circuito de control del solenoide 300 de los solenoides, por lo que cada excitador de solenoide MOSFET Q13 de los solenoides se desconecta. El bloque 452 también causa que el solenoide potencialmente defectuoso sea (o permanezcan) activado mediante una señal de excitación apropiada a la puerta de su excitador MOSFET Q13.

El programa procede entonces al bloque 454 el cual causa que la ECU DESCONECTE el suministro de potencia MOSFET Q10 de forma que la tensión de suministro de potencia se deje de suministrar al punto P1 del circuito 300 (figura 7). En este momento, empieza una "prueba de decaimiento" por lo que la tensión en el punto P1 empieza a decaer a una cierta velocidad. A medida que decae la tensión, el divisor de tensión del circuito 300 convierte la tensión de decaimiento a 0-5 voltios en el punto de prueba T1. Después de un período de tiempo previamente determinado (aproximadamente 40 milisegundos en la realización preferida), el bloque 454 causa que la ECU lea la tensión en el punto de prueba T1 como una tensión de entrada digital. Si la tensión en el punto P1 ha decaído (durante el período de tiempo de 40 milisegundos) hasta un extremo tal que la tensión convertida en el punto de prueba T1 caiga por debajo de aproximadamente 0,8 voltios (en la realización preferida), entonces la ECU leerá digitalmente el valor T1 de la tensión como un estado lógico BAJO. Por otra parte, la ECU leerá digitalmente el valor de la tensión T1 como un estado lógico ALTO si la tensión T1 es de 0,8 voltios o mayor. (En la realización preferida que utiliza los valores de las componentes del circuito 300 establecidos antes, una tensión de 0,8 voltios en el punto de prueba T1 corresponde a una tensión de 1,4 voltios en el punto P1). Después de que la ECU haya leído el estado lógico en el punto de prueba T1, el bloque 454 causa entonces que la ECU CONECTE el suministro de potencia MOSFET Q10 de forma que se suministre otra vez tensión de suministro de potencia al punto P1 del circuito 300 y causa que los tres solenoides vuelvan a sus estados originales activados o no activados. Esta reconexión de la tensión de suministro de potencia y el retorno de los solenoides a sus estados originales debe ser llevada a cabo dentro de un período de tiempo particular a fin de evitar cambios indeseados de la válvula que puedan afectar al funcionamiento de la transmisión. Experimentalmente se determinó que un período de tiempo de aproximadamente 90 milisegundos es un período de tiempo apropiado para que el bloque 454 lleve a cabo las restauraciones descritas.

Después del bloque 454, entonces el programa procede al bloque 456 el cual determina si el estado lógico leído por la ECU en el punto de prueba T1 es o no es ALTO. Si es así ("SÍ"), entonces se supone que el solenoide tiene un "fallo de abierto" y el programa procede al bloque 458. La razón para este supuesto es que un solenoide activado, sin un "fallo de abierto" causará una descarga rápida de energía por lo que el estado lógico en el punto de prueba T1 sería leído como BAJO. El hecho de que no tenga lugar una descarga rápida de este tipo es claramente indicativo de la existencia de un "fallo de abierto". Sin embargo, antes de aceptar el supuesto de un "fallo de abierto" como un hecho, es deseable, en la realización preferida, repetir la "prueba de circuito abierto del solenoide" a fin de confirmar los resultados. El bloque 458 facilita una confirmación de este tipo. El bloque 458 determina si el contador "contador 2" es igual o no a 2. Si no ("NO"), entonces el programa procede al bloque 460 el cual añade uno al contador y en programa realiza un bucle hacia atrás al bloque 452 para empezar otra "prueba de circuito abierto del solenoide". Por medio de los bloques 458 y 460, el programa repite la prueba tres veces (en la realización preferida). Si, durante uno de estos tres ciclos de prueba, el estado lógico en el punto de prueba T1 es leído como BAJO, entonces no se consigue la confirmación y el bloque 456 causará la salida de la prueba. Si, sin embargo, el bloque 456 determina que el estado lógico es ALTO en tres ciclos consecutivos de prueba, entonces se consigue la confirmación y el bloque 458 determinará eventualmente que el contador 2 cuente a 2 ("SÍ"). El programa procede entonces al bloque 462 el cual causa que el PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO vuelva a un resultado "fallo de abierto" al bloque 406 de la figura 8.

En la realización preferida, el supuesto de un "fallo de abierto" se puede confirmar de otra manera cuando el solenoide posiblemente defectuoso sea el solenoide 42A de la figura 1 (el cual se utiliza en el accionamiento del conjunto de pistón del divisor 12) y el solenoide posiblemente defectuoso esté originalmente activado (cuando se inició la lógica de detección de fallo). En estas circunstancias, si la horquilla de cambio del divisor 180A desliza a neutro, entonces existe una alta probabilidad de que esté presente un "fallo de abierto". Por lo tanto, la detección mediante la ECU de un deslizamiento de este tipo (cuando existen las circunstancias apropiadas) puede servir como confirmación de un "fallo de abierto" y se incluye en la lógica del bloque 458 (o en cualquier otro sitio) en la realización preferida. Puesto que el deslizamiento anteriormente mencionado es muy indeseable, la inclusión de una lógica de este tipo es especialmente preferible puesto que acelera la identificación del fallo en esas circunstancias.

Volviendo ahora al bloque 456, si determina que el estado lógico leído por la ECU en el punto de prueba T1 no es ALTO ("NO"), entonces el programa procede al bloque 464. El bloque 464 empieza una "prueba de solenoide cortocircuitado", el propósito de la cual es detectar la posible existencia de un "fallo de cortocircuito" como por ejemplo un devanado de la bobina del solenoide cortocircuitado o cuando los cables de potencia del lado bajo del solenoide están cortocircuitados a masa. Al igual que el bloque 452, el bloque 464, en la realización preferida, causa que los otros dos solenoides (aquellos que no son el sujeto presente de la lógica de detección de fallo) estén (o permanezcan) desactivados, para el propósito descrito antes. El bloque 464, sin embargo, causa también que el solenoide posiblemente defectuoso sea (o permanezca) desactivado DESCONECTANDO su excitador MOSFET Q13.

El programa procede entonces al bloque 466 el cual lleva a cabo las mismas operaciones que el bloque 454 descritas antes. Después del bloque 466, el programa procede al bloque 468 el cual determina si el estado lógico leído por la ECU en el punto de prueba T1 es o no es BAJO. Si es así ("SÍ"), entonces se supone que el solenoide tiene un "fallo de cortocircuito" y programa procede al bloque 470. La razón para este supuesto es que un solenoide desactivado, sin un "fallo de cortocircuito", resultará en una descarga lenta de energía (durante la "prueba de decaimiento") por lo que el estado lógico en el punto de prueba T1 sería leído como ALTO. El hecho de que, en cambio, tenga lugar una descarga rápida es claramente indicativo de un "fallo de cortocircuito". Sin embargo, antes de aceptar el supuesto de un "fallo de cortocircuito" como un hecho, es deseable, en la realización preferida, repetir la "prueba de solenoide cortocircuitado" a fin de confirmar los resultados. De la forma similar a lo descrito antes con relación a los bloques 458 y 460, los bloques 470 y 472 facilitan una confirmación de este tipo repitiendo tres veces la prueba (en la realización preferida). Si, durante uno de estos tres ciclos, el estado lógico en el punto de prueba T1 es leído como ALTO, entonces no se consigue la confirmación y el bloque 468 causará la salida de la prueba. Si, sin embargo, el bloque 468 determina que el estado lógico es BAJO en tres ciclos consecutivos de prueba, entonces se consigue la confirmación y el bloque 470 determinará eventualmente que el contador 3 cuente a 2 ("SÍ"). El programa procede entonces al bloque 474 el cual causa que el PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO vuelva a un resultado "fallo de cortocircuito" al bloque 406 de la figura 8.

En la realización preferida, el supuesto de un "fallo de cortocircuito" se puede confirmar de otra manera cuando el solenoide posiblemente defectuoso sea el solenoide 42A (utilizado en el accionamiento del conjunto de pistón del divisor 12) y el solenoide posiblemente defectuoso esté originalmente desactivado (cuando se inició la lógica de detección de fallo). En estas circunstancias, si la horquilla de cambio del divisor 180A desliza a neutro, existe entonces una alta probabilidad de que esté presente un "fallo de cortocircuito". Por lo tanto, la detección mediante la ECU de un deslizamiento de este tipo (cuando existen las circunstancias apropiadas) puede servir como confirmación de un "fallo de cortocircuito" y se incluye preferiblemente en la lógica del bloque 470 (o en cualquier otro sitio) acelerando ventajosamente de ese modo la identificación del fallo en esas circunstancias.

Volviendo ahora al bloque 468, si determina que el estado lógico leído por la ECU en el punto de prueba T1 no es BAJO ("NO"), entonces el programa procede al bloque 476. El bloque 476 causa que el PROCEDIMIENTO DE DIAGNÓSTICO vuelva a un resultado "no concluyente" al bloque 406 de la figura 8.

Aunque la realización preferida de la presente invención se ha descrito antes en relación con un circuito excitador del lado bajo del solenoide, la lógica de detección de fallos de la presente invención puede, por supuesto, implantarse con otras configuraciones apropiadas del circuito. Además, la presente invención se puede implantar para la detección de fallos en solenoides utilizados en cualquier parte de una transmisión así como en otros sistemas no relacionados con las transmisiones.

Aunque la realización preferida de la presente invención ha sido descrita con cierto grado de particularidad, se pueden realizar diversos cambios en la forma y en los detalles sin salirse del ámbito de la invención como se reivindica aquí más adelante.

Claims (1)

1. Sistema para detectar fallos relacionados con los solenoides en un conjunto de accionamiento controlado por solenoide, dicho sistema comprendiendo:

un suministro de potencia que proporciona la tensión de suministro;

un circuito excitador del solenoide para activar y desactivar selectivamente el solenoide;

un circuito de detección de la corriente para detectar la corriente en el solenoide;

un circuito de conmutación del suministro de potencia para conectar y desconectar selectivamente dicha tensión de suministro desde dicho circuito excitador del solenoide; y

un circuito de procesamiento conectado y que controla dicho circuito excitador del solenoide, dicho circuito de detección de la corriente y dicho circuito de conmutación del suministro de potencia, dicho circuito de procesamiento implantando la lógica de detección de fallos por lo que dicho circuito de procesamiento detecta la corriente en el solenoide, caracterizado porque si dicha corriente detectada excede de un valor de la corriente previamente determinado durante un período de tiempo previamente determinado, dicha unidad de proceso desconecta dicha tensión de suministro de dicho circuito excitador del solenoide y mide la velocidad de decaimiento de la tensión en dicho circuito excitador del solenoide para determinar si existe un fallo de circuito abierto o un fallo de cortocircuito.