ES2257278T3 - Procedimiento de control de una transmision automatica en funcion del perfil de la carretera. - Google Patents
Procedimiento de control de una transmision automatica en funcion del perfil de la carretera.Info
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Abstract
Procedimiento de mando de una transmisión automática del tipo que comprende a la salida del motor un convertidor de par asociado a un mecanismo de cambio de velocidades, en función del perfil de la carretera, que se basa en una medición del par motor Cm, en una estimación de la pendiente Pe de la carretera, y en la comparación de esta estimación con, al menos, un valor de umbral Pumbral, de modo que se impone a la transmisión, al menos, una primera ley de paso adaptada a las subidas de pendientes si Pe > Pumbral y, al menos, una segunda ley de paso adaptada a los otros perfiles de carretera si Pe < Pumbral; caracterizado porque el cálculo de la pendiente de la carretera Pe se efectúa en un calculador de la transmisión en función del par aplicado a las ruedas del vehículo Crueda, que se calcula en función, por una parte, de un valor de par de turbina Ct que entra en el mecanismo de cambio de velocidades, que depende de una medición del par motor Cm efectuada por la unidad de control del motor y transmitido a la unidad de control de la transmisión y, por otra, del par de pérdidas Cpérd. del citado mecanismo en el punto de funcionamiento considerado.
Description
Procedimiento de control de una transmisión
automática en función de perfil de la carretera.
La presente invención se refiere al mando de las
transmisiones automáticas, especialmente, de los vehículos de
carretera.
Ésta se aplica al mando de las transmisiones
automáticas del tipo que comprenden a la salida del motor un
convertidor de par asociado a un mecanismo de cambio de velocidades,
por ejemplo, de tren epicicloidal.
Su puesta en práctica en un calculador
electrónico de transmisión automática, permite adaptar el mando de
la transmisión al perfil de la carretera.
El procedimiento de mando propuesto se basa en
una medición del par motor, en una estimación de la pendiente de
la carretera, y en la comparación de esta estimación con uno o
varios valores de umbral, de modo que se impone a la transmisión,
al menos, una primera ley de paso adaptada a las subidas de
pendientes o, al menos, una segunda ley de paso adaptada a los
otros perfiles de carretera, según los resultados de esta
comparación.
En los sistemas de mando conocidos, la unidad de
control de la transmisión elabora ella misma la señal de par
motor, a partir de una cartografía establecida en función del ángulo
de apertura de la mariposa de gases (en el caso de un motor de
gasolina), y del régimen del motor.
Este método clásico da solamente una estimación
imprecisa del perfil de la carretera, especialmente en razón de
las disposiciones introducidas a nivel de la información de par
tenida en cuenta. Además, con los pedales de aceleración
"eléctricos", la información del ángulo de apertura de la
mariposa no es del todo representativa del nivel de par facilitado
por el motor, y la estimación del par basada en una cartografía
pierde, igualmente, cualquier representatividad.
Por otra parte, los trabajos de puesta a punto
previos a cualquier cálculo de par motor por explotación de una
cartografía, son relativamente largos y complejos, porque es
necesario ajustar de modo preciso cada punto de la cartografía, en
función de las pérdidas, generalmente, mal conocidas.
Finalmente, en fase de puesta a punto, cualquier
modificación de las características de regulación de la unidad de
control del motor necesita un ajuste de las características de
regulación de control de la transmisión.
La elaboración de la información de par motor en
el seno del calculador de una caja de velocidades automática
plantea, por tanto, un cierto número de dificultades, que penalizan
de modo importante la explotación de esta información en la
adaptación del mando al perfil de la carretera.
La invención pretende superar estas dificultades,
y optimizar la toma en consideración del perfil de la carretera en
el mando de una transmisión automática.
En el documento
DE-A-41.12.557, se describe un
método de cálculo del ángulo de inclinación de la carretera sobre
la base de un cálculo del par de salida de la transmisión realizado
en la unidad de control de la transmisión. Una disposición de este
tipo no permite tener en cuenta de manera eficaz la influencia del
convertidor, cuando un dispositivo de este tipo está insertado
entre el motor y la transmisión propiamente dicha. Por el documento
DE-A-197 08 528 se conoce un
procedimiento de mando que comprende todas las características del
preámbulo de la reivindica-
ción 1.
ción 1.
La invención propone que la unidad de control de
la transmisión explote una señal de par elaborada previamente por
la unidad de control del motor del vehículo, para determinar el
conjunto de los esfuerzos resistentes aplicados al vehículo, y
para adaptar las decisiones de cambio de relación de transmisión al
perfil de la carretera, eligiendo, por ejemplo, entre leyes de paso
"normales" y leyes de paso adaptadas, esencialmente, a las
subidas de pendientes. De acuerdo con un modo de realización
particular de la invención, la suma de los esfuerzos resistentes
aplicados al vehículo, o pendiente equivalente de la carretera, es
función del par aplicado a las ruedas, de la masa del vehículo, del
radio medio de las ruedas, de la velocidad de desplazamiento del
vehículo, y de su aceleración.
De acuerdo con la invención, el par en las ruedas
se calcula, especialmente, en función del par de turbina que entra
en el mecanismo de cambio de velocidades, y del par perdido en el
seno del mecanismo, en el punto de funcionamiento considerado.
Otras características y ventajas de la presente
invención aparecerán de modo más claro con la lectura de la
descripción que sigue de un modo de realización particular de ésta,
en relación con el dibujo anejo, cuya figura única ilustra la
puesta en práctica.
En la figura, el primer dato relativo a la
transmisión que se menciona es el deslizamiento del convertidor g,
obtenido haciendo la relación entre el régimen de turbina
\omega_{t} (régimen de salida del convertidor o régimen de
entrada del mecanismo de cambio de velocidades) y el régimen motor
\omega_{m} (régimen de entrada en el convertidor) (etapa de
cálculo 1).
A partir del deslizamiento g, la unidad de mando
de la transmisión determina, sobre la base de una cartografía que
traduce las características de funcionamiento del convertidor, un
factor K(g) de amplificación del par motor en el
convertidor, función de g (etapa 2).
El factor K(g) y el valor del par motor
C_{m}, transmitido por la unidad de control del motor, permiten
a la unidad de control de la transmisión calcular el par aplicado
por la turbina del convertidor, o par de entrada en el mecanismo
de cambio de velocidades, C_{t} (etapa 3).
C_{t} se utiliza para calcular el par de
pérdidas C_{pérd.} de la transmisión automática en el punto de
funcionamiento considerado (etapa 4). Este cálculo se efectúa, por
ejemplo, a partir de gráficos de banco, y sobre la base del par de
turbina C_{t}, del régimen de turbina \omega_{t}, de la
relación de transmisión N seleccionada por la transmisión, de la
temperatura del aceite de la caja \theta_{aceite}, … etc.
El valor C_{pérd.} = f(C_{t},
\omega_{t}, N, \theta_{aceite} …) así calculado, y el par
de turbina C_{t}, se explotan conjuntamente en la etapa 5, para
calcular el par en la rueda C_{rueda} del modo siguiente:
C_{rueda} =
[C_{t} - C_{pérd.}] . rel \
(N),
Siendo rel (N) la relación de desmultiplicación
referida a la rueda dividida por la relación de transmisión N.
Es posible, entonces, determinar los esfuerzos
resistentes del vehículo, o la pendiente equivalente P_{e}, del
modo siguiente (etapa 6), siendo g_{p} la constante de la
gravedad:
P_{e} =
[C_{rueda}/r - \ ^{1}/_{2} \ \rho . \ S_{cx} . V^{2} - M .
g_{p} . k_{r}] / [M(N) . g_{p}] - [\gamma _{med}/g_{p}],
expresión en la
cual:
- M es la masa del vehículo,
- M(N) es la masa del vehículo referida a
la relación de transmisión N, teniendo en cuenta las inercias de
la transmisión en función de la relación de transmisión N y las de
las ruedas,
- r es el radio medio de las ruedas,
- V la velocidad de desplazamiento del
vehículo,
- \gamma_{med} se obtiene de la velocidad V
por derivación, o sea \gamma_{med} = dV/dt,
- S_{cx} es el coeficiente de penetración en el
aire del vehículo,
- \rho es la densidad del aire,
- k_{r} es la resistencia a la rodadura.
Finalmente, el valor del equivalente P_{e} así
calculado se compara con un umbral de pendiente preestablecido
P_{umbral} (etapa 7), de modo que se impone una ley de paso
adaptada a las subidas de pendientes, denominada ley de "subida
de pendientes" si P_{e} > P_{umbral}, y otras leyes de
paso de velocidades "normales", adaptadas a los otros perfiles
de carretera, si P_{e} < P_{umbral}. La invención, sin
embargo, no está limitada al caso de una transmisión que disponga
de una sola ley de subida de pendientes, y se aplica de modo
análogo a cualquier transmisión que disponga de varias leyes de
subidas de pendientes, previendo, por ejemplo, comparar la
pendiente equivalente con diferentes umbrales escalonados de modo
apropiado.
Como se indicó anteriormente, la masa del
vehículo M(N) es diferenciada según la relación de
transmisión N, de modo que se tengan en cuenta las inercias de
rotación del conjunto de la transmisión, así como las de las
ruedas, en cada relación de transmisión.
Por otra parte, hay que observar que el cálculo
de los esfuerzos resistentes, o pendiente equivalente de la
carretera, tiene en cuenta las pérdidas internas del mecanismo de
cambio de velocidades, que son función del par de entrada en ésta
(par de turbina C_{t}), de su régimen de entrada
(\omega_{t}), de la relación engranada N, y de la temperatura
del aceite \theta_{aceite} del mecanismo. En efecto, es
necesario tener en cuenta estas pérdidas, que pueden representar
del 5% al 20% del par de entrada y, por tanto, si se despreciaran,
podrían alterar en grandes proporciones la determinación de los
esfuerzos resistentes.
Claims (9)
1. Procedimiento de mando de una transmisión
automática del tipo que comprende a la salida del motor un
convertidor de par asociado a un mecanismo de cambio de
velocidades, en función del perfil de la carretera, que se basa en
una medición del par motor C_{m}, en una estimación de la
pendiente P_{e} de la carretera, y en la comparación de esta
estimación con, al menos, un valor de umbral P_{umbral}, de modo
que se impone a la transmisión, al menos, una primera ley de paso
adaptada a las subidas de pendientes si P_{e} > P_{umbral}
y, al menos, una segunda ley de paso adaptada a los otros perfiles
de carretera si P_{e} < P_{umbral}; caracterizado
porque el cálculo de la pendiente de la carretera P_{e} se
efectúa en un calculador de la transmisión en función del par
aplicado a las ruedas del vehículo C_{rueda}, que se calcula en
función, por una parte, de un valor de par de turbina C_{t} que
entra en el mecanismo de cambio de velocidades, que depende de una
medición del par motor C_{m} efectuada por la unidad de control
del motor y transmitido a la unidad de control de la transmisión y,
por otra, del par de pérdidas C_{pérd.} del citado mecanismo en
el punto de funcionamiento considerado.
2. Procedimiento de mando de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la pendiente
equivalente de la carretera P_{e} es, también, función de la masa
del vehículo M(N), del radio medio de las ruedas r, de la
velocidad de desplazamiento del vehículo V, y de su aceleración
\gamma_{med}.
3. Procedimiento de mando de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque el par de pérdidas
C_{pérd.} se calcula en función del par de la turbina C_{t},
del régimen de turbina \omega_{t}, y de la relación de
transmisión engranada N.
4. Procedimiento de mando de acuerdo con las
reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado porque la unidad de
control de la transmisión determina el par de la turbina C_{t}
multiplicando el par motor C_{m} por un coeficiente de
amplificación K(g) del convertidor, función del deslizamiento
g de éste.
5. Procedimiento de mando de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque el factor de
amplificación K(g) se determina por cartografía.
6. Procedimiento de mando de acuerdo con las
reivindicaciones 3, 4 o 5, caracterizado porque el par de
pérdidas C_{pérd.} tiene en cuenta la temperatura del aceite
\theta_{aceite} del mecanismo.
7. Procedimiento de mando de acuerdo con una de
las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque la masa
M(N) es la masa del vehículo referida a la relación de
transmisión engranada N, teniendo en cuenta las inercias de la
transmisión sobre esta relación de transmisión, y las de las
ruedas.
8. Procedimiento de mando de acuerdo con una de
las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque la
pendiente equivalente P_{e} tiene en cuenta el coeficiente de
penetración en el aire S_{cx} del vehículo, la densidad del aire
\rho, y un coeficiente de resistencia a la rodadura k_{r}.
9. Procedimiento de mando de acuerdo con una de
las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque la
pendiente equivalente P_{e} es igual a
1/M(N).g[C_{rueda}/r
- \ ^{1}/_{2} \ \rho . \ S_{cx} . V^{2} - M . g_{p} .
k_{r}]-[\gamma _{med}
/g],
expresión en la
cual:
- M es la masa del vehículo,
- M(N) es la masa del vehículo referida a
la relación de transmisión N, teniendo en cuenta las inercias de
la transmisión en función de la relación de transmisión N y las de
las ruedas,
- r es el radio medio de las ruedas,
- V la velocidad de desplazamiento del
vehículo,
- \gamma_{med} se obtiene de la velocidad V
por derivación, o sea \gamma_{med} = dV/dt,
- S_{cx} es el coeficiente de penetración en el
aire del vehículo,
- \rho es la densidad del aire,
- k_{r} es la resistencia a la rodadura.
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