ES2257521T3

ES2257521T3 - Procedimiento de cambio de marcha descendente en una transmision automatizada.

Info

Publication number: ES2257521T3
Application number: ES02292793T
Authority: ES
Inventors: Bobo Sall
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2006-08-01
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: DE60216338D1; EP1310401B1; FR2832198A1; EP1310401A1; FR2832198B1; DE60216338T2

Abstract

Procedimiento de cambio de marcha descendente del tipo N/N-1 ó N/N-2 en una transmisión automatizada provista de un embrague de entrada y colocada bajo el control de un ordenador, que comprende una fase inicial de desembrague (1), una fase de cambio de velocidad (2) y una fase de reembrague (3), caracterizado porque dicha fase de reembrague (3) comprende una primera etapa (4) durante la cual se desarrollan un cierre parcial rápido del embrague y un mantenimiento de una utilización (7) del motor a un régimen objetivo, y una segunda etapa (5) durante la cual el deslizamiento del embrague es suprimido progresivamente por una acción controlada en los pares proporcionados por el motor y transmitidos por el embrague.

Description

Procedimiento de cambio de marcha descendente en una transmisión automatizada.

La presente invención se refiere a las transmisiones automatizadas, y más particularmente, a su comportamiento en los cambios de marcha descendentes.

Más precisamente, tiene por objeto las transmisiones automatizadas provistas de un embrague de entrada y colocadas bajo el control de un ordenador.

En este tipo de transmisión, los cambios de relaciones descendentes se realizan por definición con ruptura de par. Las transmisiones automatizadas integran una función de retrogradación de relanzamiento, durante la cual, en respuesta a una aceleración fuerte solicitada por el conductor, se activa el paso a una marcha inferior a fin de generar un aumento de par del motor. Puede resultar de ello una sensación de sacudidas para el conductor y sus pasajeros.

La publicación MERCEDES DE 19616 960 trata, a este respecto, de un dispositivo de embrague automatizado durante el "despegue" (arranque del vehículo) o el cambio de velocidad, en una transmisión asociada a un motor DIESEL.

La publicación se refiere a un procedimiento para la regulación de un embrague automatizado para un vehículo con motor de combustión, durante el "despegue" y/o el cambio de marcha, que comprende una regulación del régimen motor. Este último depende del par de explosión y está regulado en correspondencia con la posición del pedal del acelerador, de la velocidad del vehículo, de las instrucciones de velocidad y de la marcha puesta.

Este procedimiento comprende además una regulación del par de embrague, que gestiona este par en función de la diferencia entre una instrucción ligada a la posición del pedal del acelerador y el valor real del par en las ruedas que se deriva del par motor. Cuando las velocidades del motor y del primario de la caja son casi o totalmente síncronas, la regulación de par del embrague se termina y el embrague puede ser total y rápidamente cerrado de manera gobernada. En este tiempo, el par de accionamiento del motor se sitúa bajo la influencia del pedal y del comportamiento de la transmisión.

Gracias a este procedimiento conocido, los cambios de marchas se efectúan sin sacudidas. Sin embargo, no se llega a disminuir de manera significativa los tiempos de rotura de par, segundo objetivo que los constructores se fijan actualmente.

Para alcanzar este objetivo, la invención consiste en una estrategia de reembrague anticipado, cuando se efectúan cambios de marcha descendentes de relanzamiento, por medio de un restablecimiento rápido de la aceleración del vehículo, después de colocar la marcha objetivo. En efecto, el reembrague anticipado permite reducir notablemente la sensación de longitud de la rotura de par y consiste en establecer lo más rápidamente posible, después de colocar la marcha a alcanzar, el par de tracción del vehículo por un cierre controlado del embrague y una recuperación del par motor mientras que el embrague está todavía deslizando.

La solución propuesta consiste pues en gobernar conjuntamente el motor térmico y el embrague con vistas a restablecer rápidamente la aceleración del vehículo en un primer tiempo, y después en controlar el deslizamiento del embrague para que la anulación del deslizamiento se haga sin sacudidas. La anulación del deslizamiento del embrague corresponde a la llegada del régimen motor al sincronismo.

El primer objetivo, un restablecimiento rápido de la aceleración del vehículo, impone hacer crecer rápidamente el par a transmitir por el embrague porque cuando el embrague desliza, se tiene

Crowes = Cemb*Rboite*Rdes*\eta

Crowes = par en las ruedas

Cemb = par transmisible por el embrague

Rboite = marcha de la caja de velocidades

Rdesc = marcha del descenso

\eta = rendimiento de la caja de velocidades

El segundo objetivo es la anulación del deslizamiento del embrague sin sacudidas. Cuando se anula el deslizamiento, el par de salida de embrague pasa súbitamente del par transmisible por el embrague al par suministrado por el motor. La separación entre estos dos pares se traduce en una sacudida de par en las ruedas en el momento de la anulación del deslizamiento seguido de rebotes.

Para evitar esto, es preciso reducir al mínimo la separación entre el par transmisible por el embrague y el par motor, lo que se traduce en cuidar el mantenimiento de un régimen motor casi constante cuando se anula el deslizamiento, como muestra la ecuación dinámica:

Cmot - Cemb = Jmot * d\omega mot/dt

Cemb = par transmisible por el embrague,

Cmot = par motor,

D\omegamot = régimen motor,

Jmot = inercia del motor.

La invención se refiere a un procedimiento de cambio de marcha descendente de relanzamiento del tipo N/N-1 o N/N-2 en una transmisión automatizada provista de un embrague de entrada y colocada bajo el control de un ordenador, que comprende una fase inicial de desembrague, una fase de cambio de velocidad y una fase de reem-
brague.

Este procedimiento se caracteriza porque dicha fase de reembrague comprende una primera etapa durante la cual se desarrollan un cierre parcial rápido del embrague y un mantenimiento de la utilización del motor a un régimen objetivo, y una segunda etapa durante la cual el deslizamiento del embrague es suprimido progresivamente por una acción controlada en los pares proporcionado por el motor y transmitido por el embrague.

Según otra característica de la invención, la utilización del motor a un régimen objetivo se limita a la fase del cambio de velocidades.

Según otra característica de la invención, el régimen objetivo al que se utiliza el motor corresponde a un valor teórico del régimen de sincronismo en la marcha objetivo aumentado en un valor predeterminado.

Según otra característica de la invención, el embrague y el motor son controlados simultáneamente durante la primera etapa de la fase de reembrague, de manera que se restablece rápidamente la aceleración o el par de tracción del vehículo.

Según otra característica de la invención, el embrague y el motor son controlados simultáneamente desde que se mete la marcha N-1 o N-2.

Según otra característica de la invención, el embrague y el motor son controlados de manera que se restablece una aceleración (o un par de tracción) del vehículo próxima a la aceleración (o al par de tracción) después del cambio de marcha.

Según otra característica de la invención, el embrague y el motor térmico son controlados de manera que se restablece una aceleración(o un par de tracción) del vehículo ligeramente superior a la aceleración (o al par de tracción) después del cambio de marcha.

Según otra característica de la invención, el embrague y el motor térmico son controlados de manera que se anula el deslizamiento del embrague sin sacudidas durante el reembrague.

Según otra característica de la invención, el embrague y el motor térmico son controlados de manera que se tiene una aceleración del motor próxima a cero cuando se procede a la anulación del deslizamiento.

Según otra característica de la invención, el ordenador de la transmisión dialoga con el ordenador de control del motor y gobierna el embrague para controlar el deslizamiento del embrague o el régimen motor durante el reembrague.

Según otra característica de la invención, el ordenador de la transmisión envía instrucciones de par o de régimen al ordenador del motor térmico durante el reembrague.

Según otra característica de la invención, la aceleración del régimen motor es controlada por el ordenador de la transmisión por medio de las instrucciones de pares o de regímenes entre el abandono de la marcha vigente y la adopción de la marcha objetivo.

Otras características de la invención aparecerán en la lectura de la descripción detallada que sigue, para la comprensión de la cual se hará referencia a los dibujos anexos siguientes:

- la figura 1 es una descomposición esquemática de un cambio de marchas N/N-1 o N/N-2, tal como se efectúa comúnmente.

- la figura 2 es una descomposición esquemática de la segunda fase característica del reembrague anticipado.

- la figura 3a es una representación de curvas, relativas a un cambio de marcha descendente de relanzamiento, que representa la evolución del régimen motor y la del régimen primario de la caja de velocidades en función del tiempo.

- la figura 3b es una representación de la curva, relativa a un cambio de marcha descendente de relanzamiento, que representa la evolución de la aceleración longitudinal del vehículo en función del tiempo.

La descomposición de un cambio de marcha entre una fase inicial 1, que va a permitir, por un desembrague y una descarga del par motor, transformar la decisión (a) de efectuar un cambio de marcha N/N-1 o N/N-2 en una situación (b) de apertura del embrague, una fase 2, que va a meter la marcha objetivo N-1 o N-2 (c) por el cambio de la velocidad, o bien sucesivamente el abandono de la marcha, la selección, la sincronización y la introducción, y una última fase 3, etapa de reembrague, que conduce a un cierre completo (d) del embrague que vuelve a aplicar el par motor, es conocida de la técnica anterior.

La presente invención se refiere a las etapas de introducción 2 de la marcha objetivo y de reembrague 3. La figura 2 detalla dicha fase de reembrague 3, ejecutada en tres etapas en los términos de la invención.

La estrategia de reembrague anticipado, objeto de la invención, toma efecto desde que se introduce (c) la marcha objetivo N-1 o N-2. Previamente a esta fase de reembrague 3, y paralelamente al cambio de velocidad en la fase de introducción 2, un programador asociado a la transmisión automatizada emite hacia un programador asociado al motor, instrucciones de par o de régimen para utilizar dicho motor a un régimen objetivo 7 definido por la suma al régimen de sincronismo en la marcha objetivo de un valor predeterminado. Se utiliza por tanto el motor a un régimen 7 ligeramente superior al régimen de sincronismo en la relación objetivo. Esto permitirá en la fase siguiente poder restablecer rápidamente la aceleración del vehículo mientras que el embrague está deslizando.

La etapa 4 procede entonces a un cierre parcial rápido del embrague. Durante toda esta fase, el ordenador de caja continúa utilizando el motor al mismo régimen objetivo. La utilización 7 del régimen motor puede tener en cuenta el par transmitido por el embrague para asegurar mejor dicha utilización. La utilización 7 del régimen motor permite mantener el deslizamiento de embrague y restablecer rápidamente la aceleración del vehículo haciendo crecer el par transmitido por el embrague sin que esto provoque sacudidas.

Se hace crecer el par transmitido por el embrague rápidamente hasta un nivel de referencia, nivel que puede depender del punto de funcionamiento (velocidad del vehículo, par motor....) y de variables surgidas de un análisis del estilo de conducción (deportividad,...).

La condición (e) de paso a la etapa 5 es haber obtenido por la operación precedente una aceleración o un par de salida próximo e idealmente ligeramente superior respectivamente a la aceleración o al par de salida teórico de fin de cambio de marcha.

Una etapa de control 5 sucede entonces a la etapa 4, teniendo dicha etapa por único objetivo la rapidez de ejecución. Durante la etapa 5, se controla el deslizamiento del embrague hasta hacerlo nulo (f) por una acción en los pares proporcionado por el motor y transmitido por el embrague; simultáneamente, la instrucción de par motor es enviada al par demandado por el conductor siguiendo una ley que depende del deslizamiento, de variables surgidas del vehículo (velocidad del vehículo, par motor....) y de variables surgidas de un análisis del estilo de conducción (deportividad....) y el embrague es gobernado para anular el deslizamiento del embrague y reducir al mínimo la desviación entre las aceleraciones del motor y el árbol primario de transmisión. Esta fase sirve para restablecer el par de tracción del vehículo imponiendo el par de embrague y para hacer caer rápidamente el régimen motor para limitar la disipación de energía en el embrague.

La última etapa 6 consiste entonces en cerrar completamente el embrague. Esta fase arranca cuando los regímenes motor y primario son prácticamente iguales. El embrague puede ser cerrado rápidamente sin que se sientan sacudidas.

Las instrucciones de par motor permanecen iguales al par que habría proporcionado el motor sin intervención de la transmisión automatizada.

La solución propuesta es aplicable a todo vehículo equipado con una transmisión automatizada y con un motor térmico de gasolina o diesel.

La transmisión automatizada está provista de un ordenador que controla el accionamiento del embrague de entrada y la mecánica interna de la caja. El motor de combustión de gasolina o diesel está provisto de una válvula mariposa motorizada, controlada por un ordenador. El ordenador de la transmisión emite solicitudes de pares lentos y rápidos durante los cambios de marchas hacia el ordenador de control del motor, y éste último asegura el funcionamiento del motor y es capaz de actuar sobre la válvula mariposa motorizada, el avance del encendido para los motores de gasolina y en el caudal de gasóleo para los motores diesel, en función de dichas solicitudes de pares lento y
rápido.

Las funciones aseguradas por los dos ordenadores de control motor y caja de velocidades robotizada pueden establecerse en un único ordenador.

En conclusión, la invención permite reducir el tiempo de ausencia de par que corresponde al tiempo durante el cual la aceleración del vehículo no corresponde a la pedida por el conductor. La rapidez buscada es esencial para una sensación de tiempo de ruptura de par muy corto. En efecto, cuando el vehículo haya alcanzado su aceleración al cabo del cambio de marcha, el conductor tendrá la sensación de que el cambio de marcha ha terminado incluso cuando el embrague se encuentra todavía deslizando.

La solución se podría extender a las cajas de velocidades automáticas.

No se limita la invención en absoluto al modo de realización descrito e ilustrado que sólo se da a título de ejemplo.

Claims

1. Procedimiento de cambio de marcha descendente del tipo N/N-1 ó N/N-2 en una transmisión automatizada provista de un embrague de entrada y colocada bajo el control de un ordenador, que comprende una fase inicial de desembrague (1), una fase de cambio de velocidad (2) y una fase de reembrague (3), caracterizado porque dicha fase de reembrague (3) comprende una primera etapa (4) durante la cual se desarrollan un cierre parcial rápido del embrague y un mantenimiento de una utilización (7) del motor a un régimen objetivo, y una segunda etapa (5) durante la cual el deslizamiento del embrague es suprimido progresivamente por una acción controlada en los pares proporcionados por el motor y transmitidos por el embrague.

2. Procedimiento de cambio de marcha descendente según la reivindicación 1, caracterizado porque la utilización (7) del motor a un régimen objetivo se inicia en la fase de cambio de velocidades (2).

3. Procedimiento de cambio de marcha descendente según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el régimen objetivo al que se utiliza el motor corresponde a un valor teórico del régimen de sincronismo en la marcha objetivo aumentado en un valor predeterminado.

4. Procedimiento de cambio de marcha descendente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el embrague y el motor son controlados simultáneamente durante la primera etapa (4) de la fase de reembrague (3), de manera que se restablece rápidamente la aceleración o el par de tracción del vehículo.

5. Procedimiento de cambio de marcha descendente según la reivindicación 4, caracterizado porque la primera etapa (4) de la fase de reembrague (3) se inicia desde que se mete la marcha N-1 o N-2.

6. Procedimiento de cambio de marcha descendente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el embrague y el motor son controlados de manera que se restablece una aceleración o un par de tracción del vehículo próximo respectivamente a la aceleración o al par de tracción después del cambio de marcha.

7. Procedimiento de cambio de marcha descendente según la reivindicación 6, caracterizado porque el embrague y el motor son controlados de manera que se restablece una aceleración o un par de tracción del vehículo ligeramente superior respectivamente a la aceleración o al par de tracción después del cambio de marcha.

8. Procedimiento de cambio de marcha descendente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el embrague y el motor son controlados de manera que se anula el deslizamiento del embrague sin sacudidas al final del cambio de marcha.

9. Procedimiento de cambio de marcha descendente según la reivindicación 8, caracterizado porque el embrague y el motor son controlados de manera que se tiene una aceleración del motor próxima a cero cuando tiene lugar la anulación del deslizamiento.

10. Procedimiento de cambio de marcha descendente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el ordenador de la transmisión dialoga con el ordenador de control del motor y gobierna el embrague para controlar el deslizamiento del embrague o el régimen motor durante el reembrague.

11. Procedimiento de cambio de marcha descendente según la reivindicación 10, caracterizado porque el ordenador de la transmisión envía instrucciones de par o de régimen al ordenador del motor térmico durante el reembrague.

12. Procedimiento de cambio de marcha descendente según la reivindicación 10, caracterizado porque la deceleración del régimen motor es controlada por el ordenador de la transmisión por medio de las instrucciones de pares o de regímenes entre el desacoplamiento de la marcha vigente y la introducción de la marcha objetivo.