ES2280162T3

ES2280162T3 - Procedimiento y dispositivo para controlar el motor y la transmision en un vehiculo automovil.

Info

Publication number: ES2280162T3
Application number: ES00114599T
Authority: ES
Inventors: Helmut Krenn; Lothar Wolf
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2007-09-16
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: JP2001088581A; US6360154B1; DE19940703C1; EP1078804B1; EP1078804A3; DE50014104D1; EP1078804A2

Abstract

Procedimiento para controlar el motor y la transmisión en un vehículo automóvil que incluye un motor de combustión que es controlado por un controlador de motor y una transmisión automática escalonada que es controlada por un controlador de la transmisión, con los pasos siguientes: establecimiento de una consigna de par de salida deseado de la transmisión y materialización del par de salida de la transmisión haciendo que fuera de una operación de cambio de marcha de la transmisión automática escalonada - se capte al menos la multiplicación de la transmisión, - se calculen una consigna de par (M_IND_ACC) del motor que actúa sobre llenado y una consigna de par (M_IND_GS) del motor que actúa sobre el encendido al menos a partir de la multiplicación de la transmisión y el par de salida de la transmisión, y - se retransmitan estas magnitudes al controlador del motor, el cual controla, al menos en función de estas magnitudes, el llenado y el encendido del motor de combustión, y que durante la operación de cambio de marcha - se calcule una consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) del motor que indica el par del motor necesario en el momento siguiente a la operación de cambio de marcha, - se calcule la consigna de par (M_IND_ACC) del motor que actúa sobre llenado durante la operación de cambio de marcha al menos a partir de la consigna de par de sincronización, - se determine la consigna de par (M_IND_GS, M_IND_GSZF) del motor que actúa sobre el encendido de tal manera que se regule una evolución del número de revoluciones prefijada y dependiente de la variación de la multiplicación durante el cambio de marcha de la transmisión, - se determine el par (M_IND) materializable por el motor y - en función del mínimo de entre la consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) del motor y el par (M_IND) materializable por el motor se calcule y ajuste a través de un elemento de fricción de la transmisión un par de salida (M_AB_GETR) de la transmisión o un comportamiento de dicho par desalida (M_AB_GETR) de la transmisión.

Description

Procedimiento y dispositivo para controlar el motor y la transmisión en un vehículo automóvil.

La invención concierne a un procedimiento y un dispositivo para controlar un motor y una transmisión según los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 8, respectivamente.

En vehículos automóviles con motor de combustión se reproduce el intervalo de números de revoluciones y de pares de giro del motor en el intervalo de números de revoluciones y de pares de giro de las ruedas por medio de una transmisión.

En vehículos anteriores un pedal de acelerador está acoplado directamente por vía mecánica con la válvula de mariposa de un vehículo, con lo que se ajusta un par del motor determinado de manera correspondiente al accionamiento del pedal del acelerador. Este par es transmitido a las ruedas motrices de manera correspondiente a la multiplicación de la transmisión. Cuando se utiliza una transmisión automática escalonada entre el motor de accionamiento y las ruedas motrices, resulta en esta forma de realización una evolución escalonada del par de salida de la transmisión que resulta de las operaciones de cambio de marcha.

Sin embargo, es conocido también el recurso de que el pedal del acelerador sea desacoplado mecánicamente de la válvula de mariposa. Por ejemplo, en el documento US 4,893,526 se determina un valor nominal para un par de salida de la transmisión a partir de la velocidad longitudinal del vehículo y de la posición del pedal del acelerador accionado por un conductor. Por tanto, la posición del pedal del acelerador no indica aquí directamente el par de salida del motor, sino que determina en último término un par de avance de las ruedas que depende directamente del par nominal de salida de la transmisión.

Según el documento US 4,893,526 se determina en función de este par de salida de la transmisión un número nominal de revoluciones del motor que se ajusta por medio de la regulación de una transmisión de vehículo continuamente regulable. El motor y la transmisión son hechos funcionar aquí por un controlador del motor y un controlador de la transmisión, respectivamente.

Se conoce por la revista VDI, informe especial "Antriebstechnik", No. 134, Marzo de 1992, páginas 26 a 49, un controlador que obtiene un número deseado de revoluciones del motor en función del ángulo de la válvula de mariposa y gradúa este número también mediante una regulación de una transmisión continuamente regulable.

En el documento DE 196 26 936 A1 se describe un sistema para ajustar una multiplicación de una transmisión en el que se determina primero un número nominal de revoluciones del motor y, en función de este número nominal de revoluciones, se regula la multiplicación de la transmisión. Se obtiene aquí al menos una magnitud que influye sobre, o representa, la situación de marcha y/o el estado de marcha y se realiza la determinación del número nominal de revoluciones del motor en función de esta magnitud.

Se conocen por el documento DE 197 03 863 A1 un procedimiento y un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 8 para controlar la línea de accionamiento de un vehículo. Durante el funcionamiento de marcha se prefija un valor nominal para el par de accionamiento del vehículo o para el par de salida de la transmisión. Los diferentes puntos de funcionamiento de la línea de accionamiento están caracterizados por al menos pares de salida diferentes de la unidad de accionamiento y multiplicaciones diferentes del número de revoluciones. Durante el funcionamiento de marcha se obtienen entonces magnitudes de valoración para posibles puntos de funcionamiento. Basándose en estas magnitudes, se elige un punto de funcionamiento óptimo por medio de un procedimiento de optimización y se realizan los ajustes correspondientes en la transmisión. Como alternativa al ajuste de la multiplicación de la transmisión, se puede ajustar también, mediante una variación de la multiplicación de la transmisión, el número de revoluciones de salida de la unidad de accionamiento que pertenece al punto de funcionamiento seleccionado.

Es propio de todas las enseñanzas técnicas antes citadas el hecho de que ajustan un número nominal de revoluciones del motor a través de una regulación de la transmisión. Es así posible materializar evoluciones continuas de los pares de las ruedas (por ejemplo, evoluciones de forma de hipérbola de igual potencia de salida). En transmisiones automáticas escalonadas no es posible sin más medidas un modo de regulación de esta clase a consecuencia de las variaciones discretas de la multiplicación.

No obstante, se aspira también a obtener en transmisiones automáticas escalonadas una regulación de tal manera que, aparte de otras formas de diseño, se pueda variar de manera constante (continuamente) el par de accionamiento de las ruedas (par de rueda), con una posición constante del pedal del acelerador, a través de la velocidad del vehículo. Esta correlación está representada en la figura 7. Las líneas representadas en trazos negros reproducen aquí la correlación entre la velocidad de marcha y el par de rueda a una respectiva multiplicación fijamente ajustada (primera marcha-quinta marcha) y a un ángulo máximo del pedal del acelerador (plena carga del motor). La línea continua negra indica la evolución del par de rueda empleando una transmisión automática escalonada con control convencional en una posición parcial del pedal del acelerador (carga parcial del motor). La línea de trazos blancos indica la curva límite físicamente máxima al desacoplar la válvula de mariposa (plena carga del motor) de la posición del pedal del acelerador (posición parcial del pedal del acelerador). Con la línea continua gris a manera de hipérbola se representa una evolución par de rueda/velocidad del vehículo para una posición parcial del pedal del acelerador, tal como la que se pretende obtener por motivos de capacidad de marcha y potencia de marcha (evolución nominal). Esta evolución representa una evolución continua de la fuerza de tracción en la que, a pesar de las operaciones de cambio de marcha, no se presentan sustancialmente discontinuidades en la evolución del par de salida.

El objetivo de la presente invención es imitar también un comportamiento de esta clase con transmisiones automáticas escalonadas.

Otro objetivo es materializar cualquier evolución deseada del par de rueda o del par de salida de la transmisión que se diferencie de la forma hiperbólica, sin discontinuidades. Se hace notar especialmente que - prescindiendo de un factor de multiplicación - se corresponden sustancialmente los pares de rueda y el par de accionamiento de la transmisión.

Los problemas antes citados se resuelven en cuanto al procedimiento por medio de las características contenidas en la reivindicación 1 y en cuanto al dispositivo por medio de las características contenidas en la reivindicación 8.

Con la presente invención se materializa una gestión del accionamiento que se basa en una coordinación de pares. Se materializa un par de las ruedas motrices (par de rueda o par de salida de la transmisión) deseado por el conductor calculando para ello unos pares nominales del motor, es decir, unas consignas de par del motor, específicamente consignas de par nominal del motor que actúan sobre el llenado y el encendido, tanto durante un cambio de marcha de la transmisión automática escalonada como fuera del mismo. Estos pares nominales del motor o consignas de par nominal del motor son calculados por el conjunto integrado por el coordinador de pares, el controlador del motor y el controlador de la transmisión y convertidos dentro del marco de los límites físicos. A partir del par realmente materializado por el motor dentro del marco de los límites físicos se obtiene el par real de salida de la transmisión. Mediante la materialización permanente de este par de salida de la transmisión, incluso durante operaciones de cambio de marcha, se evitan en principio discontinuidades.

Fuera de la operación de cambio de marcha de la transmisión automática escalonada esto se consigue calculando al menos en función de la multiplicación de la transmisión y del par prefijado de salida de la transmisión una consigna de par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado y una consigna de par M_IND_GS del motor que actúa sobre el encendido. Se pretende conseguir así un par determinado del motor que, con intercalación de la multiplicación conocida, dé como resultado el par prefijado de salida de la transmisión. Las consignas de par M_IND_ACC y M_IND_GS del motor son entregadas al controlador del motor y materializadas por éste a través del control del llenado y del encendido. En el cálculo o la conversión de los pares del motor en los controladores (controlador del motor y controlador de la transmisión) se incorporan también eventualmente otros parámetros.

Dentro de los límites físicos del motor se cumple en general con la consigna de par; por tanto, se ajusta el par de salida de la transmisión fuera de operaciones de cambio de marcha. Si el motor no puede cumplir con la consigna de par, resulta entonces un par de salida de la transmisión o un par de rueda que se desvía de la consigna y que resulta del par materializable M_IND del motor y de las multiplicaciones correspondientes.

Durante la operación de cambio de marcha de la transmisión automática escalonada se efectúa la materialización del par de salida de la transmisión sustancialmente a través de un elemento de fricción previsto en la transmisión automática escalonada. Se transmite un par determinado de conformidad con la magnitud de ajuste elegida para el elemento de fricción. Por tanto, se gradúa la magnitud de ajuste durante la operación de cambio de marcha precisamente de modo que se logre el par de salida deseado de la transmisión.

Sin embargo, puede ser aquí problemática la carga del elemento de fricción debida a la potencia de fricción generada a través del resbalamiento durante las operaciones de cambio de marcha. Por tanto, para aumentar la vida útil del elemento de fricción es aconsejable mantener la potencia de fricción dentro de un nivel prefijado. Una regulación de esta clase se ha descrito ya en su principio de construcción en el documento DE 43 27 906 A1, en el que se describe una regulación del encendido y/o una regulación del llenado para reducir el par de giro del motor. Con esta acción de influencia se puede regular el motor a una evolución prefijada del número de revoluciones.

Por tanto, las consignas de par del motor se coordinan de tal forma que se calcule primero un par de sincronización M_IND_SYNC del motor que indique el par del motor necesario en el momento siguiente a la operación de cambio de marcha. Se calcula al menos a partir del par de sincronización del motor el par M_IND_ACC que actúa sobre el llenado y se determina el par M_IND_GS del motor que actúa sobre el encendido de tal manera que se pueda regular una evolución del número de revoluciones prefijada y dependiente del salto de multiplicación al cambiar de marcha la transmisión. Fuera del estado de resbalamiento del elemento de fricción el par de salida de la transmisión o el par de rueda permanece sin ser influenciado preferiblemente por la predicción del par M_IND_ACC que actúa sobre el llenado.

Es posible a este respecto que el motor no pueda aportar el par requerido M_IND_ACC del mismo. Para resolver esta problemática se propone en el presente caso una ejecución tal que, durante la operación de cambio de marcha, se transmitan las consignas al controlador del motor de conformidad con la consigna nominal del par de salida de la transmisión, mientras que se ajusta el elemento de fricción teniendo en cuenta el par que puede ser materializado por el motor. Condición previa para ello es que el par M_IND materializable por el motor sea determinado por un modelo de motor que, junto con el par de sincronización M_IND_SYNC del motor, sirva para calcular el par de salida de la transmisión durante operaciones de cambio de marcha y, por tanto, la magnitud de ajuste del elemento de fricción que ha de establecerse.

En conjunto, con el procedimiento anterior es posible una coordinación de pares que facilite en una transmisión automática escalonada, tanto durante una operación de cambio de marcha como fuera de ella, que se materialice continuamente, por ejemplo, un par de salida de la transmisión prefijado por un intérprete del pedal del acelerador y que evoluciona a manera de hipérbola en función de la velocidad del vehículo. Se pueden evitar así discontinuidades de par y se puede garantizar sustancialmente una neutralidad frente a la fuerza de tracción.

En la operación de cambio de marcha se puede diferenciar una vez más entre cambio a marcha superior y cambio a marcha inferior y se pueden definir formas de realización correspondientemente ajustadas de la invención.

En una operación de cambio a marcha superior se lleva el par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado, al comienzo de la operación de cambio de marcha, preferiblemente al valor de par de sincronización M_IND_SYNC del motor necesario después de la operación de cambio de marcha. Está así disponible al menos en funcionamiento de carga parcial durante la operación de cambio de marcha un potencial de par del motor suficiente proporcionado a través del llenado. La regulación del par del motor de tal manera que se recorra una determinada curva de número de revoluciones establecida por el cambio de multiplicación y que, preferiblemente por fuera del estado de resbalamiento del elemento de fricción, el par de salida de la transmisión o el par de rueda permanezca sin ser influenciado por la predicción del par M_IND_ACC que actúa sobre el llenado, se realiza por medio de la variación del par M_IND_GS del motor que actúa sobre el encendido. Este par del motor puede ser calculado por el controlador de la transmisión y entregado al coordinador del motor o directamente al controlador del motor.

En una operación de cambio a marcha inferior se plantea el problema de que durante la operación de cambio de marcha, por ejemplo para la aceleración del motor, se tiene que proporcionar un par del motor mayor que el que se necesita después del cambio de marcha en forma del par de sincronización. Si en un cambio a marcha inferior, al igual que en un cambio a marcha superior, se ajustan el par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado al valor del par M_IND_SYNC del motor necesario después del cambio de marcha, el motor no podría establecer entones el par de acción necesario para mover el número de revoluciones a través del encendido hasta el punto de sincronización.

Como consecuencia de esto se tendría que reducir el par del elemento de fricción para materializar la aceleración necesaria del motor. No se podría conseguir así ninguna evolución de la salida de par que sea neutra en cuanto a la fuerza de tracción.

Para evitar este efecto se procede durante la operación de cambio a marcha inferior, según otra forma de realización de la invención, a llevar el par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado a un valor suficiente. A este fin, se calcula un par de predicción que se suma al par de sincronización M_IND_SYNC. En particular, se tiene en cuenta en el par de predicción el par necesario para aumentar el número de revoluciones del motor. Después de la operación de cambio de marcha se iguala nuevamente el par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado con el par de sincronización M_IND_SYNC.

La conducción del motor en una evolución prefijada hasta el punto de sincronización o, por fuera del estado de resbalamiento del elemento de fricción, la falta de influenciación del par de salida de la transmisión o del par de rueda por predicciones del par M_IND_ACC que actúa sobre el llenado se efectúa a través del ajuste de la magnitud M_IND_GS.

Como consecuencia de límites físicos del par del motor, puede ocurrir debido al principio de construcción que no se alcance el par requerido del motor a través de los pares M_IND_ACC y M_IND_GS del motor antes citados. En este caso, no es conveniente (cambio a marcha superior) ni posible (cambio a marcha inferior) ajustar el par de salida deseado en la salida de la transmisión. Esto significa que se tiene que desarrollar el control o regulación del elemento de fricción durante los cambios de marcha según valores de consigna corregidos cuando el motor no pueda suministrar el par deseado. Es importante aquí que se conozca el par materializable por el motor, esto es, el par ajustable a través del llenado en las condiciones marco actuales. El par realmente materializable por el motor puede ser calculado a partir de un modelo de motor.

Cuando, según una forma de realización, el par realmente materializable por el motor es más pequeño que el par síncrono del motor, se calcula entonces a partir del par síncrono del motor un par síncrono resultante de salida de la transmisión y, partiendo del par de salida de la transmisión, se genera antes del cambio de marcha una función de transición que representa el valor de consigna corregido para la activación o regulación del elemento de fricción durante la operación de cambio de marcha (evolución corregida del par de salida nominal).

Según otra forma de realización de la invención, se calcula el par real de llenado M_IND_MOT del motor a partir del par realmente materializable M_IND del motor y del comportamiento de tiempo del motor.

Una comparación con un par M_IND_AKT del motor, que representa el par necesario del motor sobre la base de la multiplicación actual del número de revoluciones de las transmisiones, también durante operaciones de cambio de multiplicación, da como resultado un par de reserva M_IND_RES del motor. Este par de reserva del motor indica el potencial existente del motor para materializar los valores de consigna del número de revoluciones durante operaciones de cambio de marcha. Sirve, por un lado, para calcular una magnitud M_IND_GSZF que a su vez determina sustancialmente la magnitud del par M_IND_GS del motor que actúa sobre el encendido. La magnitud M_IND_GSZF puede ser entregada al coordinador de pares del motor o directamente al controlador del motor.

Por otro lado, el par de reserva del motor sirve para dictaminar si se tiene que intervenir en el control o regulación del elemento de fricción. En caso de un potencial del motor que en condiciones de cambio de marcha prefijadas no sea suficiente para conservar la evolución prefijada del número de revoluciones, se ajusta el elemento de fricción de la transmisión automática escalonada de tal manera que se desvíe de la evolución corregida del par de salida nominal y, por tanto, se ajuste a la evolución requerida del número de revoluciones.

Se explica con más detalle una forma de realización concreta de la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Los dibujos muestran en:

La figura 1, un diagrama esquemático de bloques de una estructura de par en un procedimiento según la invención,

Las figuras 2a y 2b, diagramas que ilustran los desarrollos de cambio de marcha en una operación de cambio a marcha superior según el procedimiento conforme a la invención,

Las figuras 3a y 3b, diagramas que representan los desarrollos de cambio de marcha durante una operación de cambio a marcha inferior según el procedimiento conforme a la invención,

La figura 4, un diagrama que corresponde al de la figura 2, habiéndose dibujado, además, el par del motor que actúa sobre el encendido,

Las figuras 5a y 5b, diagramas que corresponden a los de la figura 3, habiéndose dibujado también el par del motor que actúa sobre el encendido,

La figura 6, una representación esquemática de un dispositivo según la invención para la puesta en práctica del procedimiento y

La figura 7, un diagrama que indica correlaciones existentes entre pares de rueda y velocidades del vehículo a multiplicaciones diferentes y con posición constante del pedal del acelerador.

La figura 6 muestra una representación esquemática de una forma de realización de la presente invención. Se genera por parte de un pedal de acelerador eléctrico 110 una señal correspondiente a la posición de marcha del mismo y se retransmite esta señal a un intérprete 112 de dicho pedal de acelerador. El intérprete 112 del pedal del acelerador recibe, además, una señal de un emisor de velocidad 114 y, teniendo en cuenta estas dos señales y la correlación de estas dos magnitudes archivada en una memoria, genera un par de rueda. Naturalmente, se pueden tener en cuenta también otros parámetros para la generación del par de rueda.

Asimismo, es posible también que en situaciones de marcha especiales se sobreescriba la señal proveniente del intérprete 112 del pedal del acelerador y se prefije otro par de rueda por parte de otros sistemas. En este contexto, se alude a sistemas de regulación controlados en distancia que ayudan a mantener una distancia mínima a un vehículo que marcha delante. Además, los sistemas de regulación de freno pueden emitir también valores de consigna de par de rueda.

El par de rueda generado es entregado a un coordinador de pares 116 que genera a partir del mismo y teniendo en cuenta ajustes de la transmisión unos valores de consigna de par del motor que dicho coordinador retransmite a una electrónica digital 118 del motor (DME). En particular, se envían valores de consigna de par M_IND_ACC y M_IND_GS del motor a la DME 118, los cuales actúan sobre el llenado y el encendido, respectivamente. La DME 118 genera a partir de los valores de consigna de par M_IND_ACC y M_IND_GS del motor, así como de otros parámetros atribuibles a las condiciones de funcionamiento de marcha, unas señales para el llenado y el encendido, las cuales conducen entonces de manera conocida al funcionamiento del motor (no representado en la figura 1).

El coordinador de pares obtiene de un controlador electrónico 120 de la transmisión (EGS) los datos sobre los ajustes de la transmisión, especialmente la multiplicación elegida en ese momento. El coordinador de pares 116 entrega al EGS 120 el par de salida ajustado o bien a ajustar durante operaciones de cambio de marcha. El EGS 120 controla una transmisión automática escalonada (no representada).

Para ajustar fuera de un cambio de marcha un par de rueda prefijado por el intérprete 116 del pedal del acelerador, el coordinador de pares 116 tiene el cometido de elegir correspondientemente los pares nominales M_IND_ACC y M_IND_GS del motor. Se pretende conseguir con ello el par de rueda deseado o eventualmente el par de rueda máximo posible bajo una combustión óptima. El procedimiento y el modo operativo para el mismo son conocidos, por lo que no se entrará aquí en más detalles sobre ellos.

A continuación, se describe el procedimiento según la invención, especialmente atendiendo a las operaciones de cambio de marcha.

En la figura 1 se muestra una estructura de par para una forma de realización del procedimiento según la invención. Los símbolos de referencia 12, 16, 20, 22, 24 y 30, que se explicarán aún más adelante, han de asignarse aquí al coordinador de pares 116 de la figura 6. Los símbolos de referencia 26 y 28 han de asignarse al lado de la transmisión y los símbolos de referencia 14 y 18 han de asignarse al lado del motor.

El intérprete 10 del pedal del acelerador (corresponde al símbolo de referencia 112 de la figura 6) recibe aquí del pedal 110 del acelerador una señal y convierte ésta en un deseo de par de salida M_AB_FPI que se retransmite a un coordinador 12 del motor.

El coordinador 12 del motor determina las magnitudes de par correspondientes M_IND_GS, M_IND_SYNC y M_IND_AKT del motor y retransmite estas señales a unidades que se describen a continuación.

La magnitud de par M_IND_GS consiste en el valor de consigna de par del motor que actúa sobre el encendido, el cual es puesto directamente a disposición de la electrónica digital 14 del motor (DME).

El par de sincronización M_IND_SYNC del motor es el par del motor que resulta necesario después de la operación de cambio de marcha.

Esta señal es puesta a disposición de una unidad "predicción adicional" 16. La unidad "predicción adicional" 16 calcula un potencial de par del motor adicionalmente necesario durante la operación de cambio de marcha. Este potencial puede determinarse a partir de los datos del motor y los datos de la transmisión y tiene en cuenta, por ejemplo, el par que es necesario para acelerar el motor durante un cambio a marcha inferior. El potencial de par del motor se suma al par de sincronización M_IND_SYNC del motor y la suma resultante se entrega a la electrónica digital 118 del motor en forma del valor de consigna de par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado (véase también la descripción correspondiente a las figuras 3a y 5a). El valor de consigna de par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado determina como par nominal del vehículo el llenado en los cilindros.

A partir de los datos citados, especialmente a partir de los datos de llenado M_IND_ACC y otras condiciones del funcionamiento de marcha - entre otras, los datos de número de revoluciones N_MOT -, la electrónica digital 118 del motor calcula no sólo las informaciones de control para el motor 18, sino también el par M_IND realmente materializable por el motor 18. Este par M_IND del motor limitado al valor de consigna de par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado es alimentado a las unidades "selección MIN" 20 y "función dinámica motor" 22. Las funciones de estas unidades se expondrán claramente en lo que sigue.

La unidad "selección MIN" 20 recibe también el par de sincronización M_IND_SYNC del motor. A partir de los valores que se presentan a la unidad "selección MIN" 20 se adopta una selección mínima y se entrega el resultado como M_IND_GETR a una unidad "consigna de par de salida" 24. La unidad "consigna de par de salida" 24 calcula a partir de la magnitud M_IND_GETR un par de salida M_AB_GETR de la transmisión y retransmite este par a una función 26 próxima a la transmisión que está materializada en el controlador 120 de dicha transmisión. Por tanto, la selección mínima cuida de que un par del motor añadido eventualmente por la unidad "predicción adicional" 16 no repercuta sobre la magnitud M_IND_GETR ni, por tanto, sobre el par de salida M_AB_GETR de la
transmisión.

Cuando el motor tiene a su disposición un potencial suficiente, el par M_IND materializable por el motor no se moverá entonces por debajo del par de sincronización del motor y se elige por parte de la unidad "selección MIN" 20 el par de sincronización M_IND_SYNC del motor. Sin embargo, cuando no es suficiente el rendimiento del motor, el par M_IND materializable por el motor estará por debajo del par de sincronización M_IND_SYNC del motor y se elige entonces por parte de la unidad "selección MIN" 20 el par M_IND y se retransmite éste a la unidad "consigna de par de salida" 24. Como consecuencia, se ajusta el elemento de fricción (por ejemplo, un embrague) a un par de salida M_AB_GETR de la transmisión que tiene en cuenta el menor par del motor.

Como se explicará más adelante, se genera por parte de la función 26 próxima a la transmisión - es decir, el controlador de la transmisión - una magnitud M_IND_GSZF que corresponde sustancialmente a la consigna de par M_IND_GS del motor que actúa sobre el encendido y que se retransmite al coordinador 12 del motor. Como alternativa, la magnitud de par M_IND_GSZF del motor se puede transformar en seguida en el par M_IND_GS.

Una unidad "función dinámica motor" 26 pone a disposición de una unidad "reserva" 30, sobre la base del par M_IND materializable por el motor, una magnitud de par (par real según llenado) M_IND_MOT del motor que tiene en cuenta el comportamiento de tiempo del motor.

Se pone también a disposición de la unidad "reserva" 30 por parte del coordinador 12 del motor un valor de par M_IND_AKT que representa el par del motor necesario de conformidad con la variación de la multiplicación durante la evolución del cambio de marcha, no teniéndose en cuenta influencias de cambio de marcha.

La unidad "reserva" 50 calcula a partir de la magnitud dinámica M_IND_MOT y el par M_IND_AKT del motor un potencial de par existente M_IND_RES del motor y pone esta magnitud a disposición de la unidad "función próxima a la transmisión" 26.

La unidad "función próxima a la transmisión" 26 calcula a partir de los datos que le son presentados los datos de control o regulación para la transmisión automática escalonada o para los elementos de fricción contenidos en ella. Además, se calcula también a partir de estas informaciones la magnitud M_IND_GSZF que influyen sobre el encendido.

El resultado para la conversión de la presente estructura de par se explica ahora con más detalle haciendo referencia a los diagramas de las figuras 2 a 5.

En la figura 2a se representa un diagrama que ilustra un desarrollo de cambio de marcha durante una operación de cambio a marcha superior, teniendo lugar este cambio de marcha en una situación de funcionamiento bajo carga parcial. En este caso, durante la operación de cambio de marcha el par M_IND_ACC corresponde en seguida al par M_IND_SYNC, concretamente al par nominal después de la operación de cambio de marcha. No es necesario un par de predicción adicional, ya que el motor reduce su número de revoluciones durante la operación de cambio de marcha.

En la parte inferior de los diagramas 2 a 5 se representan los respectivos números de revoluciones N_MOT en función de la evolución en el tiempo de la operación de cambio de marcha (SA = comienzo del cambio de marcha y SE = final del cambio de marcha). Se ajusta la regulación a esta evolución del número de revoluciones.

En la parte central de los diagramas se representan las magnitudes de par de giro o las consignas de par de giro.

En la parte inferior de los diagramas se muestran los respectivos pares de salida M_AB_GETR de la transmisión.

Durante la operación de aceleración se eleva en un escalón, al comienzo de la operación de cambio de marcha, la consigna de par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado hasta el valor que corresponde al par inductor después de la operación de cambio de marcha (par de sincronización del motor) M_IND_SYNC.

Durante el funcionamiento bajo carga parcial, tal como se representa en la figura 2a, el par M_IND materializable por el motor puede seguir también a este par requerido. Por tanto, teniendo en cuenta el comportamiento de tiempo del motor se obtiene un par dinámico M_IND_MOT del motor como el que se representa en la figura 2a por medio de la línea de trazos. Por tanto, frente al par M_IND_AKT necesario sin las influencias del cambio de marcha se obtiene durante toda la operación de cambio de marcha un potencial de par positivo M_IND_RES del motor (flechas hacia arriba). Este potencial de par del motor puede utilizarse durante operaciones de cambio a marcha superior para compensar la breve irrupción - condicionada por el principio de construcción - del par de salida M_AB_ISTGETR, como se representa abajo en la figura 4, al comienzo de un cambio de marcha.

La consigna de par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado aumenta en forma escalonada según la figura 4 al comienzo del cambio de marcha SA. El par M_IND_GS del motor que actúa sobre el encendido evoluciona en una forma muchísimo más compleja y es determinado y regulado sustancialmente por el controlador 120 de la transmisión. En particular, se puede producir una reacción y regulación rápidas por efecto de la variación y la fijación de valores de consigna del par M_IND_GS del motor que actúa sobre el encendido. Esto conduce a una regulación ampliamente óptima del par durante la operación de cambio de marcha, por lo que no tienen que cargarse excesivamente los elementos de fricción en cuanto a su potencia de fricción.

Las ventajosas repercusiones del presente controlador de par se aprecian en la parte inferior de la figura 4. Mientras que en los actuales vehículos de serie el par de salida M_AB (serie) sigue variando en forma escalonada, el par de salida M_AB_ISTGETR conseguido por medio del procedimiento según la invención se desvía solamente en dos puntos de pico respecto de la línea ideal M_AB_SOLLGETR (par de salida constante).

En el diagrama 2b se representa la evolución del par en una situación en la que el deseo del conductor sobrepasa la capacidad de par del motor (límite físico). En este caso, el par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado se fija ciertamente también de antemano en un valor igual al par nominal después de la operación de cambio de marcha (par de sincronización del motor) M_IND_SYNC. Sin embargo, debido a la insuficiente capacidad de par del motor resulta un potencial de par negativo M_IND_RES del motor (flechas hacia abajo). Esto es notificado a la función 26 próxima a la transmisión.

En este caso, como puede apreciarse abajo en la figura 2b, el valor de consigna del par de salida M_AB_GETR de la transmisión es transferido en una función de transición libremente seleccionable (aquí en forma de escalón) al nivel materializable después del cambio de marcha.

Las figuras 3a, 3b y 5 son representaciones semejantes a las de las figuras 2a, 2b y 4, respectivamente, pero muestran la evolución de los pares del motor en el caso de cambios a marchas inferiores.

En la figura 3a se representa un diagrama que ilustra un proceso de cambio al efectuar un cambio a una marcha inferior, teniendo lugar este cambio en una situación de funcionamiento bajo carga parcial.

Durante el cambio a marcha inferior se suma al par de sincronización M_IND_SYNC del motor una porción de par adicional (predicción adicional) (véase la figura 3a). El objetivo es aquí crear un mayor potencial de par a través de la consigna de par M_IND_ACC del motor que actúa sobre el llenado (véase la figura 5a, sin predicción adicional), con lo que se puede materializar la aceleración del motor necesaria para cambios a marchas inferiores. De este modo, en cambios a marchas inferiores se puede conducir también el número de revoluciones del motor al punto síncrono. Si no se establece este potencial adicional, no está presente entonces un potencial de par suficiente para conducir el número de revoluciones al punto síncrono a través del encendido M_IND_GS. Como consecuencia de esto, no se podría conseguir una evolución del par de salida que sea neutra en cuanto a la fuerza de tracción.

En cualquier caso, se aprovecha en la presente invención un mayor potencial de par durante el cambio a marcha inferior para poder evitar discontinuidades en la evolución del par de salida. La unidad "predicción adicional" 16 obtiene del coordinador 12 del motor la comunicación de la magnitud de par de sincronización M_IND_SYNC del motor, que corresponde a la consigna de llenado al final de la operación de cambio, y suma la predicción adicional al comienzo de la operación de cambio. La consigna de llenado resultante M_IND_ACC (véase la figura 3a) es retransmitida a la electrónica digital 14 del motor y representa el par nominal del motor que ha de ajustarse por medio del llenado.

La aceleración del motor durante el cambio a marcha inferior no tiene ya que materializarse así por medio del descenso de la capacidad de transmisión del elemento de fricción. Por el contrario, la capacidad de transmisión del elemento de fricción puede aprovecharse exclusivamente para mantener el par nominal de salida M_AB_GETR de la transmisión. Por tanto, se puede garantizar también en cambios a marchas inferiores una evolución del par de accionamiento que sea neutra frente a la fuerza de tracción.

La figura 5b corresponde a la figura 5a con la diferencia de que se desea un aumento del par de accionamiento y el motor puede materializar también esta petición. En este caso, se eligen los distintos valores de consigna del par del motor de modo que al comienzo de la operación de cambio de marcha SA se realice un aumento del par de salida y durante la operación de cambio de marcha el par de salida de la transmisión siga aquí también la evolución deseada.

En la representación según la figura 3b el deseo del conductor respecto de un par de accionamiento es mayor que lo que admite el rendimiento físico del motor. El potencial de par M_IND_RES del motor en la función "predicción adicional" es negativo y el par de salida puede incrementarse sólo de forma escalonada. Esto puede apreciarse en la parte inferior de la figura 3b, según la cual tienen lugar saltos de par en el par de salida de la transmisión al comienzo del cambio de marcha y al final de la variación de la multiplicación.

Claims

1. Procedimiento para controlar el motor y la transmisión en un vehículo automóvil que incluye un motor de combustión que es controlado por un controlador de motor y una transmisión automática escalonada que es controlada por un controlador de la transmisión, con los pasos siguientes:

establecimiento de una consigna de par de salida deseado de la transmisión y

materialización del par de salida de la transmisión haciendo que fuera de una operación de cambio de marcha de la transmisión automática escalonada

-: se capte al menos la multiplicación de la transmisión,

-: se calculen una consigna de par (M_IND_ACC) del motor que actúa sobre llenado y una consigna de par (M_IND_GS) del motor que actúa sobre el encendido al menos a partir de la multiplicación de la transmisión y el par de salida de la transmisión, y

-: se retransmitan estas magnitudes al controlador del motor, el cual controla, al menos en función de estas magnitudes, el llenado y el encendido del motor de combustión,

y que durante la operación de cambio de marcha

-: se calcule una consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) del motor que indica el par del motor necesario en el momento siguiente a la operación de cambio de marcha,

-: se calcule la consigna de par (M_IND_ACC) del motor que actúa sobre llenado durante la operación de cambio de marcha al menos a partir de la consigna de par de sincronización,

-: se determine la consigna de par (M_IND_GS, M_IND_GSZF) del motor que actúa sobre el encendido de tal manera que se regule una evolución del número de revoluciones prefijada y dependiente de la variación de la multiplicación durante el cambio de marcha de la transmisión,

-: se determine el par (M_IND) materializable por el motor y

-: en función del mínimo de entre la consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) del motor y el par (M_IND) materializable por el motor se calcule y ajuste a través de un elemento de fricción de la transmisión un par de salida (M_AB_GETR) de la transmisión o un comportamiento de dicho par de salida (M_AB_GETR) de la transmisión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se captan una posición del pedal del acelerador y una velocidad de marcha y porque se determina el par de salida (M_AB_GETR) de la transmisión al menos en función de la posición del pedal del acelerador y de la velocidad de marcha.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque se prefija una evolución del par de salida de la transmisión que, con una posición constante del pedal del acelerador, varía cada vez sustancialmente sin escalones en función de la velocidad.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se determina un par de predicción que define un potencial de par necesario durante el cambio de multiplicación y situado por encima de la consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) del motor, y porque se calcula durante la operación de cambio de marcha la consigna de par (M_IND_ACC) del motor que actúa sobre llenado como la suma de la consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) y el par de predicción.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el par (M_IND) materializable por el motor se calcula con ayuda de un modelo de motor a partir de la consigna de par (M_IND_ACC) del motor que actúa sobre llenado y al menos otro parámetro.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se calcula un par real de llenado (M_IND_MOT) a partir del par (M_IND) materializable por el motor teniendo en cuenta el comportamiento de tiempo del motor, porque se calcula un par de reserva (M_IND_RES) del motor como la diferencia de este par real de llenado (M_IND_MOT) y un par (M_IND_AKT) del motor que representa el par del motor necesario sin una operación de cambio de marcha para una multiplicación correspondiente durante el proceso de cambio de multiplicación, y porque se calcula en el controlador de la transmisión, incorporando el par de reserva (M_IND_RES) del motor, una magnitud de par (M_IND_GSZF) del motor que se reproduce en la consigna de par (M_IND_GS) del motor que actúa sobre el encendido.

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7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque se determina un par de demanda del motor que es necesario en las condiciones prefijadas de cambio de marcha para mantener la evolución prefijada del número de revoluciones, y porque, cuando el par de reserva (M_IND_RES) del motor se encuentra por debajo del par de demanda del motor, se realiza un control o regulación del elemento de fricción de tal manera que se ajuste el número de revoluciones nominal prefijado.

8. Dispositivo para controlar el motor y la transmisión en un vehículo automóvil que comprende un motor de combustión (18) que es controlado por un controlador (118) del motor y una transmisión automática (28) que es controlada por un controlador (120) de la transmisión, cuyo dispositivo comprende:

una unidad para establecer una consigna de par de salida de la transmisión,

un coordinador de pares (116) que está unido con esta unidad,

un controlador (118) del motor y un controlador (120) de la transmisión que están unidos cada uno de ellos con el coordinador de pares (116), estando concebido el controlador (118) del motor para determinar un par (M_IND) materializable por el motor,

caracterizado porque la transmisión automática es una transmisión automática escalonada y el coordinador de pares (116) está construido de tal manera que

fuera de una operación de cambio de marcha de la transmisión automática escalonada (28) calcule una consigna de par (M_IND_ACC) del motor que actúa sobre el llenado y/o una consigna de par (M_IND_GS) del motor que actúa sobre el encendido, al menos en función de la multiplicación de la transmisión y el par de salida de dicha transmisión, y entregue estas magnitudes al controlador del motor, el cual, en función de estas magnitudes, controla el llenado y el encendido del motor de combustión interna,

y durante la operación de cambio de marcha

calcule una consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) del motor que indica el par del motor necesario en el momento siguiente a la operación de cambio de marcha,

calcule la consigna de par (M_IND_ACC) del motor que actúa sobre el llenado durante la operación de cambio de marcha al menos a partir de la consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) del motor, y

determine la consigna de par (M_IND_GS) del motor que actúa sobre el encendido de tal manera que se pueda regular una evolución del número de revoluciones prefijada y dependiente de la variación de la multiplicación durante el cambio de marcha de la transmisión automática escalonada, y

porque el controlador del motor y el controlador de la transmisión están construidos de tal manera que, en función de un mínimo de entre la consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) del motor y el par (M_IND) materializable por el motor, calculen y ajusten un par de salida (M_AB_GETR) de la transmisión o un comportamiento de dicho par de salida (M_AB_GETR) de la transmisión.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el coordinador de pares (116) comprende una unidad de predicción que está concebida de tal manera que determine un potencial de par del motor para el espacio de tiempo transcurrido durante la operación de cambio de marcha y determine la consigna de par (M_IND_ACC) del motor que actúa sobre el llenado como la consigna de par de sincronización (M_IND_SYNC) del motor más el potencial de par del motor.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque el coordinador de pares (116) comprende una unidad de reserva que calcula una magnitud de par de reserva (M_IND_RES) a partir del par (M_IND) materializable por el motor y un comportamiento de tiempo del motor y entrega esta magnitud de par de reserva al controlador de la transmisión.