ES2349425T3 - Procedimiento para controlar el desacoplamiento de un embrague automático en un vehículo. - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para controlar el desacoplamiento de un embrague automático (3) en un vehículo (1), en el que la función fundamental del embrague (3) es transmitir la fuerza motriz desde un motor de combustión interna (2) instalado en el vehículo hasta un árbol de entrada de una trasmisión (4) instalada en el vehículo y en el que la velocidad de giro del motor está controlada a través del control de la admisión de gases (13) y en el que la disminución de un primer límite de la velocidad de giro del motor, en la cual el embrague (3) se desacopla, se inicia en el momento de detectar que: - el vehículo (1) está viajando en una pendiente hacia abajo; - un desplazamiento cero del control de la admisión de gases (13) y; caracterizado porque - dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se disminuye a una velocidad en la que un regulador de la velocidad en vacío del motor (20), instalado en el vehículo, inyecta una cantidad de combustible que corresponde a un momento de torsión del motor positivo el cual es igual al momento de torsión del motor negativo actual de retraso de modo que el momento de torsión de salida total desde el motor (2) es aproximadamente cero.

Description

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento para controlar un embrague de discos automático según el preámbulo de la reivindicación 1, el embrague de discos estando instalado en un vehículo a motor a fin de transmitir una fuerza motriz desde un motor de combustión interna a la trasmisión.
La invención también se refiere a un programa de ordenador para llevar a cabo dicho procedimiento.
TÉCNIA ANTERIOR
Las transmisiones automáticas o semiautomáticas del tipo transmisión mecánica automática (AMT -Automatic Mechanical Transmission) se están haciendo cada vez más comunes en los vehículos pesados con el creciente desarrollo de los sistemas de microprocesador, haciendo posible, con un ordenador de control y una serie de dispositivos de control, tales como servomotores, por ejemplo, regular con precisión la velocidad del motor, el acoplamiento y el desacoplamiento de un embrague de discos automático entre el motor y la caja de cambio de velocidades y elementos de embrague de la caja de cambio de velocidades uno con relación la otra, de modo que siempre se consiguen cambios de velocidades suaves a la velocidad correcta del motor.
Una transmisión mecánica automática generalmente comprende un árbol de entrada, un árbol intermedio, el cual tiene por lo menos un engranaje dentado que engrana con un engranaje dentado en el árbol de entrada y un árbol principal con engranajes dentados, los cuales engranan con engranajes dentados en el árbol intermedio. El árbol principal es entonces conectado adicionalmente a un árbol de salida acoplado a las ruedas motrices a través de un árbol apropiado, por ejemplo. Cada par de engranajes dentados tiene una relación de velocidades diferente de otro par de engranajes en la caja de cambio de velocidades. Diferentes relaciones de transmisión se obtienen cuando esos pares diferentes de engranajes trasmiten el momento de torsión desde el motor hasta las ruedas motrices.
El desarrollo de la tecnología de los ordenadores también ha tenido un impacto en los sistemas electrónicos de control y retroalimentación para un vehículo a motor y estos sistemas se han hecho más precisos, más rápidos y más adaptables a las condiciones prevalecientes en el motor y el medio ambiente. El proceso de combustión entero puede ser controlado con precisión de acuerdo con cualquier situación de funcionamiento. La palanca de admisión de gases (un pedal del acelerador, por ejemplo), la cual principalmente controla el suministro de combustible al motor, controla el motor del vehículo a través de cables eléctricos y señales electrónicas. La palanca de admisión de gases está por lo tanto equipada con sensores para detectar la posición de la
palanca de la admisión de gases, esto es, determinar qué abertura de la admisión de gas se requiere.
Cuando el conductor de un vehículo con un embrague y una transmisión automáticos conduce bajando una pendiente sin presionar el pedal del acelerador y por ejemplo está engranada una velocidad baja (una alta relación de velocidades), la velocidad del motor terminará cerca de la velocidad en vacío del motor, si el motor provee una cierta cantidad de energía de frenado del motor, suficiente para proporcionar por lo menos un ligero retardo del vehículo de modo que eventualmente la velocidad del motor se acercará a la velocidad en vacío del motor, lo cual normalmente iniciará el desacoplamiento del embrague. Si el embrague en esta situación se desacopla sin o con únicamente los frenos de servicio ligeramente activado, el vehículo repentinamente acelerará debido a la interrupción de la energía de frenado del motor. En esta situación, con únicamente los frenos de servicio ligeramente activados, la mayor parte de la energía de frenado proviene del motor, lo cual causa la aceleración repentina cuando el motor se desconecta de la trasmisión y las ruedas motrices del vehículo. El conductor en esta situación probablemente se sentirá incómodo, especialmente si el desacoplamiento del embrague es disparado por un ligero presionado del pedal del freno.
El objeto de la presente invención es eliminar la posibilidad de que ocurra una situación en la que una aceleración repentina del vehículo se acreciente debido al desacoplamiento del embrague o incluso el desacoplamiento del
embrague disparado por una ligera presión del pedal del freno.
El documento US 6676561 revela un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
El procedimiento según la invención es un procedimiento para controlar el desacoplamiento de un embrague automático en un vehículo, en el que la función fundamental del embrague es transmitir la fuerza motriz desde un motor de combustión interna instalado en el vehículo hasta un árbol de entrada de una transmisión instalada en el vehículo, y en el que la velocidad de giro del motor se controla a través de un control de la admisión de gases. El procedimiento está caracterizado porque se inicia una disminución de un primer límite de la velocidad de giro del motor, en el cual el embrague se desacopla, en el momento de detectar que el vehículo está viajando en una pendiente hacia abajo y un desplazamiento cero del control de la admisión de gases.
De acuerdo con el procedimiento según la invención el embrague se desacoplará más tarde de lo normal de modo que se activará un regulador de la velocidad en vacío del motor, haciendo que el motor produzca un momento de torsión de salida positivo, lo cual disminuye el efecto de la interrupción del momento de torsión de frenado del motor cuando el embrague se desacople. La incomodidad del conductor disminuirá.
De acuerdo con el procedimiento según la invención se
especifica dicha activación del regulador de la velocidad en
vacío del motor. En este procedimiento dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se disminuye hasta una velocidad del motor la cual está por debajo de la que, en el vehículo instalado, se activa el regulador de la velocidad en vacío del motor y se inicia la inyección de combustible dentro de dicho motor de combustión interna. Esto disminuye el efecto incómodo de la interrupción del momento de torsión de frenado del motor cuando se desacopla el embrague.
El procedimiento de la invención está caracterizado porque dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se disminuye a una velocidad en la que, en el vehículo instalado, el regulador de la velocidad en vacío del motor inyecta una cantidad de combustible que corresponde a un momento de torsión del motor positivo, el cual es igual al momento de torsión negativo de retraso actual, de modo que el momento de torsión de salida total del motor es aproximadamente cero. El efecto de aceleración del vehículo, debido a la interrupción del momento de torsión de frenado del motor cuando el embrague se desacopla, se eliminará completamente.
De acuerdo con una forma de realización adicional del procedimiento según la invención dicha disminución de un primer límite de la velocidad de giro del motor se inicia en el momento de detectar adicionalmente que el pedal de los frenos de servicio en el vehículo es ligeramente presionado o no está presionado en absoluto. Esto asegurará que el conductor del vehículo no experimente una aceleración del vehículo cuando presione ligeramente el pedal del freno.
Según un desarrollo adicional de esta forma de realización, dicha presión ligera corresponde a un desplazamiento de hasta el 25% del desplazamiento total posible de dicho pedal de los frenos de servicio.
Formas de realizaciones ventajosas adicionales de la invención emergerán a partir de las reivindicaciones subordinadas de la patente que siguen a la reivindicación 1 de la patente.
BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO
La presente invención se describirá con mayor detalle más adelante en este documento con referencia a los dibujos adjuntos los cuales, con el propósito de mostrar un ejemplo, muestra formas de realización preferidas adicionales de la invención y también los antecedentes técnicos.
La figura 1 muestra esquemáticamente una forma de realización preferida de una configuración del vehículo según la invención.
La figura 2 muestra esquemáticamente un dispositivo de ordenador que es utilizado según una forma de realización de la invención.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
En una forma de realización el vehículo 1 está equipado con un motor de combustión interna 2, por ejemplo un motor diesel, con un cigüeñal 21 el cual está acoplado a un embrague de discos de disco seco 3, el cual está encerrado en una carcasa del embrague 22. Es cigüeñal 21 está conectado, de forma no giratoria, a un árbol de entrada (no representado), el cual está giratoriamente montado en el
alojamiento 23 de una transmisión 4. También montados de forma giratoria en el alojamiento de la trasmisión 23 y no representados están el árbol principal y el árbol intermedio.
Un conjunto de control de la trasmisión 16 está instalado para controlar diferentes dispositivos de cilindro y pistón accionados neumáticamente para el acoplamiento de diferentes relaciones de velocidades entre el árbol de entrada y el árbol de salida 5 de la trasmisión según reglas lógicas programadas. El conjunto de control de la trasmisión 16 está también instalado para controlar el embrague 3 para el acoplamiento y el desacoplamiento del motor 2 de la trasmisión 4, por ejemplo durante el cambio de velocidades o la velocidad del vehículo por debajo de la velocidad en vacío del motor. El árbol de salida se convierte en un árbol de propulsión y conecta la trasmisión con las ruedas accionadas traseras 6.
Cómo decidir cuándo realizar un cambio de velocidades y a qué velocidad, es conocido en la técnica y no se describirá en detalle en este documento. La decisión de cuándo desacoplar el embrague 3, de acuerdo con la técnica conocida se puede basar en parámetros tales como: velocidad de giro del motor, posición del pedal del acelerador, velocidad de giro del árbol de entrada y retraso en la velocidad del motor.
El motor 2 está equipado con un regulador de la velocidad en vacío del motor 20 según la técnica conocida y por consiguiente existe una velocidad en vacío del motor, por debajo de la cual el regulador de la velocidad en vacío del
motor 20 normalmente no permitirá que caiga la velocidad del motor. El regulador de la velocidad en vacío del motor 20 está preferiblemente instalado en un conjunto de control del motor 12. El regulador de la velocidad en vacío del motor puede ser un código de programas en el conjunto de control del motor 12 diseñados para realizar la función de regulación de la velocidad en vacío del motor. Si el conjunto de control de la trasmisión 16 detecta un retraso en la velocidad del motor el cual disminuye la velocidad del motor hacia cerca de la velocidad en vacío del motor, entonces el conjunto de control de la trasmisión 16 puede iniciar un desacoplamiento del embrague para proteger el motor 2 de la detención.
El momento de torsión distribuido desde el motor 2 está controlado por un control de la admisión de gases 13 (preferiblemente un pedal del acelerador) de una manera conocida. La posición de control de la admisión de gases se obtiene a partir de un sensor de ángulos y registrado por un conjunto de control de la admisión de gases 14.
El vehículo 1 está también equipado con un sistema de frenos de servicio, que comprende accionamientos de los frenos de servicio 8, instalados en las ruedas frontales no accionadas 7 y en las ruedas traseras accionadas 6, un control de los frenos de servicio 9 (preferiblemente un pedal del freno) y un conjunto de control de los frenos 10. La función de sistema de los frenos de servicio es según la técnica conocida.
Los diferentes conjuntos de control en el vehículo
preferiblemente se comunican de una manera conocida a través
de un sistema de bus de datos 15 instalado en el vehículo. Por lo tanto, el conjunto de control de la trasmisión 16 puede estar instalado para controlar indirectamente la inyección de combustible (esto es, la velocidad y el momento de torsión del motor) dependiendo de la posición del control de la admisión de gases y para controlar directamente el suministro de aire a los dispositivos neumáticos de pistón y cilindro de un accionamiento del embrague 17, por medio del cual se regula por ejemplo dicho embrague 3.
Cuando una palanca selectora de velocidades 24 está colocada en un modo automático de selección de la velocidad, las selecciones de las velocidades y las decisiones del cambio son realizadas automáticamente por el conjunto de control de la trasmisión 16 sobre la base de unos ciertos parámetros medidos o calculados tales como la velocidad del vehículo, la velocidad del motor, el régimen de cambio de la velocidad del vehículo, el régimen del cambio de la velocidad del motor, la posición del control de la admisión de gases, el régimen de cambio de la posición del control de la admisión de gases, el accionamiento de un sistema de frenado del vehículo, la relación de velocidades actualmente acoplada, la inclinación de la carretera y similares conocidos a partir de la técnica anterior. La inclinación de la carretera se puede detectar de una manera conocida, por ejemplo, mediante un sensor de la inclinación basado en piezoeléctricos. Este sensor preferiblemente está instalado en el conjunto de control de la trasmisión 16.
El conjunto de control de la trasmisión 16 en el vehículo 1 según la invención está programado para reconocer una cierta condición del vehículo, como se ha descrito antes en este documento, mediante la detección de:
-el desplazamiento del vehículo en una pendiente de bajada y;
-el desplazamiento cero del control de la admisión de gases.
Cuando se detecta dicha cierta condición, dicho conjunto de control de la trasmisión 16 según la invención está programado para disminuir un primer límite de la velocidad de giro del motor, al cual el embrague 3 según la técnica conocida se tendría que desacoplar. Por lo tanto, según la invención, el desacoplamiento del embrague 3 durante dicha condición se pospondrá hasta una velocidad del motor más baja. Cuando la velocidad del motor se disminuye hasta una velocidad más baja que esté más cerca de la velocidad en vacío del motor, dicho regulador de la velocidad en vacío del motor 20 se activará y empezará a inyectar una cantidad de combustible al motor 2 intentando detener un retraso adicional de la velocidad del motor. El combustible inyectado causa que el motor 2 produzca una cierta cantidad de momento de torsión del motor positivo, el cual contrarresta un momento de torsión de salida negativo desde el motor 2 causado por diferentes pérdidas en el motor debidas, por ejemplo, a la fricción entre diferentes piezas del motor y diferentes cargas auxiliares tales como un generador y un
compresor de aire.
Según la invención dicho conjunto de control de la trasmisión 16 está programado para detectar y calcular cuándo dicho momento de torsión de salida positivo (controlado por el regulador de la velocidad en vacío del motor 20) desde el motor 2 iguala al momento de torsión de salida negativo desde el mismo motor. Cuando dichos momentos de torsión del motor positivo y negativo son aproximadamente iguales dicho conjunto de control de la trasmisión 16 está programado para iniciar el desacoplamiento del embrague 3. Puesto que el momento de torsión de salida neto desde el motor 2 es cero no ocurrirá un cambio en la aceleración o el retraso del vehículo 1 cuando el motor 2 se desconecte de la trasmisión 4 y de las ruedas accionadas 6 del vehículo.
El momento de torsión de salida del motor positivo se puede calcular conociendo la cantidad de combustible inyectado en el motor de una manera conocida. El momento de torsión de salida del motor negativo, según una técnica conocida, se puede estimar de diferentes modos. Otra posibilidad es utilizar alguna clase de sensor del momento de torsión en el árbol de salida del motor. Cuando el sensor del momento de torsión mide un momento de torsión cero entonces los momentos de torsión del motor positivo y negativo son iguales.
En una forma de realización preferida de la invención dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se disminuye hasta un valor por debajo de la velocidad en vacío del motor. Como un ejemplo, en un camión pesado, esto puede significar que el primer límite de la velocidad de giro del
motor se debería disminuir desde por ejemplo 650 rpm hasta 600 rpm. El límite de la velocidad del motor según esta forma de realización puede ser un valor previamente almacenado en el conjunto de control de la trasmisión 16.
En otra forma de realización preferida de la invención la magnitud de la disminución de dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se determina como una función de por lo menos el ángulo de inclinación de dicha pendiente hacia abajo.
En una forma de realización preferida adicional de la invención la magnitud de la disminución de dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se determina adicionalmente como una función del retraso de la velocidad del motor.
En otra forma de realización preferida de la invención dicha función para disminuir dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se complementa mediante una condición en el momento de torsión del motor que determine que la línea de accionamiento se desacople cuando la salida estimada del momento de torsión neto esté por encima de un cierto límite.
En una forma de realización de la invención dicha función para disminuir dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se inicia sólo cuando el pedal de los frenos de servicio 9 en el vehículo no está fuertemente presionado. Dicha presión fuerte corresponde a un desplazamiento de más del 25% del desplazamiento total posible de dicho pedal de los frenos de servicio.
La función para disminuir dicho primer límite de la velocidad de giro del motor según la invención se puede utilizar a relaciones de velocidades acopladas tanto altas como bajas.
La figura 2 muestra un aparato 500 según una forma de realización de la invención, que comprende una memoria no volátil 520, un procesador 510 y una memoria de lectura y escritura 560. La memoria 560 tiene una primera parte de la
memoria
530, en la cual está almacenado un programa de
ordenador
para controlar el aparato 500. El programa de
ordenador
en la parte de memoria 530 para controlar el
aparato 500 puede ser un sistema de funcionamiento.
El aparato 500 puede estar encerrado en, por ejemplo, un conjunto de control, tal como el conjunto de control de la trasmisión 16. La unidad de tratamiento de datos 510 puede comprender, por ejemplo, un microordenador.
La memoria 520 tiene también una segunda parte de memoria 540, en la cual se almacena un programa para controlar el desacoplamiento del embrague según la invención. En una forma de realización alternativa, el programa para controlar la función del desacoplamiento del embrague está almacenado en un medio de almacenaje de datos no volátil separado 550, tal como, por ejemplo, un CD o una memoria de semiconductor intercambiable. El programa puede estar almacenado en una forma ejecutable o en un estado comprimido.
Cuando se establece más adelante en este documento que la unidad de procesamiento de datos 510 realiza una función específica, debe quedar claro que la unidad de procesamiento
de datos 510 está realizando una parte específica del programa almacenado en la memoria 540 o una parte específica del programa almacenado en el medio de grabación no volátil
550.
5 La unidad de procesamiento de datos 510 se realiza a la medida para la comunicación con la memoria 550 a través de un bus de datos 514. La unidad de procesamiento de datos 510 también se realiza a la medida para la comunicación con la memoria 520 a través de un bus de datos 512. Además, la
10 unidad de procesamiento de datos 510 se realiza a la medida para la comunicación con la memoria 560 a través de un bus de datos 511. La unidad de procesamiento de datos 510 también se realiza a la medida para la comunicación con un puerto de datos 590 mediante la utilización de un bus de datos 515.
15 El procedimiento según la presente invención puede ser ejecutado por la unidad de procesamiento de datos 510, por la unidad de procesamiento de datos 510 realizando el programa almacenado en la memoria 540 o el programa almacenado en el medio de grabación no volátil 550.
20 La invención no se debe considerar que está limitada a las formas de realización descritas en este documento, sino que en cambio son concebibles una serie de variantes y modificaciones adicionales dentro del ámbito de las siguientes reivindicaciones de la patente.
25

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para controlar el desacoplamiento de un embrague automático (3) en un vehículo (1), en el que la función fundamental del embrague (3) es transmitir la fuerza motriz desde un motor de combustión interna (2) instalado en el vehículo hasta un árbol de entrada de una trasmisión (4) instalada en el vehículo y en el que la velocidad de giro del motor está controlada a través del control de la admisión de gases (13) y en el que la disminución de un primer límite de la velocidad de giro del motor, en la cual el embrague (3) se desacopla, se inicia en el momento de detectar que:
    -el vehículo (1) está viajando en una pendiente hacia abajo;
    -un desplazamiento cero del control de la admisión de gases (13) y; caracterizado porque
    -dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se disminuye a una velocidad en la que un regulador de la velocidad en vacío del motor (20), instalado en el vehículo, inyecta una cantidad de combustible que corresponde a un momento de torsión del motor positivo el cual es igual al momento de torsión del motor negativo actual de retraso de modo que el momento de torsión de salida total desde el motor
    (2) es aproximadamente cero.
  2. 2.
    El procedimiento según la reivindicación caracterizado porque dicha disminución de dicho primer límite de la velocidad de giro del motor se inicia únicamente en el momento en el que se detecta adicionalmente que un pedal de
    -16 los frenos de servicio (9) en el vehículo (1) está presionado ligeramente o no está presionado en absoluto.
  3. 3.
    El procedimiento según la reivindicación anterior caracterizado porque dicho presionado ligero corresponde a un
    5 desplazamiento de hasta el 25% del desplazamiento total posible de dicho pedal de los frenos de servicio (9).
  4. 4. Un programa de ordenador que comprende un código de programas para ejecutar el procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, cuando dicho programa de ordenador es
    10 ejecutado en un ordenador.
  5. 5. Un producto de programa de ordenador que comprende un código de programa, almacenado en un medio que puede ser leído por un ordenador, para ejecutar el procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, cuando dicho programa
    15 de ordenador es ejecutado en el ordenador.
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