ITBO20090076A1 - Metodo di individuazione della marcia ottimale per una trasmissione di un veicolo - Google Patents

Description

“METODO DI INDIVIDUAZIONE DELLA MARCIA OTTIMALE PER UNA TRASMISSIONE DI UN VEICOLOâ€

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo di individuazione della marcia ottimale per una trasmissione di un veicolo.

La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione ad una trasmissione automatica sia di tipo tradizionale, sia di tipo AMT (Automatic Manual Transmission), cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità.

ARTE ANTERIORE

Le trasmissioni automatiche attualmente in commercio (sia di tipo tradizionale, sia di tipo AMT) comprendono una centralina di controllo che in funzionamento automatico determina in ogni istante la marcia da innestare. Attualmente, la marcia da innestare viene determinata (oltre che ovviamente in funzione dei limiti meccanici della trasmissione e del motore) per offrire il compromesso ideale tra guidabilità e comfort mediante apposite logiche di selezione implementate nella centralina di controllo; tuttavia, tali logiche di selezione non tengono in adeguato conto l’esigenza di ridurre i consumi di carburante e quindi non permettono di minimizzare i consumi di carburante stessi.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un metodo di individuazione della marcia ottimale per una trasmissione di un veicolo, il quale metodo di individuazione permetta di minimizzare i consumi e, in particolare, sia di facile ed economica implementazione in una trasmissione esistente.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di individuazione della marcia ottimale per una trasmissione di un veicolo secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

· la figura 1 Ã ̈ una vista schematica di un veicolo che implementa il metodo di individuazione della marcia ottimale oggetto della presente invenzione;

· le figura 2 Ã ̈ uno schema a blocchi che illustra una logico di selezione implementata in una centralina di controllo della trasmissione del veicolo della figura 1; e · la figura 3 Ã ̈ un grafico che illustra una mappa di efficienza di un motore del veicolo della figura 1 memorizzata in una memoria della centralina di controllo della trasmissione.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE

Nella figura 1, con il numero 1 à ̈ indicato nel suo complesso un veicolo (in particolare una automobile) provvisto di due ruote 2 anteriori e di due ruote 3 motrici posteriori; in posizione anteriore à ̈ disposto un motore 4 a combustione interna, il quale à ̈ provvisto di un albero 5 motore e produce una coppia motrice che viene trasmessa alle ruote 3 motrici posteriori mediante una trasmissione 6 automatica manuale (o AMT – Automatic Manual Transmission). La trasmissione 6 comprende una frizione 7 servoassistita che à ̈ disposta all’avantreno ed à ̈ alloggiata in una campana solidale al motore 4, un cambio 8 servoassistito disposto al retrotreno e presentante una pluralità di marce, ed un albero 9 di trasmissione che collega l’uscita della frizione 6 ad un ingresso del cambio 8. In cascata al cambio 8 à ̈ collegato un differenziale 10 autobloccante, dal quale partono una coppia di semiassi 11, ciascuno dei quali à ̈ solidale ad una ruota 3 motrice posteriore.

Il veicolo 1 comprende una centralina 12 di controllo del motore 4, la quale sovraintende al controllo del motore 4, una centralina 13 di controllo della trasmissione 6, la quale sovraintende al controllo della trasmissione 6, ed una linea 14 BUS, la quale à ̈ realizzata secondo il protocollo CAN (Car Area Network), à ̈ estesa a tutto il veicolo 1 e permette alle centraline 12 e 13 di controllo di dialogare tra loro. In altre parole, la centralina 12 di controllo del motore 4 e la centralina 13 di controllo della trasmissione 6 sono collegate alla linea 14 BUS e quindi possono comunicare tra loro mediante messaggi inoltrati sulla linea 14 BUS stessa.

La centralina 12 di controllo del motore 4 controlla il motore 4 in funzione dei desideri espressi dal guidatore agendo su di un pedale 15 dell’acceleratore ed agendo su di un pedale 16 del freno; in particolare, la posizione del pedale 15 dell’acceleratore viene letta da un apposito sensore di posizione che à ̈ in grado di determinare con precisione l’effettiva posizione del pedale 15 dell’acceleratore, invece la posizione del pedale 16 del freno viene determinata dalla pressione dell’olio nell’impianto frenante in modo binario (cioà ̈ pedale 16 del freno rilasciato oppure pedale 16 del freno premuto).

Con riferimento allo schema a blocchi della figura 2, viene di seguito descritta una logica di selezione implementata nella centralina 13 di controllo della trasmissione 6 per individuare la marcia GTARGETottimale per il cambio 8 (che può essere uguale o diversa rispetto alla marcia GCURRcorrente innestata nel cambio 8).

La centralina 13 di controllo comprende un blocco 17 di calcolo, il quale riceve in ingresso una pluralità di informazioni ed in particolare riceve dalla centralina 12 di controllo del motore 4 una velocità ã² CURRdi rotazione corrente del motore 4 ed una potenza PCURRmotrice corrente generata dal motore 4 (che potrebbe venire sostituita dall’equivalente coppia TCURRmotrice corrente in quanto la potenza PCURRmotrice corrente à ̈ pari alla coppia TCURRmotrice corrente moltiplicata per la velocità ã² CURRdi rotazione corrente), riceve da un sensore 18 tachimetrico una velocità V di avanzamento del veicolo 1, riceve la posizione corrente del pedale 15 dell’acceleratore, e riceve la posizione corrente del pedale 16 del freno.

Utilizzando le informazioni ricevute in ingresso (che possono venire preventivamente filtrate per attenuare eventuali disturbi o comunque per sopprimere fenomeni impulsivi non compatibili con la capacità di reazione della trasmissione 6), il blocco 17 di calcolo determina una potenza PREFmotrice di riferimento che rappresenta la potenza che ragionevolmente verrà richiesta al motore 4 nell’immediato futuro; l’orizzonte temporale per la determinazione della potenza PREFmotrice di riferimento à ̈ dell’ordine dei secondi. In altre parole, la potenza PREFmotrice di riferimento à ̈ una stima della potenza che verrà erogata dal motore 4 nell’immediato futuro e viene utilizzata come descritto in seguito per determinare la marcia GTARGETottimale che dovrà appunto servire a trasmettere alle ruote 3 motrici la potenza PREFmotrice di riferimento stessa.

In condizioni statiche, cioà ̈ quando la velocità V di avanzamento del veicolo 1 à ̈ all’incirca costante, la potenza PREFmotrice di riferimento à ̈ sostanzialmente pari alla potenza PCURRmotrice corrente; invece, in condizioni dinamiche di transitorio, cioà ̈ quando la velocità V di avanzamento del veicolo 1 à ̈ variabile, la potenza PREFmotrice di riferimento può differire anche notevolmente dalla potenza PCURRmotrice corrente.

Secondo una preferita forma di attuazione, per determinare la potenza PREFmotrice di riferimento il blocco 17 di calcolo utilizza la potenza PCURRmotrice corrente apportando delle correzioni in funzione della posizione del pedale 15 dell’acceleratore, in funzione della velocità di spostamento (cioà ̈ della derivata prima nel tempo della posizione) del pedale 15 dell’acceleratore, in funzione della posizione del pedale 16 del freno, ed in funzione della velocità V di avanzamento del veicolo 1. Per riassumere, la potenza PREFmotrice di riferimento viene stimata interpretando la posizione del pedale 15 dell’acceleratore in unione alla velocità V di avanzamento del veicolo 1, utilizzando inoltre la stima della potenza PCURRmotrice corrente.

Secondo una diversa forma di attuazione, per il calcolo della potenza PREFmotrice di riferimento la potenza PCURRmotrice corrente potrebbe venire sostituita dalla potenza PREQmotrice richiesta da un guidatore del veicolo 1 che viene determinata in modo noto dalla centralina 12 di controllo del motore 4 in funzione della potenza PCURRmotrice corrente, in funzione della posizione del pedale 15 dell’acceleratore ed in funzione della velocità V di avanzamento del veicolo 1. La potenza PREQmotrice richiesta rappresenta il valore desiderato che la centralina 12 di controllo del motore 4 cerca di attuatore pilotando in modo opportuno il motore 4, quindi può differire dalla potenza PCURRmotrice corrente (oppure della equivalente coppia PCURRmotrice corrente) di un errore che la centralina 12 di controllo cerca di annullare.

Tenere conto della posizione del pedale 15 dell’acceleratore serve per evitare oscillazioni da una marcia all’altra, in quanto in un tradizionale sistema di controllo di tipo “Torque Based†per calcolare la coppia TREQmotrice richiesta dal guidatore la centralina 12 di controllo del motore 4 interpreta il pedale 15 dell’acceleratore in funzione della velocità di rotazione del motore 4; a parità di posizione del pedale 15 dell’acceleratore, una volta che viene individuata la marcia GTARGETottimale e che la marcia GTARGETottimale viene innestata al posto della marcia GCURRcorrente, la velocità di rotazione del motore 4 cambia, e quindi potrebbe cambiare anche la coppia TREQmotrice richiesta dal guidatore determinata dalla centralina 12 di controllo del motore 4 interpretando la posizione del pedale 16 dell’acceleratore e di conseguenza potrebbe cambiare la potenza PREQrichiesta. In questo modo à ̈ possibile che il cambiamento della potenza PREQmotrice richiesta indotto dal cambio marcia induca un ulteriore cambio marcia verso la marcia precedentemente innestata innescando quindi una continua oscillazione tra due marce.

Il blocco 17 di calcolo comunica ad un successivo blocco 19 di calcolo la potenza PREFmotrice di riferimento determinata come sopra descritto e la velocità V di avanzamento del veicolo 1. Il blocco 19 di calcolo individua le marce GAVAdisponibili che sono in grado di portare il motore 4 a fornire la potenza PREFmotrice di riferimento alla velocità V di avanzamento del veicolo 1 compatibilmente con i limiti fisici del motore 4 stesso. In altre parole, tra le marce del cambio 8 il blocco 19 di calcolo individua tutte e sole le marce GAVAdisponibili che sono in grado di portare il motore 4 a fornire la potenza PREFmotrice di riferimento alla velocità V di avanzamento del veicolo 1 compatibilmente con i limiti fisici del motore 4 stesso.

Durante una fase di progettazione, viene determinato un intervallo di accettabilità della velocità di rotazione del motore 4 comprendente una velocità di rotazione minima ed una velocità di rotazione massima ed un intervallo di accettabilità della coppia motrice del motore 4 comprendente una coppia motrice minima ed una coppia motrice massima in funzione della velocità di rotazione del motore 4. Tali intervalli di accettabilità sono legati ai limiti fisici del motore 4 ed indicano la zona all’interno della quale il motore 4 può lavorare. Preferibilmente, l’intervallo di accettabilità della velocità di rotazione e/o l’intervallo di accettabilità della coppia motrice sono più ristretti degli effettivi limiti fisici del motore 4 per garantire un certo margine di cambiamento; in altre parole, tra il minimo o il massimo di un intervallo di accettabilità ed un corrispondente minimo o massimo del limite fisico c’à ̈ un margine che garantisce una certa elasticità.

Con riferimento all’intervallo di accettabilità della coppia motrice, per ogni velocità di rotazione del motore 4 à ̈ necessario rispettare i vincoli di coppia massima e coppia minima fornibili dal motore 4 stesso. Nel calcolo della coppia massima vengono previsti altri due contributi, oltre ai dati caratteristici del motore 4: una riserva di coppia (tale riserva, espressa come percentuale della coppia massima, permette di selezionare una marcia mantenendo comunque un margine per poter soddisfare un eventuale successivo aumento della coppia richiesta senza costringere il motore 4 a lavorare in condizioni estreme e senza richiedere cambi marcia troppo ravvicinati) ed una quota relativa alla variazione della coppia media, tale da prevedere, su un intervallo di tempo calibrabile, future variazioni della coppia richiesta (se la coppia richiesta à ̈ in diminuzione la riserva di coppia può venire diminuita, analogamente se la coppia richiesta à ̈ in aumento la riserva di coppia può venire aumentata).

Secondo una possibile forma di attuazione, l’intervallo di accettabilità della velocità di rotazione e/o l’intervallo di accettabilità della coppia motrice vengono differenziati per le varie marce; a titolo di esempio, la coppia motrice minima in quinta marcia à ̈ generalmente più ridotta della coppia motrice minima in prima marcia oppure la velocità di rotazione minima in quinta marcia à ̈ generalmente più ridotta della velocità di rotazione minima in prima marcia.

Secondo una ulteriore forma di attuazione, un differenziale tra la coppia motrice massima dell’intervallo di accettabilità della coppia motrice ed una coppia motrice massima fisicamente erogabile dal motore 4 viene aumentato quando la potenza PREFmotrice di riferimento à ̈ crescente nel tempo; inoltre, il differenziale tra la coppia motrice massima dell’intervallo di accettabilità della coppia motrice ed la coppia motrice massima fisicamente erogabile dal motore 4 viene ridotto quando la potenza PREFmotrice di riferimento à ̈ decrescente nel tempo.

Il blocco 19 di calcolo calcola per ciascuna marcia del cambio 8 la corrispondente velocità ã² Adi rotazione attesa che verrebbe imposta al motore 4 in funzione della velocità V di avanzamento del veicolo 1 e del rapporto di trasmissione della marcia; in altre parole, per ciascuna marcia del cambio 8 la velocità ã² Adi rotazione attesa à ̈ la velocità che verrebbe imposta al motore 4 alla luce della velocità V di avanzamento del veicolo 1 se venisse innestata la marcia stessa. Il calcolo della velocità ã² Adi rotazione attesa di ciascuna marcia del cambio 8 à ̈ una semplice moltiplicazione della velocità di rotazione di un albero secondario del cambio 8 imposta dalla velocità V di avanzamento del veicolo 1 per un rapporto di trasmissione (noto a priori e costante) della marcia stessa.

Inoltre, il blocco 19 di calcolo calcola per ciascuna marcia del cambio 8 la corrispondente coppia TAmotrice attesa che verrebbe richiesta al motore 4 in funzione della potenza PREFmotrice di riferimento e della velocità ã² Adi rotazione attesa; il calcolo della coppia TAmotrice attesa per ciascuna marcia del cambio 8 à ̈ una semplice divisione della potenza PREFmotrice di riferimento per la velocità ã² Adi rotazione attesa.

Una volta determinate la velocità 㲠Adi rotazione attesa e la coppia TAmotrice attesa per ciascuna marcia del cambio 8, il blocco 19 di calcolo individua le marce GAVAdisponibili eliminando da tutte le marce del cambio 8 le marce aventi la velocità 㲠Adi rotazione attesa e/o la coppia TAmotrice attesa esterne ai corrispondenti intervalli di accettabilità del motore 4. In altre parole, le marce GAVAdisponibili sono tutte e sole le marce del cambio 8 aventi sia la velocità 㲠Adi rotazione attesa, sia la coppia TAmotrice attesa comprese all’interno dei corrispondenti intervalli di accettabilità del motore 4.

Il blocco 19 di calcolo comunica ad un blocco 20 di calcolo tutte le marce GAVAdisponibili assieme alle corrispondenti velocità ã² Adi rotazione attese e coppie TAmotrici attese. Il blocco 20 di calcolo determina per ciascuna marcia GAVAdisponibile la corrispondente efficienza EAattesa del motore 4 in funzione della velocità ã² Adi rotazione attesa e della coppia TAmotrice attesa; in altre parole, per ciascun marcia GAVAdisponibile la corrispondente efficienza EAattesa à ̈ l’efficienza con cui funzionerebbe il motore 4 se venisse effettivamente innestata la marcia stessa ed erogasse la potenza PREQrichiesta.

Durante una fase di progettazione viene determinata una mappa di efficienza tridimensionale, la quale viene memorizzata in una memoria 21 della centralina 13 di controllo della trasmissione 6 e fornisce l’efficienza del motore 4 in funzione della velocità di rotazione del motore 4 e della coppia motrice erogata dal motore 4. Un esempio di una mappa di efficienza tridimensionale à ̈ illustrato nella figura 3. Utilizzando la mappa di efficienza memorizzata nella memoria 21 risulta semplice e veloce la determinazione dell’efficienza EAattesa in funzione della velocità ã² Adi rotazione attesa e della coppia TAmotrice attesa.

Dopo avere determinato le efficienze EAattese delle marce GAVAdisponibili, il blocco 20 di calcolo determina una marcia GBESTa massima efficienza tra le marce GAVAdisponibili individuando la marcia che presenta l’efficienza EAattesa più alta.

Il blocco 20 di calcolo comunica ad un blocco 22 di calcolo la marcia GBESTa massima efficienza e la corrispondente efficienza EAattesa; il blocco 22 di calcolo riceve inoltre in ingresso la marcia GCURRcorrente attualmente innestata nel cambio 8 (dato ovviamente conosciuto dalla centralina 13 di controllo della trasmissione 6), la velocità 㲠CURRdi rotazione corrente (dato fornito dalla centralina 13 di controllo del motore 4 come descritto in precedenza) e la potenza PREFmotrice di riferimento fornita dal blocco 17 di calcolo.

Il blocco 22 di calcolo ha la funzione di individuare la marcia GTARGETottimale scegliendo tra la marcia GBESTa massima efficienza e la marcia GCURRcorrente; in altre parole, il blocco 22 di calcolo deve decidere se à ̈ più conveniente mantenere la marcia GCURRcorrente oppure se à ̈ più conveniente innestare la marcia GBESTa massima efficienza tenendo conto non solo l’ottimizzazione del consumo di carburante, ma anche il comfort di marcia, la sicurezza di marcia e l’usura meccanica della trasmissione 6. Ovviamente quando la marcia GBESTa massima efficienza coincide con la marcia GCURRcorrente il blocco 22 di calcolo non deve operare alcuna scelta e la marcia GTARGETottimale à ̈ identica alla marcia GCURRcorrente.

In altre parole, il blocco 22 di calcolo tiene conto del fatto che non à ̈ conveniente effettuare cambi marcia troppo ravvicinati nel tempo sia per non avere un impatto negativo sul comfort di marcia, sia per evitare una eccessiva usura meccanica della trasmissione 6 (in particolare della frizione 7 e del cambio 8). Inoltre, il blocco 22 di calcolo tiene conto del fatto che un cambio di marcia comporta comunque un certo dispendio energetico (ad esempio nell’attivazione degli attuatori di servoassistenza della frizione 7 e del cambio 8) e quindi che non à ̈ conveniente effettuare un cambio di marcia per ottenere un aumento di efficienza del motore 4 molto modesto. Infine, il blocco 22 di calcolo tiene conto del fatto che vi sono situazioni di guida in cui non à ̈ consigliabile effettuare un cambio di marcia per non avere un impatto negativo sulla sicurezza di marcia del veicolo 1.

Il blocco 22 di calcolo calcola la coppia TREFmotrice di riferimento mediante una semplice divisione tra la potenza PREFmotrice di riferimento e la velocità ã² CURRdi rotazione corrente. Inoltre, utilizzando la mappa di efficienza memorizzata nella memoria 21 il blocco 22 di calcolo determina per la marcia GCURRcorrente la corrispondente efficienza ECURRdel motore 4 in funzione della velocità ã² CURRdi rotazione corrente e della coppia TREFmotrice di riferimento. Nella determinazione della efficienza ECURRdel motore 4 non viene utilizzata la coppia TCURRmotrice corrente ma la coppia TREFmotrice di riferimento in modo da fare un confronto uniforme, cioà ̈ con le stesse condizioni al contorno, con l’efficienza EAattesa della marcia GBESTa massima efficienza che à ̈ stata determinata ipotizzando di trasmettere la potenza PREFmotrice di riferimento e non la potenza PCURRmotrice corrente. In alternativa, secondo una diversa forma di attuazione per determinare l’efficienza ECURRdel motore 4 viene utilizzata la coppia TCURRmotrice corrente invece della coppia TREFmotrice di riferimento.

Il blocco 22 di calcolo determina un differenziale 㥀E di efficienza tra l’efficienza ECURRdella marcia GCURRcorrente e l’efficienza EAattesa della marcia GBESTa massima efficienza e quindi individua la marcia GTARGETottimale scegliendo tra la marcia GBESTa massima efficienza e la marcia GCURRcorrente in funzione del differenziale 㥀E di efficienza. Secondo una preferita forma di attuazione, il blocco 22 di calcolo individua la marcia GBESTa massima efficienza come marcia GTARGETottimale solo se il differenziale 㥀E di efficienza à ̈ superiore ad un valore V1 di soglia; inoltre, il blocco 22 di calcolo determina un intervallo 㥀T di tempo trascorso dall’ultimo cambio marcia in cui à ̈ stata innestata la marcia GCURRcorrente e varia il valore V1 di soglia in funzione dell’ampiezza dell’intervallo 㥀T di tempo in modo tale che il valore V1 di soglia sia decrescente all’aumentare dell’ampiezza dell’intervallo 㥀T di tempo. In altre parole, il valore V1 di soglia non à ̈ costante ma varia in funzione dell’ampiezza dell’intervallo 㥀T di tempo essendo decrescente all’aumentare dell’ampiezza dell’intervallo 㥀T di tempo.

Utilizzando il confronto tra il differenziale 㥀E di efficienza ed il valore V1 di soglia à ̈ possibile evitare che venga effettuato un cambio marcia quando l’incremento di efficienza del motore 4 à ̈ poco significativo, ed inoltre viene permesso di effettuare un cambio di marcia a ridotta distanza temporale dal precedente cambio di marcia in cui à ̈ stata innestata la marcia GCURRcorrente solo se l’aumento di efficienza (cioà ̈ il differenziale 㥀E di efficienza) à ̈ elevato.

In alternativa o in abbinamento al sopra descritto utilizzo del confronto tra il differenziale 㥀E di efficienza e il valore V1 di soglia, il blocco 22 di calcolo può utilizzare un confronto tra l’intervallo 㥀T di tempo trascorso dall’ultimo cambio marcia in cui à ̈ stata innestata la marcia GCURRcorrente ed un valore V2 di soglia. In particolare, la marcia GCURRcorrente viene sempre identificata come marcia GTARGETottimale se l’ampiezza dell’intervallo 㥀T di tempo à ̈ inferiore al valore V2 di soglia. Il valore V2 di soglia può venire variato in funzione del differenziale 㥀E di efficienza tra l’efficienza ECURRdella marcia GCURRcorrente e l’efficienza EAattesa della marcia GBESTa massima efficienza in modo tale che il valore V2 di soglia sia decrescente all’aumentare del differenziale 㥀E di efficienza. Utilizzando il confronto tra l’intervallo 㥀T di tempo ed il valore V2 di soglia à ̈ possibile evitare che venga effettuato un cambio marcia temporalmente troppo ravvicinato rispetto all’ultimo cambio di marcia.

Secondo una possibile forma di attuazione, il blocco 22 di calcolo riceve in ingresso anche un segnale S di sicurezza che indica quando il veicolo 1 si trova in condizioni di sicurezza per un cambio marcia e quindi fornisce il consenso ad un eventuale cambio marcia. Il blocco 22 di calcolo individua una marcia GTARGETottimale diversa dalla marcia GCURRcorrente solo se il veicolo 1 si trova in condizioni di sicurezza per un cambio marcia, altrimenti se il veicolo 1 non si trova in condizioni di sicurezza per un cambio marcia allora il blocco 22 di calcolo individua sempre la marcia GCURRcorrente come marcia GTARGETottimale. Il segnale S di sicurezza viene tipicamente fornito da un controllore della stabilità del veicolo 1 e/o da un navigatore satellitare che determina la posizione corrente del veicolo 1 e quindi individua quando il veicolo 1 sta approcciano o percorrendo curve, salite, discese... . Secondo una ulteriore forma di attuazione, avendo delle informazioni preventive circa la presenza di salite, discese, curve, della loro entità e della loro distanza rispetto al veicolo 1 in movimento à ̈ possibile scegliere la marcia GTARGETottimale non più da un punto di vista della massimizzazione dell’efficienza, ma dal punto di vista della sicurezza, mappando per esempio la marcia in funzione della pendenza e della velocità V di avanzamento del veicolo 1, oppure in funzione del raggio di curvatura e della velocità V di avanzamento del veicolo 1. In alternativa, sempre in funzione della pendenza stradale e della velocità V di avanzamento del veicolo 1, oppure in funzione del raggio di curvatura e della velocità V di avanzamento del veicolo 1, à ̈ possibile mappare non la marcia obiettivo, ma la marcia massima e quella minima, in modo da restringere il campo delle marce GAVAdisponibili.

Quando il pedale 15 dell’acceleratore à ̈ rilasciato il motore 4 à ̈ in condizioni di cut-off (cioà ̈ in condizioni di consumo di carburante nullo) e quindi non ha senso cercare di ottimizzare ulteriormente il consumo di carburante. Quando il pedale 15 dell’acceleratore à ̈ rilasciato non ha senso selezionare le marce per ottimizzare il consumo di carburante che à ̈ già nullo, di conseguenza quando il pedale 15 dell’acceleratore à ̈ rilasciato le marce vengono scelte per assecondare i desideri del guidatore e per ottimizzare l’utilizzo della energia cinetica posseduta dal veicolo 1. La posizione del pedale 16 del freno à ̈ utile per distinguere il comportamento in rilascio: se il pedale 15 dell’acceleratore à ̈ rilasciato, il guidatore richiede una coppia negativa al motore 4, se anche il pedale 16 del freno à ̈ premuto verranno privilegiate le marce basse per avere maggiore coppia frenante alle ruote 3 motrici, altrimenti se il pedale 16 del freno non à ̈ premuto verranno privilegiate le marce alte per non dissipare eccessivamente in attriti interni e perdite di pompaggio l’energia cinetica del veicolo 1.

Secondo una preferita forma di attuazione, la marcia GTARGETottimale viene automaticamente innestata, ovviamente solo se diversa dalla marcia GCURRcorrente, dalla centralina 13 di controllo della trasmissione 6 senza la necessità di alcun tipo di intervento da parte del guidatore. Secondo una alternativa forma di attuazione, la marcia GTARGETottimale non viene innestata automaticamente dalla centralina 13 di controllo della trasmissione 6, ma viene unicamente suggerita al guidatore mediante una apposita segnalazione visiva e/o acustica; in questo caso, al guidatore potrebbe anche venire comunicata una stima della riduzione del consumo di carburante innestando la marcia GTARGETottimale al posto della marcia GCURRcorrente.

La modalità che prevede che la marcia GTARGETottimale venga unicamente suggerita al guidatore à ̈ applicabile anche ad una trasmissione 6 tradizionale priva di servoassistenza (cioà ̈ presentante la frizione 7 ed il cambio 8 a controllo manuale).

E’ importante osservare che il metodo di individuazione della marcia sopra descritto ha come unico obiettivo il raggiungimento della massima efficienza energetica possibile compatibilmente con i limiti fisico del motore 4 e con le esigenze di guidabilità; di conseguenza, il metodo di individuazione della marcia sopra descritto viene effettivamente utilizzato solo quando vi à ̈ la necessità/possibilità di ottimizzare i consumi (ad esempio non viene utilizzato quando il guidatore seleziona uno stile di guida sportivo). Inoltre, in parallelo al metodo di individuazione della marcia sopra descritto sono sempre presenti le normali logiche di controllo della trasmissione 6 che possono imporre un cambio di marcia indipendentemente dalle indicazioni fornire dal metodo di individuazione della marcia sopra descritto in funzione di esigenze di sicurezza (ad esempio per evitare un fuori giri del motore 4 o per aumentare la stabilità o la motricità).

Il metodo di individuazione della marcia sopra descritto presenta numerosi vantaggi. In particolare, il metodo di individuazione della marcia sopra descritto permette di diminuire (minimizzare) i consumi di carburante e la produzione di inquinanti senza nel contempo avere alcuna penalizzazione sulla dinamica del veicolo 1. Inoltre, il metodo di individuazione della marcia sopra descritto à ̈ semplice ed economico da implementare anche in un veicolo esistente di moderna concezione in quanto non richiede l’installazione di componenti fisici aggiuntivi rispetto a quelli già normalmente presenti e necessita di una potenza di calcolo modesta che non comporta un potenziamento delle capacità di calcolo della centralina di controllo della trasmissione esistente. Si sottolinea infine la facilità della calibrazione del metodo di individuazione della marcia sopra descritto dal momento che la parte principale di calibrazione che prevede la determinazione della mappa di efficienza del motore 4 discende direttamente da prove al banco che sono comunque necessarie per la caratterizzazione del motore 4 al fine di permettere un adeguato controllo del motore 4 da parte della centralina 12 di controllo.

Claims (16)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Metodo di individuazione della marcia (GTARGET) ottimale per una trasmissione (6) di un veicolo (1) provvisto di un motore (4); il metodo di individuazione comprende le fasi di: rilevare una velocità (V) di avanzamento del veicolo (1); rilevare una velocità (㲠CURR) di rotazione corrente del motore (4); determinare una potenza (PREF) motrice di riferimento; individuare le marce (GAVA) disponibili che sono in grado di portare il motore (4) a fornire la potenza (PREF) motrice di riferimento alla velocità (V) di avanzamento del veicolo (1); calcolare per ciascuna marcia (GAVA) disponibile la corrispondente velocità (㲠A) di rotazione attesa che verrebbe imposta al motore (4) in funzione della velocità (V) di avanzamento del veicolo (1) e di un rapporto di trasmissione della marcia; calcolare per ciascuna marcia (GAVA) disponibile la corrispondente coppia (TA) motrice attesa che verrebbe richiesta al motore (4) in funzione della potenza (PREF) motrice di riferimento e della velocità (㲠A) di rotazione attesa; determinare per ciascuna marcia (GAVA) disponibile la corrispondente efficienza (EA) attesa del motore (4) in funzione della velocità (㲠A) di rotazione attesa e della coppia (TA) motrice attesa; ed individuare la marcia (GTARGET) ottimale tra le marce (GAVA) disponibili in funzione delle corrispondenti efficienze (EA) attese.
2. 2) Metodo di individuazione secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di individuare le marce (GAVA) disponibili comprende le ulteriori fasi di: determinare, in una fase di progettazione, un intervallo di accettabilità della velocità di rotazione del motore (4) comprendente una velocità di rotazione minima ed una velocità di rotazione massima; determinare, in una fase di progettazione, un intervallo di accettabilità della coppia motrice del motore (4) comprendente una coppia motrice minima ed una coppia motrice massima; calcolare per ciascuna marcia della trasmissione (6) la corrispondente velocità (㲠A) di rotazione attesa che verrebbe imposta al motore (4) in funzione della velocità (V) di avanzamento del veicolo (1) e di un rapporto di trasmissione della marcia; calcolare per ciascuna marcia della trasmissione (6) la corrispondente coppia (TA) motrice attesa che verrebbe richiesta al motore (4) in funzione della potenza (PREF) motrice di riferimento e della velocità (㲠A) di rotazione attesa; e individuare le marce (GAVA) disponibili eliminando da tutte le marce della trasmissione (6) le marce aventi la velocità (㲠A) di rotazione attesa e/o la coppia (TA) motrice attesa esterne ai corrispondenti intervalli di accettabilità del motore (4).
3. 3) Metodo di individuazione secondo la rivendicazione 2, in cui l’intervallo di accettabilità della velocità di rotazione e/o l’intervallo di accettabilità della coppia motrice sono più ristretti degli effettivi limiti fisici del motore (4) per garantire un certo margine di cambiamento.
4. 4) Metodo di individuazione secondo la rivendicazione 2 o 3 e comprendente l’ulteriore fase di differenziare l’intervallo di accettabilità della velocità di rotazione e/o l’intervallo di accettabilità della coppia motrice per le varie marce.
5. 5) Metodo di individuazione secondo la rivendicazione 2, 3 o 4 e comprendente le ulteriori fasi di: aumentare un differenziale tra la coppia motrice massima dell’intervallo di accettabilità della coppia motrice ed una coppia motrice massima fisicamente erogabile dal motore (4) quando la coppia (TREF) motrice di riferimento à ̈ crescente nel tempo; e diminuire il differenziale tra la coppia motrice massima dell’intervallo di accettabilità della coppia motrice e la coppia motrice massima fisicamente erogabile dal motore (4) quando la coppia (TREF) motrice di riferimento à ̈ decrescente nel tempo.
6. 6) Metodo di individuazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5 e comprendente le ulteriori fasi di: individuare una marcia (GCURR) corrente attualmente innestata; individuare una marcia (GBEST) a massima efficienza tra le marce (GAVA) disponibili individuando la marcia che presenta l’efficienza efficienza (EA) attesa più alta; e individuare la marcia (GTARGET) ottimale scegliendo tra la marcia (GBEST) a massima efficienza e la marcia (GCURR) corrente.
7. 7) Metodo di individuazione secondo la rivendicazione 6 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare per la marcia (GCURR) corrente la corrispondente efficienza (ECURR) del motore (4) in funzione della velocità (㲠CURR) di rotazione corrente e di una coppia (TCURR) motrice corrente o di una coppia (TREF) motrice di riferimento; determinare un differenziale (㥀E) di efficienza tra l’efficienza (ECURR) della marcia (GCURR) corrente e l’efficienza (EA) attesa della marcia (GBEST) a massima efficienza; e individuare la marcia (GTARGET) ottimale scegliendo tra la marcia (GBEST) a massima efficienza e la marcia (GCURR) corrente in funzione del differenziale (㥀E) di efficienza.
8. 8) Metodo di individuazione secondo la rivendicazione 7 e comprendente l’ulteriore fasi di individuare la marcia (GBEST) a massima efficienza come marcia (GTARGET) ottimale solo se il differenziale (㥀E) di efficienza à ̈ superiore ad un primo valore (V1) di soglia.
9. 9) Metodo di individuazione secondo la rivendicazione 8 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare un intervallo (㥀T) di tempo trascorso dall’ultimo cambio marcia in cui à ̈ stata innestata la marcia (GCURR) corrente; e variare il primo valore (V1) di soglia in funzione dell’ampiezza dell’intervallo (㥀T) di tempo in modo tale che il primo valore (V1) di soglia sia decrescente all’aumentare dell’ampiezza dell’intervallo (㥀T) di tempo.
10. 10) Metodo di individuazione secondo una delle rivendicazioni da 6 a 9 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare un intervallo (㥀T) di tempo trascorso dall’ultimo cambio marcia in cui à ̈ stata innestata la marcia (GCURR) corrente; e individuare sempre la marcia (GCURR) corrente come marcia (GTARGET) ottimale se l’ampiezza dell’intervallo (㥀T) di tempo à ̈ inferiore ad un secondo valore (V2) di soglia.
11. 11) Metodo di individuazione secondo la rivendicazione 10 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare per la marcia (GCURR) corrente la corrispondente efficienza (ECURR) del motore (4) in funzione della velocità (㲠CURR) di rotazione corrente e della coppia (TCURR) motrice corrente; determinare un differenziale (㥀E) di efficienza tra l’efficienza (ECURR) della marcia (GCURR) corrente e l’efficienza (EA) attesa della marcia (GBEST) a massima efficienza; e variare il secondo valore (V2) di soglia in funzione del differenziale (㥀E) di efficienza in modo tale che il secondo valore (V2) di soglia sia decrescente all’aumentare del differenziale (㥀E) di efficienza.
12. 12) Metodo di individuazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11 e comprendente l’ulteriore fase di determinare, durante una fase di progettazione, una mappa di efficienza tridimensionale, la quale fornisce l’efficienza del motore (4) in funzione della velocità di rotazione del motore (4) e della coppia motrice erogata dal motore (4).
13. 13) Metodo di individuazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 12 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare se il veicolo (1) si trova in condizioni di sicurezza per un cambio marcia; e individuare la marcia (GTARGET) ottimale diversa dalla marcia (GCURR) corrente solo se il veicolo (1) si trova in condizioni di sicurezza per un cambio marcia.
14. 14) Metodo di individuazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare la presenza sulla traiettoria del veicolo (1) e la loro distanza dal veicolo (1) stesso di curve, salite, discese o altre condizioni critiche che devono venire affrontate anche in funzione della sicurezza; e individuare in funzione della pendenza stradale, della distanza di una condizione critiche e della velocità V di avanzamento del veicolo 1, oppure in funzione del raggio di curvatura, della distanza dalla curva e della velocità V di avanzamento del veicolo 1 un limitato numero di marce da considerare per ragioni di sicurezza a cui restringere la ricerca delle marce (GAVA) disponibili.
15. 15) Metodo di individuazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 14, in cui la fase di determinare la potenza (PREF) motrice di riferimento prevede di: determinare una potenza (PCURR) motrice corrente del motore (4); ed determinare la potenza (PREF) motrice di riferimento in funzione della potenza (PCURR) motrice corrente.
16. 16) Metodo di individuazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 15, in cui la fase di determinare la potenza (PREF) motrice di riferimento prevede di: determinare una potenza (PCURR) motrice corrente; determina una velocità (V) di avanzamento del veicolo (1); determina una posizione di un pedale (16) dell’acceleratore; e determinare la potenza (PREF) motrice di riferimento in funzione della potenza (PCURR) motrice corrente, in funzione della velocità (V) di avanzamento del veicolo (1), ed in funzione della posizione di un pedale (16) dell’acceleratore.