ITMI20002256A1 - Autoveicolo con un motore di azionamento e una unita' di comando per il comando del numero di giri del motore e/o del momento motore del mot - Google Patents

Autoveicolo con un motore di azionamento e una unita' di comando per il comando del numero di giri del motore e/o del momento motore del mot Download PDF

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Klaus Kupper
Klaus-Gunter Vennemann
Michael Vetter
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Luk Lamellen & Kupplungsbau
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Description

DESCRIZIONE
L'invenzione riguarda un autoveicolo con un motore di azionamento e una unità di comando per la regolazione del numero di giri del motore e/o del momento del motore.
Tali autoveicoli sono generalmente noti. In tali autoveicoli il funzionamento in folle del motore di azionamento viene regolato per mezzo di una regolazione di funzionamento in folle in modo tale che nel caso di una sollecitazione del motore, per esempio a causa di una chiusura della frizione o un'accensione di un impianto di climatizzazione, viene aumentato il momento del motore, affinchè il motore non si spenga. Questo momento segue l'altezza della sollecitazione supplementare del motore di azionamento oppure viene comandato da un precomando già poco prima dell'applicazione della sollecitazione.
se la chiusura della frizione avviene in modo involontario per esempio a causa di un guasto, allora il veicolo può mettersi in movimento involontariamente e condurre ad una situazione critica per la sicurezza, poiché il momento del motore aumentato può condurre ad un movimento del veicolo.
E' compito dell'invenzione realizzare autoveicoli del tipo menzionato precedentemente, che siano migliorati per quanto riguarda la loro sicurezza. Inoltre è compito dell’invenzione realizzare autoveicoli del tipo menzionato precedentemente in modo semplice ed economico.
Secondo l'invenzione questo viene raggiunto, nel caso di un autoveicolo con un motore di azionamento e una unità di comando per il comando del numero di giri del motore e/o del momento del motore del motore di azionamento, per il fatto che in particolare nel funzionamento a folle e/o in caso di ridotta velocità di marcia del veicolo, il momento del motore viene limitato ad un valore massimo predeterminabile del momento del motore.
In questo caso il momento del motore rilevato per il comando può venire rivelato direttamente oppure può venire calcolato per mezzo di grandezze ausiliarie da una unità di comando, come per esempio da dati per esempio dell'angolo della valvola a farfalla e/o della pressione di aspirazione del flusso, del flusso di combustibile eccetera.
Può essere anche vantaggioso eseguire la limitazione secondo 1'invenzione non soltanto nel funzionamento in folle e/o in caso di elevata velocità di marcia del veicolo, bensì anche nel caso di un azionamento del freno di esercizio o del freno di parcheggio, come il freno a mano. Inoltre la limitazione del momento del motore può venire comandata in caso di segnali, che indicano una assenza del guidatore, come nel caso di un segnale di porta, che indica una porta aperta del veicolo o del cofano motore. Questo vale anche per uno spegnimento del motore di azionamento secondo la rivendicazione 2. In questo caso lo spegnimento del motore di azionamento può avvenire per il fatto che il dispositivo di comando del motore di azionamento riceve da un ulteriore apparecchio di comando un'informazione di segnale o un segnale di comando per lo spegnimento.
E' particolarmente vantaggioso se il valore massimo del momento del motore è variabile e cosi il momento del motore è regolabile, in un certo campo di tolleranza, in base alle variazioni. Cosi il valore massimo del momento del motore può essere vantaggiosamente variabile nel tempo e può venire comandato in modo corrispondentemente variabile dall'unità di comando. Inoltre il valore massimo del momento del motore può essere variabile vantaggiosamente anche in funzione della situazione o in funzione dei parametri. Per esempio nel caso di un'inserzione o disinserzione di utenze, che vengono azionate dal motore di azionamento, il valore massimo del momento del motore può venire variato. Inoltre, per esempio in caso di variazione di temperatura del motore, può venire variato il valore massimo del momento del motore.
Può essere anche opportuno che il valore massimo del momento del motore possa variare anche in funzione della variazione dinamica del numero di giri del motore, come la variazione nel tempo del numero di giri del motore.
E' vantaggioso se il valore massimo del momento del motore massimo viene aumentato, per esempio nel caso di un'inserzione di utenze, che vengono azionate da motori di azionamento, e il.valore massimo del momento del motore viene ridotto per esempio nel caso di una disinserzione di utenze, che vengono azionate da motori di azionamento. Come utenze sono da menzionare per esempio le seguenti: impianto di climatizzazione, servosterzo, pompa della trasmissione, eccetera. L'informazione sull'inserzione o disinserzione di un'utenza può venire passata da un apparecchio di comando dell'utenza al dispositivo di comando del motore di azionamento, come per esempio attraverso un conduttore di dati o un bus dati.
Nel caso di una frizione automatizzata e/o di un cambio automatizzato nella catena di azionamento dell'autoveicolo è particolarmente vantaggioso se il valore massimo del momento del motore viene aumentato per esempio nel caso di una chiusura comandata in modo mirato di una frizione, e il valore massimo del momento del motore viene ridotto per esempio nel caso di un disinnesto comandato in modo mirato di una frizione. L'innesto e/o il disinnesto mirato della frizione avviene in questo caso per mezzo di una unità di comando e di un attuatore comandato dall'unità di comando. Esso può passare l'informazione riguardante un innesto o un disinnesto di una frizione da un apparecchio di comando della frizione automatizzata o di un cambio automatizzato al dispositivo di comando del motore di azionamento, come per esempio attraverso un conduttore di dati o un bus dati.
E' particolarmente vantaggioso se il valore massimo del momento del motore è dimensionato e regolato in modo tale che, nel caso un innesto involontario della frizione, il motore di azionamento a causa dell’innesto della frizione venga sollecitato cosi fortemente che il motore si fermi.
Secondo un altro concetto inventivo questo viene ottenuto anche nel caso di un autoveicolo con un motore di azionamento ed una unità di comando per il comando del numero di giri del motore e/o del momento del motore del motore di azionamento, per il fatto che in particolare nel funzionamento in folle e/o in caso di ridotta velocità di marcia del veicolo, il momento del motore viene sorvegliato dall'unità di comando e nel caso di un aumento del momento del motore al di sopra di un valore limite di momento del motore predeterminabile, il motore di azionamento viene spento dall'unità di comando.
In questo caso è particolarmente vantaggioso che il valore limite di momento del motore sia variabile, come in particolare sia variabile nel tempo, e/o sia variabile in funzione della situazione o dei parametri. Di conseguenza il valore limite di momento del motore può assumere in funzione del tempo un valore differentemente elevato, inoltre il valore limite di momento del motore può essere regolabile in modo variabile o selezionabile in funzione di parametri, come lo stato di inserzione e lo stato di disinserzione di un'utenza o il numero di giri del motore o la velocità di variazione del numero di giri del motore o del momento del motore.
E' anche opportuno che il valore limite di momento del motore venga aumentato, per esempio in caso di un'inserzione di utenze, che vengono azionate dal motore di azionamento, e il valore limite di momento del motore venga ridotto per esempio nel caso di una disinserzione di utenze, che vengono azionate dal motore di azionamento.
In un altro caso di impiego è opportuno che il valore limite di momento del motore venga aumentato per esempio nel caso di un innesto comandato in modo mirato di una frizione e il valore limite di momento del motore venga ridotto per esempio nel caso di un disinnesto comandato in modo mirato di una frizione.
E' anche vantaggioso se il valore limite di momento del motore è dimensionato in modo tale che, per esempio in caso di un innesto involontario della frizione, il motore di azionamento a causa dell'innesto della frizione venga sollecitato talmente fortemente che il momento del motore venga aumentato dall'unità di comando (regolazione di funzionamento in folle) in modo tale che il valore limite di momento del motore venga superato dal momento del motore e successivamente il motore di azionamento venga spento dall'unità di comando.
L'invenzione viene illustrata più in dettaglio successivamente con l'aiuto della figura.
la figura 1 mostra una rappresentazione schematica di un autoveicolo. La figura 1 mostra un autoveicolo 1 con un motore di azionamento 2, come per esempio un motore a combustione interna, inoltre l'autoveicolo presenta una frizione 3, come una frizione ad attrito, e un cambio 4, ove dopo il cambio è disposto un asse di azionamento 5, il quale per mezzo di un differenziale 6 aziona due alberi di azionamento 7a e 7b, che azionano a loro volta le ruote 8a e 8b azionate del veicolo.
La frizione 3 è rappresentata come frizione ad attrito su un volano 9 del motore a combustione interna con piastra reggispinta 10, disco della frizione 11, cuscinetto di disinnesto 12 e forcella di disinnesto 13, ove la forcella di disinnesto per mezzo di un attuatore 15 con una pompa idraulica 16 di una conduttura di mezzo in pressione 17, come conduttura idraulica, e un cilindro ricevente 18 viene sollecitata da forza e quindi viene comandata in modo mirato. L'azionamento della frizione può avvenire secondo l'invenzione anche manualmente per mezzo di un pedale. In un altro esempio di esecuzione l'azionamento della frizione ad attuatore può avvenire anche puramente a motore elettrico senza interposizione di un percorso idraulico.
L'attuatore 15 è realizzato in modo tale che esso presenti un motore elettrico 19, il quale tramite una trasmissione non rappresentata, come trasmissione a coclea e/o trasmissione ad ingranaggi frontali, aziona lo stantuffo della pompa Idraulica 20, cosicché mediante la conduttura di mezzo in pressione 17 e il cilindro ricevente 18, può venire innestato o disinnestato il sistema di trasmissione di momento torcente, come la frizione. Inoltre l'attuatore comprende, entro il corpo dell'attuatore, una unità di comando 50 elettronica con un microprocessore e con una memoria per l'azionamento e il comando dell'attuatore 15, cioè l'elettronica di potenza come anche l'elettronica di comando può essere disposta all'interno del corpo dell'attuatore. Inoltre può essere anche vantaggioso se l'elettronica di potenza per il comando del motore elettrico è disposta all'interno di un corpo separato. L'unità di comando è quindi integrata nell'attuatore 15, ove essa però può essere montata anche in un corpo separato.
il cambio 4 e quindi i rispettivi rapporti di trasmissione del cambio 4 possono essere azionati manualmente per mezzo di una leva del cambio 30, ove fra la leva del cambio 30 e un elemento di regolazione del cambio è previsto un collegamento meccanico, che è realizzato per esempio mediante tiranti Bowden, tiranterie di connessione o comandi a cavo flessibile. La leva del cambio 30 può venire azionata in questo caso fra le rispettive posizioni di cambio (marce) del cambio e il campo folle. Un sensore di riconoscimento di marcia 31, che è articolato alla leva del cambio e/o all'elemento di regolazione del cambio, rivela la rispettiva posizione della leva del cambio e quindi la marcia inserita. Analogamente mediante questo sensore può venire rivelato un azionamento, come movimento, della leva del cambio. Questo azionamento viene registrato dall'unità di comando e valutato come intenzione di cambio, per cui la frizione in modo automatizzato all'inizio del processo di cambio viene disinnestata e al termine del processo di cambio, con marcia inserita, viene nuovamente innestata. Inoltre alla leva del cambio può essere articolato un sensore di riconoscimento di intenzione di cambio 32 separato, che rivela il movimento o la forza che agisce sulla leva del cambio. Da questi segnali di sensore l'unità di comando determina un'intenzione di cambio e disinnesta la frizione.
L'unità di comando 50, in presenza di un cambio 4 comandato in modo automatizzato, può comandare l'attuatore 60 per l'azionamento automatizzato del cambio. L'attuatore 60 contiene per esempio motori elettrici e trasmissioni per l'azionamento di elementi di cambio o di regolazione interni al cambio del cambio 4. Le trasmissioni in questo caso convertono il movimento di rotazione dell'albero di uscita del motore elettrico in un movimento di azionamento. Sul cambio 4 del veicolo o sull'attuatore 60 è disposto un sensore di riconoscimento di marcia 31, che rivela almeno la posizione di marcia momentaneamente inserita e la passa all'unità di comando 50.
Il cambio può essere azionabile manualmente per mezzo di una leva del cambio o può essere azionabile in modo automatizzato per mezzo di un attuatore comandabile da una unità di comando.
L'autoveicolo 1 con un cambio 4 automatizzato presenta un elemento di azionamento 30, sul quale è disposto almeno un sensore di intenzione di cambio 32 o un sensore di selezione di cambio 31, che rivela un'intenzione di cambio del guidatore o un azionamento del cambio da parte del guidatore e passa questa informazione all'unità di comando. Inoltre il veicolo è equipaggiato con almeno un sensore di numero di giri 33, che rivela il numero di giri dell'albero di presa di moto del cambio rispettivamente il numero di giri di ruota. Questo sensore 33 può venire impiegato anche come sensore della velocità del veicolo. Inoltre è disposto un sensore della valvola a farfalla 34, che rivela la posizione della valvola a farfalla, e un sensore di numero di giri 35, che rivela il numero di giri del motore.
Il sensore di riconoscimento di marcia 31 rivela la posizione di elementi di cambio interni al cambio o la marcia inserita nel cambio 4, cosicché per mezzo del segnale almeno la marcia inserita viene registrata dall'unità di comando 50. Inoltre in caso di impiego nel sensore analogico può venire rivelato il movimento degli elementi di cambio interni al cambio, cosicché può venire eseguito un riconoscimento precoce della marcia inserita successiva.
Inoltre l'unità di comando 50 può essere costituita anche da due o più singole unità di comando, che possono essere disposte anche in corpi differenti.
Il dispositivo dispone di un sensore o di un interruttore 44, che è per esempio un interruttore del pedale del freno, il quale è collegato anch'esso mediante il conduttore 45 con l'unità di comando e contemporaneamente mediante il conduttore 46 comanda per esempio la luce del freno 47.
L'esempio di esecuzione rappresentato non è limitato soltanto ad un dispositivo azionato da mezzo in pressione, invece in alcuni casi di impiego sono opportuni anche dispositivi con trasmissione di forza puramente meccanica per il disinnesto del sistema di trasmissione di momento torcente. Tali dispositivi azionano un disinnestatore o un cuscinetto di disinnesto direttamente o tramite una tiranteria o tramite un collegamento flessibile.
L'unità di comando 50 della frizione automatizzata e/o del cambio automatizzato è in collegamento di segnale con una unità di comando 100 del motore di azionamento per il comando del numero di giri del motore e/o del momento del motore attraverso un collegamento di segnale 102. L'unità di comando del comando del motore 100 è in collegamento di segnale con l'interruttore di marcia in folle 61 e il trasduttore di valore di pedale 62 del pedale del gas 60. Mediante dati del microprocessore depositati in memorie e in base ai dati dell'interruttore di marcia in folle e del trasduttore di valore del pedale, viene comandato il numero di giri del motore e il momento del motore del motore di azionamento 2.
In questo caso per esempio il momento del motore può venire determinato e comandato come momento nominale del microprocessore dell'unità di comando 100, ove possono venire comandati posizione della valvola a farfalla, istante di accensione eccetera. Si instaura successivamente un momento del motore, che corrisponde sostanzialmente al momento nominale.
Secondo 1'invenzione il momento massimo del motore viene limitato in determinate.situazioni di funzionamento del veicolo. Questo può avvenire per esempio per il funzionamento in folle o in caso di ridotta velocità di marcia.
Il funzionamento in folle è caratterizzato per esempio dal fatto che il pedale del gas non è azionato. Come velocità di marcia ridotta può venire considerata una velocità, che per esempio è minore di 10-15 km/h.
Questa velocità, anche con pedale del gas azionato o con pedale del gas non azionato può venire considerata come situazione di funzionamento del veicolo per la limitazione del momento massimo del motore.
il valore limite del momento massimo del motore può venire scelto variabile, come variabile nel tempo o in funzione di parametri.
Nel caso di autoveicoli con frizione azionabile in modo automatizzato (EKM) e in caso di cambio di velocità azionabile in modo automatizzato (ASG) si presenta spesso la situazione, in cui il veicolo con motore in moto, marcia inserita e freno azionato, è fermo. In questo caso il comando della frizione può mantenere la frizione aperta rispettivamente può modularla, per eseguire per esempio adattamenti.
Quando, nel caso di un veicolo con frizione automatizzata o cambio di velocità automatizzato, viene comandato un avanzamento lento mediante un innesto parziale della frizione, allora, a seconda dell'implementazione della funzione di avanzamento, la frizione può venire chiusa anche ad un -momento di avanzamento lento, quindi ad un momento torcente trasmissibile dalla frizione del valore da circa 10 a 30 Nm. Se in questo istante la frizione si chiude in modo inaspettato, come per esempio a causa di rottura della molla a tazza, rottura del sistema di disinnesto, perdite, guasto di sensore o comando eventualmente errato dell'attuatoristica della frizione, il veicolo può mettersi in moto involontariamente. Normalmente questa situazione non è critica, poiché il guidatore aziona comunque il freno e può impedire cosi direttamente un movimento pericoloso del veicolo. Per favorire ulteriormente il guidatore, possono venire adottati gli accorgimenti-secondo l'invenzione per aumentare la sicurezza.
Una soluzione inventiva consiste nel limitare il momento generato dal motore mediante il dispositivo di comando, come regolatore di marcia in folle, cosicché il momento del motore non può crescere a piacere. A seconda del principio di comando del motore, regolatori di marcia in folle possono generare momenti molto elevati. Questo è necessario poiché in veicoli convenzionali molte sollecitazioni differenti (in parte imprevedibili) agiscono sul motore a combustione interna. Ad esse appartengono ad esempio carichi derivanti dalla rete di bordo elettrica, dal servosterzo, attrito interno del motore o il momento della frizione, che viene trasmesso dalla frizione.
Secondo un ulteriore esempio di esecuzione viene proposto di limitare il momento massimo, che può costituire un regolatore di marcia in folle, quindi il comando del motore di azionamento, in modo tale che esso possa compensare sostanzialmente la maggior parte delle influenze, eccetto un momento della frizione che aumenta in modo improvviso.
Il momento torcente regolato dal comando della frizione e trasmissibile dalla frizione viene adattato in questo caso al comando del motore, come ad esempio attraverso il bus CAN, ed eventualmente comunicato in modo anticipato. Così il regolatore di marcia in folle è in grado di impedire in modo sicuro uno spegnimento del motore ad esempio in caso di adattamenti della frizione, ma anche in caso di avanzamento lento. Se la frizione però trasmette inaspettatamente un momento (in caso di un errore uguale precedentemente descritto), allora il regolatore di marcia in folle non può compensare ciò. Cosi viene assicurato che in caso di una chiusura involontaria della frizione il motore si spegne e quindi viene impedita una partenza indesiderata. Eventualmente il comando del motore, alla discesa al di sotto di un numero di giri predeterminato del motore, può spegnere il motore addirittura in modo attivo, per accelerare ulteriormente lo "strozzamento" e impedire cosi uno spostamento maggiore del veicolo.
Le rivendicazioni brevettuali depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per l'ottenimento di ulteriore protezione brevettuale. La richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori caratteristiche rese note finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni.
Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni rimandano all'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; essi non sono da intendere come una rinuncia all'ottenimento di una protezione oggettiva autonoma per le caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti i riferimenti.
Gli oggetti di queste sottorivendicazioni formano però anche invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni.
L'invenzione inoltre non è limitata al/agli esempio/i di esecuzione della descrizione. Invece nell'ambito dell'invenzione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare tali varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che, per esempio mediante combinazione o modifica di singole caratteristiche rispettivamente elementi e passi di procedimento descritti nella descrizione generale e nelle forme di esecuzione nonché nelle rivendicazioni e contenute nei disegni, sono inventivi e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento rispettivamente sequenze di passi e procedimento, anche per quanto riguarda procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims (14)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Autoveicolo con un motore di azionamento e una unità di comando per il comando del numero di giri del motore e/o del momento del motore del motore di azionamento, ove in particolare nel funzionamento in folle e/o in caso di ridotta velocità di marcia del veicolo il momento del motore viene limitato ad un valore massimo predeterminabile del momento del motore.
  2. 2. Autoveicolo con un motore di azionamento e una unità di comando per il comando del numero di giri del motore e/o del momento del motore del motore di azionamento, ove in particolare nel funzionamento in folle e/o nel caso di ridotta velocità di marcia del veicolo, il momento del motore viene sorvegliato dall'unità di comando e in caso di un aumento del momento del motore al di sopra di un predeterminabile valore limite di momento del motore il motore di azionamento viene spento dall'unità di comando.
  3. 3. Autoveicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il valore massimo del momento del motore è variabile.
  4. 4. Autoveicolo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il valore massimo del momento del motore è variabile nel tempo.
  5. 5. Autoveicolo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il valore massimo del momento del motore è variabile in funzione della situazione o in funzione di parametri.
  6. 6. Autoveicolo secondo la rivendicazione 3, 4 oppure 5, caratterizzato dal fatto che il valore massimo del momento del motore viene aumentato per esempio all'inserzione di utenze, che vengono azionate dal motore di azionamento, e il valore massimo del momento del motore viene ridotto per esempio in caso di una disinserzione di utenze, che vengono azionate dal motore di azionamento.
  7. 7. Autoveicolo secondo la rivendicazione 3, 4 oppure 5, caratterizzato dal fatto che il valore massimo del momento del motore viene aumentato per per esempio nel caso di un innesto della frizione comandato in modo mirato, e il valore massimo del momento di motore viene ridotto per esempio nel caso di un disinnesto di una frizione comandato in modo mirato
  8. 8. Autoveicolo in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il valore massimo del momento del motore è dimensionato in modo tale che, nel caso di un innesto involontario della frizione, il motore di azionamento a causa dell'innesto della frizione venga sollecitato talmente fortemente che il motore arrivi a fermar-SI
  9. 9. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il valore limite del momento del motore è variabile.
  10. 10. Autoveicolo secondo la rivendicazione 2 oppure 9, caratterizzato dal fatto che il valore limite del momento del motore è variabile nel tempo.
  11. 11. Autoveicolo secondo la rivendicazione 2 oppure 9, caratterizzato dal fatto che il valore limite del momento del motore è variabile in funzione della situazione e in funzione di parametri.
  12. 12. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 9, 10 oppure 11, caratterizzato dal fatto che il valore limite del momento del motore viene aumentato per esempio nel caso di un'inserzione di utenze, che vengono azionate dal motore di azionamento, e il valore limite del momento del motore viene ridotto per esempio nel caso di una disinserzione di utenze, che vengono azionate dal motore di azionamento.
  13. 13. Autoveicolo secondo la rivendicazione 9, 10 oppure 11, caratterizzato dal fatto che il valore limite del momento del motore viene aumentato per esempio nel caso di un innesto di una frizione comandato in modo mirato, e il valore limite del momento del motore viene ridotto per esempio nel caso di un disinnesto di una frizione comandato in modo mirato.
  14. 14. Autoveicolo in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la grandezza del valore limite del momento del motore è dimensionata in modo tale che per esempio nel caso di un innesto involontario della frizione, il motore di azionamento venga sollecitato dall'innesto della frizione così fortemente che il momento del motore venga aumentato dall’unità di comando (regolazione di marcia in folle) in modo tale che il valore limite del momento del motore venga superato dal momento del motore e successivamente il motore di azionamento venga spento dall'unità di comando.
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