ITMI990615A1

ITMI990615A1 - Sistema di comando di servoinnesto

Info

Publication number: ITMI990615A1
Application number: IT1999MI000615A
Authority: IT
Inventors: Thomas Meier; Michael Bleile; Andreas Frank; Christian Schwientek
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1998-04-01
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2000-09-25
Also published as: KR100528944B1; DE19905434A1; BR9901229A; KR19990082856A; IT1312151B1

Description

DESCRIZIONE

Stato della tecnica

Il sistema secondo l'invenzione deriva da un servoinnesto con le caratteristiche del preambolo della rivendicazione 1 e della rivendicazione 8.

Tali innesti automatici o servoinnesti sono noti per esempio da DE 195 40 921 A (corrispondente a WO 97/17552). In tali servoinnesti l'apertura e la chiusura dell'innesto vengono effettuate da un servomeccanismo. I servoinnesti offrono congiuntamente ad apparecchi di comando elettronici, un processo di avviamento automatizzato oppure, unitamente con meccanismi dì commutazione servoassistiti un cambio di velocità completamente automatico. Poiché il processo di commutazione del cambio in tali cambi di velocità automatici avviene senza l'intervento del conducente, le esigenze per quanto riguarda il tempo di commutazione e la confortevolezza sono aumentate. I procedimenti fino ad ora noti comandano il disaccoppiamento dell'innesto con andamento a rampa.

Lo scopo della presente invenzione consiste nel miglioramento di un comando di innesto noto, per quanto riguarda tempi di commutazione resi il più possibile brevi e per quanto riguarda una elevata confortevolezza di commutazione.

Questo scopo viene raggiunto mediante le caratteristiche distintive delle rivendicazioni 1 e 8.

Vantaggi dell'invenzione

Come già accennato l'invenzione parte da un sistema di comando di un servoinnesto disposto nella catena della trasmissione di un autoveicolo, unitamente con un motore dell'autoveicolo e un cambio di velocità. Per il cambio del rapporto di trasmissione, l'apertura e chiusura dell'innesto avviene mediante un accoppiamento e un disaccoppiamento di un organo di regolazione comandato da una unità di comando. Inoltre, viene rilevata la grandezza di una coppia rappresentante la coppia di ingresso nell'innesto. L'unità di comando è progettata in modo che almeno il disaccoppiamento avvenga dipendentemente dalla grandezza della coppia rilevata. Il nocciolo dell'invenzione consiste nel regolare la velocità di disaccoppiamento e/o l'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto almeno in dipendenza della grandezza della coppia rilevata.

Il concetto su cui è basata l'invenzione consiste nel non aprire più l'innesto dopo uno o più gradini consecutivi di durata fissa, ma nell aprire l'innesto con la rapidità consentita dal sistema. Se però l'innesto venisse aperto, in linea di principio, il più rapidamente possibile, ciò, in presenza di forti coppie del motore e/o di un motore sospeso cedevolmente alla carrozzeria, influirebbe sulla confortevolezza. Tuttavia, i problemi inerenti alla confortevolezza dipendono in primo luogo non dalla brusca variazione della forza di trazione provocata da una rapida apertura dell'innesto ma dall'affondamento della parte anteriore del veicolo dovuto al fatto che la coppia applicata al motore viene liberata e ne risulta una torsione del sistema di supporto del motore. Mediante un disaccoppiamento dell'innesto adattato alla coppia istantanea del motore o alla coppia di ingresso nell'innesto si riesce ad aprire l'innesto rapidamente e confortevolmente.

In particolare, è previsto che almeno un valore desiderato della velocità di disaccoppiamento dell'innesto e/o dell'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto venga determinato almeno in dipendenza della grandezza della coppia rilevata. La velocità di disaccoppiamento dell'innesto o l'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto viene allora regolata sul valore desiderato determinato .

In una forma di esecuzione particolarmente vantaggiosa dell'invenzione è previsto che la grandezza della coppia rilevata venga confrontata con un valore di soglia prestabilito. Dipendentemente da questo confronto l'innesto viene disaccoppiato con la massima velocità e/o con la massima accelerazione, oppure la velocità di disaccoppiamento e/o l'accelerazione di disaccoppiamento vengono regolate dipendentemente dalla grandezza rilevata della coppia. In particolare, può esser previsto che nel caso in cui la grandezza della coppia rilevata sia al di sotto del valore di soglia, l'innesto venga disaccoppiato con la massima velocità e/o con la massima accelerazione. Nel caso in cui la grandezza rilevata della coppia sia al di sopra del valore di soglia, l'innesto viene disaccoppiato dipendentemente dalla grandezza rilevata della coppia.

Il valore di soglia viene vantaggiosamente prestabilito almeno in dipendenza di almeno una grandezza di stato della marcia rappresentante la grandezza di stato istantanea e/o in dipendenza di grandezze dipendenti dal veicolo e/o dal motore del veicolo.

Così pure, la velocità di disaccoppiamento e/o l'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto possono venire prestabilite almeno dipendentemente da una grandezza di stato della marcia rappresentante lo stato istantaneo della marcia e/o dipendentemente da grandezze dipendenti dal veicolo e/o dal motore del veicolo. In particolare, ci si riferisce a grandezze che descrivano le caratteristiche non lineari dell'innesto.

Mediante le due forme di esecuzione ultime citate il compromesso fra un tempo di commutazione breve (apertura rapida dell'innesto) e una elevata confortevolezze di commutazione (apertura più lenta dell'innesto) viene adattato di volta in volta alle esigenze del veicolo (per esempio sospensione del motore, geometria del veicolo) e alle situazioni di marcia, per esempio desiderio di accelerazione del conducente, marcia in curva, marcia in montagna, processo di frenatura). Così, per esempio, qualora il conducente desideri una forte accelerazione (per esempio una manovra a kick-down) è prioritaria la brevità del tempo di manovra rispetto ad una elevata confortevolezza di manovra .

Per la determinazione delle grandezze di stato della marcia rappresentanti lo stato di marcia istantaneo si può analizzare la posizione del pedale dell'accelerazione manovrato dal conducente del veicolo.

Altre vantaggiose forme di esecuzione sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti.

Disegno

La figura 1 mostra schematicamente la catena della trasmissione di un veicolo, mentre la figura 2 rappresenta uno schema circuitale a blocchi dell'apparecchio di comando. Nella figura 3 viene descritto il diagramma di flusso secondo 1'invenzione .

Esempio di esecuzione

L'invenzione verrà chiarita con riferimento all'esempio di esecuzione descritto nel seguito.

La figura 1 mostra con il numero di riferimento 10 un motore di veicolo, il cui albero di uscita è collegato con il volano 1101 di un servoinnesto. Sul lato albero primario il servoinnesto è collegato con il cambio 12. Il motore presenta la coppia di uscita indicato Mmot.ind del motore. Per coppia di uscita indicata del motore Mmot.ind si intende in un motore a combustione interna la coppia risultante dalla combustione, detratte le coppie assorbite dalle perdite (per esempio per attrito, gruppi ausiliari del motore). La coppia di uscita indicata Μmot.ind del motore corrisponde quindi alla coppia di ingresso all'innesto. La coppia di uscita indicata del motore può venire rilevata. Se, come nell'esempio di esecuzione mostrato nella figura 1 nell'apparecchio di comando 101 del motore è applicato un valore Μmot.ind rappresentante la coppia di uscita indicata del motore, questa viene immessa nell'unità di comando 13. Inoltre, nell'unità di comando 13 viene immessa la corsa effettiva di accoppiamento S dell'innesto rilevata dal sensore di spostamento 1106.

Inoltre come grandezza di ingresso all'unità di comando 13 sono adiacenti il numero di giri del motore Nmot rilevato mediante il sensore 102, il numero di giri della presa di forza dell'innesto Nka rilevato mediante il sensore 1107 che corrisponde al numero di giri di ingresso del cambio Nge. La presenza di questi sensori è vantaggiosa, ma non costituisce premessa necessaria per la presente invenzione. Inoltre, nell'apparecchio di comando 13 viene immessa la posizione a del pedale dell'acceleratore 14, l'attuale rapporto di trasmissione i ed il numero di giri di uscita del cambio Nga ist. Il rapporto di trasmissione i è comunque generalmente presente nell'apparecchio di comando 13.

Dipendentemente da segnali di ingresso, l'unità di comando 13 comanda il servo-motore 1105 mediante il segnale St per lo spostamento dell'innesto, essendo particolarmente importante secondo il concetto dell'invenzione l'elaborazione della coppia indicata del motore come segnale di ingresso. Inoltre, vengono immessi nel motore 10 del veicolo e nel suo apparecchio di comando 101 un valore desiderato Nmot soll della velocità di rotazione del motore e/o un valore desiderato Mmot.soll della coppia di uscita del motore. La posizione dell'innesto può venire verificata dal sensore di spostamento 1106 tramite il segnale di valore reale Sist. La velocità di rotazione del motore viene rilevata dal sensore tachimetrico 102, questo segnale essendo in generale presente nell'apparecchio di comando 101 del motore e potendo venire applicato da esso all'unità di comando 13.

L'innesto una cui struttura esemplificativa è mostrata nella figura 1 è dotato in modo noto di un volano 1101, di un disco di innesto Ilio, di un anello di spinta 1111, di un elemento elastico (molla a piattello) 1102 e del cuscinetto di disinnesto 1112. Il momento torcente che viene trasmesso dall'innesto nel funzionamento a frizione, o momento di innesto, viene dato fra l'altro dalla presollecitazione della molla a piattello 1102. La presollecitazione della molla a piattello 1102 è a sua volta dipendente dalla corsa di disaccoppiamento S della tiranteria di innesto, che in questo esempio di realizzazione è eseguita come una cremagliera 1104. La cremagliera 1104 viene manovrata dall'albero di uscita del servomotore 1105. Nel normale funzionamento dell'innesto la corsa S, ossia la corsa di accoppiamento, viene regolata da un circuito di regolazione (vedere figura 2) dipendentemente da un valore desiderato Ssoll. In tal modo, la coppia di innesto è comandabile dal valore desiderato Ssoll

Mentre nella figura l il valore desiderato della corsa è rappresentato come grandezza regolante del servoinnesto, ovviamente può servire da grandezza regolante anche l'angolo di regolazione del servomotore 1105 o la forza applicata alla molla a piattello 1102 . In un circuito idraulico interposto fra innesto e regolazione è possibile impiegare come grandezza regolante la pressione nel sistema idraulico. La grandezza S rappresenta quindi del tutto genericamente la grandezza regolante della coppia di innesto in stato di frizione.

La figura 2 mostra le parti dell'apparecchio di comando 13 che sono di particolare importanza per la presente invenzione.

Nel blocco 131 viene determinata, sostanzialmente in dipendenza della coppia indicata del motore o della coppia di ingresso dell'innesto un valore desiderato asoll della accelerazione di disaccoppiamento

dell'innesto. Il preciso modo di procedere è desumibile dal diagramma di flusso rappresentato nella figura 3.

Accanto alla coppia indicata Mmot.ind del motore è possibile applicare al blocco 131 il segnale di commutazione Sh determinato nel blocco 132. Per la determinazione del segnale di commutazione del cambio Sh, in generale nel blocco 132 viene determinato in base alla posizione a del pedale dell'acceleratore e alla velocità del veicolo o alla velocità di uscita del cambio Nga,ist quando debba aver luogo un cambio di rapporto di trasmissione. Nel blocco 131 possono inoltre venire immessi la posizione a del pedale dell'acceleratore nonché altri segnali.

Il valore desiderato asoll dell'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto determinato nel blocco 131 viene integrato due volte nel blocco 133 per ottenere il valore desiderato Ssoll della corsa di disaccoppiamento. Nel blocco del regolatore 134 viene poi formato il valore desiderato Ssoll con il valore reale attuale Sist e il segnale di regolatore St, in modo che il valore reale venga impostato sul valore desiderato.

La figura 3 mostra un diagramma di flusso dell'invenzione secondo l'esempio di esecuzione. Dopo il passo di inizio 301, nel passo 302, per esempio mediante analisi del segnale di commutazione Sh descritto, viene chiesto se l'innesto debba essere aperto. In caso negativo, si giunge direttamente al passo finale 309.

Se l'innesto deve venire aperto, nel passo 303 viene determinato il valore di soglia SW. Questa determinazione avviene in primo luogo dipendentemente da grandezze dipendenti dal veicolo e/o dal motore del veicolo. Vengono pertanto messe in conto principalmente le caratteristiche della sospensione del motore. Inoltre, viene scelto il valore di soglia SW dipendentemente dallo stato istantaneo di marcia del veicolo. A tale scopo, per esempio dalla posizione del pedale dell'acceleratore e/o dalla sua variazione nel tempo viene determinato se il conducente desideri una accelerazione forte, oppure se il veicolo esegua momentaneamente un percorso in curva, un percorso di montagna o/e un processo di frenatura. Così, per esempio, nel caso si desideri una forte accelerazione (per esempio una manovra kick-down) del conducente, è prioritario un tempo di manovra breve rispetto ad una confortevolezza di manovra elevata. In questi casi viene quindi scelto un valore di soglia SW più elevato di quello dei casi in cui il conducente non dimostri alcun desiderio di forti accelerazioni .

Nel passo 304 viene letto il valore effettivo Mmot.ind della coppia indicata del motore. Nel passo 3 05 il valore effettivo Mmot.ind viene confrontato con il valore di soglia SW.

Se la coppia indicata del motore o la coppia di ingresso dell'innesto non supera il valore di soglia SW, ciò significa che l'innesto viene disaccoppiato o aperto con la rapidità dipendente dal sistema. In questo caso l'affondamento della parte anteriore della vettura provocato da una rapida apertura dell'innesto e la risultante torsione del sistema di supporto del motore non sono così grandi da creare ripercussioni inaccettabili sulla confortevolezza.

Se però, la coppia indicata del motore o la coppia di ingresso dell'innesto supera il valore di soglia SW, ciò significa che l'innesto nel blocco 308 dovrebbe venire disaccoppiato o aperto il più lentamente possibile rispetto a quanto consentito dal sistema. In questo caso l'affondamento della parte inferiore del veicolo, provocato da una apertura molto rapida dell'innesto, a causa delle coppie che si liberano sul motore e della torsione risultante nel sistema di supporto del motore, diventa così grande da avere ripercussioni inaccetabili sulla confortevolezza .

In questo caso, nel blocco 306 viene determinato un valore desiderato asoll dell'accelerazione di disaccoppiamento, che per esempio viene stabilito in dipendenza di grandezze dipendenti dal veicolo e/o dal motore del veicolo, così come il valore di soglia SW descritto. Anche in questo caso intervengono principalmente le caratteristiche della sospensione del motore nonché le non linearità delle caratteristiche dell'innesto. Inoltre, il valore desiderato asoll può venire scelto in dipendenza dello stato di marcia istantaneo del veicolo. Anche a tale riguardo, per esempio dalla posizione del pedale dell'acceleratore e/o dalla sua variazione nel tempo viene determinato se il conducente desideri una accelerazione forte, o se il veicolo esegua momentaneamente un percorso in curva, un percorso in montagna o/e un processo di frenatura. Così, per esempio, qualora si desideri una forte accelerazione (per esempio una manovra kick-down) del conducente è prioritario il tempo di manovra breve rispetto ad una confortevolezza di manovra elevata. In questi casi viene quindi scelta una accelerazione di apertura desiderata asoll più elevata rispetto ad altri casi. Così pure, per esempio, durante una salita in montagna sotto forte carico è consentita una accelerazione di apertura più elevata e quindi un tempo di manovra più breve (interruzione più breve della forza di trazione) rispetto ad una marcia in pianura.

Nel blocco 307 viene poi impostato mediante regolatore 134 interposto e mediante la doppia integrazione nel blocco 133 il valore desiderato asoll. Ovviamente, in luogo del valore desiderato asoll dell'accelerazione di disaccoppiamento può venire prestabilito un valore desiderato della velocità di disaccoppiamento. In questo caso, nel blocco 133 verrebbe effettuata una sola integrazione .

Dopo il passo finale 309, il ciclo mostrato nella figura 3 viene ripercorso.

Il ciclo mostrato in figura 3 viene quindi percorso in permanenza durante un processo di commutazione, potendo accadere per esempio che durante un processo di commutazione in un primo tempo, a causa di una coppia elevata del motore, l'innesto venga manovrato con una accelerazione di disaccoppiamento prestabilita al di sotto del valore massimo possibile e nel corso dell'apertura venga impostato il valore massimo possibile, non appena la coppia del motore sia sufficientemente bassa.

Secondo l'invenzione, la velocità di apertura dell'innesto, e quindi la coppia da trasmettere, non deve superare un determinato gradiente. Ciò viene ottenuto mediante l'impostazione sul valore desiderato asoll. Il gradiente ammissibile e quindi il valore desiderato asoll varia durante il processo di apertura dell'innesto. Come già accennato, sul valore desiderato asoll influiscono sia la non linearità dell'innesto, sia anche fattori moltiplicativi, che caratterizzato il motore, la sua sospensione e lo stato di marcia. A partire da un evento, per esempio la discesa al di sotto del valore di soglia istantaneo SW (blocco 305) o il raggiungimento di Vmax, l'innesto viene aperto con la massima velocità dipendente dal sistema, perché la riduzione della coppia sopportabile dal conducente non è più apprezzabile.

L'apertura dell'innesto secondo l'invenzione può venire agevolata dall'intervento mirato nel comando del motore, per esempio mediante la predeterminazione di una velocità di rotazione del motore Nmot,soll e/o una coppia del motore Mmot,soll L'intervento sul motore è però non indispensabile per la regolazione dell'innesto secondo l'invenzione .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il comando di un servoinnesto disposto nella catena della trasmissione di un autoveicolo, unitamente con un motore di autoveicolo (10) e un cambio di velocità (12), in cui per il cambio di rapporto di trasmissione l'apertura e chiusura dell'innesto avviene mediante un accoppiamento e disaccoppiamento di un organo di regolazione (1105) comandato da una unità di comando (13), viene rilevata una grandezza di coppia (Mmot.ind) rappresentante la coppia di ingresso nell'innesto, e - l'unità di comando (13) è progettata in modo che almeno il disaccoppiamento avvenga dipendentemente dalla grandezza rilevata della Coppia (Mmot.ind), caratterizzato dal fatto che l'unità di comando (13) è progettata in modo che la velocità di disaccoppiamento e/o l'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto venga impostata almeno in dipendenza della grandezza rilevata della coppia (Mmot.ind) .
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che viene determinato almeno un valore desiderato (asoll) della velocità di disaccoppiamento dell'innesto e/o dell'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto, almeno in dipendenza della grandezza rilevata della coppia, che la velocità di disaccoppiamento dell'innesto o la accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto viene impostata sul valore desiderato determinato.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la grandezza rilevata della coppia (Mmot.ind) viene confrontata con un valore di soglia (SW) prestabilito, e dipendentemente da questo confronto l'innesto viene disaccoppiato o con la massima velocità (Vmax) e/o con la massima accelerazione oppure la velocità di disaccoppiamento e/o l'accelerazione di disaccoppiamento viene impostata dipendentemente dalla grandezza rilevata della coppia (Mmot.ind).
4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che nel caso in cui la grandezza rilevata della coppia (Mmot.ind) sia al di-sotto del valore di soglia (SW), l'innesto viene disaccoppiato con la massima velocità (Vmax) e/o con la massima accelerazione, e nel caso in cui la grandezza rilevata della coppia (Mmot.ind) sia al di sopra del valore di soglia (SW), l'innesto viene disaccoppiato dipendentemente dalla grandezza rilevata della coppia.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che il valore dì soglia (SW) viene prestabilito almeno in dipendenza di almeno una grandezza di stato di marcia rappresentante lo stato di marcia instantaneo e/o dipendentemente da grandezze dipendenti dal veicolo e/o dal motore del veicolo.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la velocità di disaccoppiamento e/o l'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto viene inoltre prestabilita almeno in dipendenza di una grandezza di stato di marcia rappresentante lo stato di marcia istataneo e/o in dipendenza di grandezze dipendenti dal veicolo e/o dal motore del veicolo, in particolare da grandezze che descrivono le caratteristiche non lineari dell'innesto.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che per la determinazione della grandezza dello stato di marcia rappresentante lo stato di marcia istantaneo viene analizzata almeno la posizione (a) del pedale dell'acceleratore (14) manovrabile dal conducente del veicolo e/o la grandezza dello stato di marcia rappresenta il fatto che lo stato di marcia sia costituito per esempio da una marcia in montagna, una marcia in curva o un processo in frenatura.
8. Dispositivo per il comando di un servoinnesto disposto nella catena della trasmissione di un autoveicolo, unitamente con un motore di veicolo (10) e un cambio di velocità (12), in cui per il cambio del rapporto di trasmissione l'apertura e chiusura dell'innesto avviene mediante un accoppiamento e disaccoppiamento di un organo di regolazione (1105) comandato da una unità di comando (13), in cui - sono previsti mezzi (101) mediante i quali viene rilevata una grandezza di coppia (Mot.ind ) rappresentante la coppia di ingresso dell'innesto, e l'unità di comando (13) è progettata in modo che almeno il disaccoppiamento avvenga dipendentemente dalla grandezza rilevata della coppia (Mmot.ind), caratterizzato dal fatto che - l'unità di comando (13) è progettata in modo che la velocità di disaccoppiamento e/o l'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto venga impostata almeno in dipendenza della grandezza rilevata della coppia (Mmot.ind) .
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che almeno un valore desiderato (asoll) della velocità di disaccoppiamento dell'innesto e/o della accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto viene determinata almeno in dipendenza della grandezza rilevata della coppia e la velocità di disaccoppiamento dell'innesto o l'accelerazione di disaccoppiamento dell'innesto viene impostata sul valore desiderato determinato.
10. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la grandezza rilevata della coppia (Mmot.ind) viene confrontata con un valore di soglia prestabilito (SW) e dipendentemente da questo confronto l'innesto viene disaccoppiato con la massima velocità (Vmax) e/o con la massima accelerazione oppure la velocità di disaccoppiamento e/o l'accelerazione di disaccoppiamento viene impostata dipendentemente dalla grandezza rilevata della coppia (Mmot.ind).