BRPI0801978B1

BRPI0801978B1 - método e sistema para controlar um veículo dotado de um câmbio de marchas com atuação servo mecânica

Info

Publication number: BRPI0801978B1
Application number: BRPI0801978A
Authority: BR
Inventors: Fabrizio Amisano; Cesare Sola
Original assignee: Magneti Marelli Powertrain S. P. A.
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2018-11-21
Also published as: EP1995144B1; EP1995144A1; US8103420B2; CN101337548A; BRPI0801978A2; CN101337548B; US20080294320A1

Abstract

método e sistema para controlar um veículo dotado de um câmbio de marchas com atuação servo mecânica. um método e um sistema para o controle de um veículo (1), de acordo com o qual é determinado se o veículo (1) se encontra em uma inclinação; é detectado se o motor (4) a combustão interna está ligado; é detectado se o veículo (1) está parado; um freio de estacionamento (21) é ativado de forma automática de independentemente de uma ação do motorista, através da atuação do terceiro servo controle (22) se o veículo (1) está em uma inclinação, se o motor (4) a combustão interna está ligado, e se o veículo (1) está parado; e o freio de estacionamento (21) é liberado, de forma automática de independentemente de uma ação do motorista, através da atuação do terceiro servo controle (22), quando a embreagem (6) está desengatada e apta a transmitir o torque gerado pelo motor (4) a combustão interna para as rodas motoras traseiras (3).

Description

(54) Título: MÉTODO E SISTEMA PARA CONTROLAR UM VEÍCULO DOTADO DE UM CÂMBIO DE MARCHAS COM ATUAÇÃO SERVO MECÂNICA (73) Titular: MAGNETI MARELLI POWERTRAIN S. P. A., Empresa Italiana. Endereço: Viale Aldo Borletti, 61/63 20011 Corbetta - Itália, ITÁLIA(IT) (72) Inventor: FABRIZIO AMISANO; CESARE SOLA.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 21/11/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 21/11/2018

Assinado digitalmente por:

Alexandre Gomes Ciancio

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados <3

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Método e sistema para controlar um veículo dotado de um câmbio de marchas com atuação servo mecânica.

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção se refere a um método e a um sistema para o controle de um veículo dotado de um câmbio servo mecânico.

ESTADO DA ARTE

Ultimamente tem se presenciado um aumento na difusão de câmbios que são estruturalmente similares a um câmbio manual de tipo tradicional, exceto pelo fato de que o pedal de embreagem e a alavanca de câmbio, atuados pelo motorista, são substituídos por controles elétricos ou servo hidráulicos correspondentes.

Utilizando um câmbio servo assistido, o motorista pode simplesmente enviar (por exemplo, utilizando duas alavancas localizadas em lados opostos da coluna de direção) para uma unidade de controle de modo a controlar a transmissão de modo a passar para uma marcha mais alta ou então para uma marcha mais baixa, e a unidade de controle da transmissão realiza, de forma autônoma, a troca de marcha através da atuação tanto no motor quanto nos servo controles associados, de modo a atuar na embreagem e trocar a marcha.

O uso de um câmbio servo assistido é extremamente simples e intuitivo na maioria das situações de condução; porém, mesmo empregando um câmbio servo assistido, a saída em uma rampa inclinada (isto é, iniciar a movimentação do veículo quando este está parado em uma subida) pode se mostrar problemática para um iniciante, particularmente quando não é possível permitir qualquer movimentação para traz do veículo (por exemplo, quando está em fila ímediatamente atrás dele).

Φ 25 DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

O objetivo da presente invenção é o de se fornecer um método e um sistema para controlar um veículo dotado de um câmbio servo mecânico, os ditos método de controle e sistema dos problemas supra descritos e, em particular, sendo fácil e baratos de serem implementados.

De acordo com a presente invenção, são fornecidos um método e um sistema para o controle de um veículo dotado de um câmbio servo mecânico de acordo com o quanto reivindicado nas reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A presente invenção será ora descrita com referência aos desenhos em anexo, os quais ilustram um exemplo não limitativo de realização desta, e nos quais:

- A figura 1 é uma vista esquemática em planta de um veículo de tração traseira dotado de um sistema de controle construído de acordo com a presente invenção; e

ÜL

2·6

A figura 2 é uma vista esquemática do sistema de controle da figura 1.

FORMAS PREFERIDAS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Na figura 1, o número 1 indica, no seu conjunto, um veículo a motor dotado de duas rodas frontais 2 e de duas rodas motoras traseiras 3, as quais recebem o torque gerado pelo motor 4 a combustão interna, através de uma transmissão 5 servo assistida. A transmissão 5 servo assistida compreende uma embreagem 6 servo assistida a qual fica alojada em uma caixa em forma de sino fixada no motor 4 e é destinada a ligar o eixo motor 7 do motor 4 com o eixo de transmissão 8, o qual termina em um câmbio servo assistido 9 disposto na parte posterior do eixo. A seguir ao câmbio servo assistido 9 é disposto um diferencial auto blocante 10, a partir do qual parte um par de eixos 11, cada um dos quais sendo ligado a uma respectiva roda motora traseira 3.

O veículo a motor 1 compreende uma unidade de controle (ilustrada de forma esquemática) do motor, uma unidade de controle 13 (ilustrada de forma esquemática) da transmissão e uma linha 14 BUS, a qual é construída de acordo com o protocolo CAN (rede de área do veículo) e se estende por todo o veículo a motor 1. Tanto a unidade de controle 12 para o controle do motor quanto a unidade de controle para o controle da transmissão são ligadas na linha 14 BUS e podem assim se comunicar uma com a outra por meio de mensagens enviadas pela própria linha 14 BUS.

De acordo com o quanto ilustrado na figura 2, o câmbio servo assistido 9 compreende um eixo primário 16, o qual gira com uma velocidade angular Wi, e um eixo secundário 17, o qual gira a uma velocidade angular ω₂, e que transmite o movimento para as rodas motoras traseiras 3 por meio do diferencial auto blocante 10 e do par de eixos 11.0 câmbio servo assistido 9 é atuado por um servo controle 18 de modo a ativar/desativar o câmbio e por meio de um servo controle 19 para selecionar uma marcha; o servo controle 18 e o servo controle 19 podem ser de tipo elétrico ou de tipo hidráulico, e são comandados pela unidade de controle 13 de modo a controlar a transmissão 5.

Por meio da interposição de uma embreagem 6 servo assistida, o eixo primário 16 é ligado ao eixo motor 7, o qual é posto em rotação pelo motor 4 e gira com uma velocidade angular u)_m. A embreagem 6 servo assistida é atuada por um servo controle 20, o qual é, de preferência, de tipo hidráulico, e é comandado pela unidade de controle 13 de modo a controlar a transmissão.

No caso do controle manual da transmissão 5 servo assistida, o motorista do veículo a motor 1 envia, de forma conhecida, a solicitação para que se faça uma troca de marcha para a unidade de controle 13, de modo a controlar a transmissão. Durante uma troca de marcha, de uma marcha atual para uma nova marcha, a unidade de controle 13 envia um comando para a execução, em seqüência, de uma série de operações, cada uma das quais devendo ser realizada antes de ser ül (D

3'6 possível realizar a operação seguinte. Em particular, a serie de operações a serem realizadas para que se consiga uma troca de marchas, desde a marcha atual para a marcha seguinte, compreende:

eliminar o torque fornecido pelo motor 4 de modo a evitar um aumento rápido e 5 descontrolado da velocidade angular ω™ do eixo motor 7;

engrenar a embreagem 6 servo assistida através da atuação do servo controle 20; desengatar a marcha atual através da atuação do servo controle 18;

selecionar a próxima marcha através da atuação do servo controle 19; engrenar a próxima marcha através da atuação do servo controle 18;

- desengatar a embreagem 6 servo assistida através da atuação do servo controle 20;

e restaurar o torque fornecido pelo motor 4.

No caso de uma partida a partir da inércia, isto é, iniciar a movimentação a partir de uma condição na qual o câmbio servo assistido 9 se encontra na posição “neutra, a embreagem 6 servo assistida tipicamente está engatada e o motor 4 está em marcha lenta, algumas dentre as operações supra não são necessárias, e em particular não é necessário eliminar o torque enviado pelo motor 4, engrenar a embreagem 6 servo assistida e desengatar a marcha atual.

Os servo controles 18, 19 e 20 são diretamente atuados pela unidade de controle 13 de modo a controlar a transmissão; por outro lado, as variações no torque fornecido pelo motor 4 são feitas pela unidade de controle 12, que controla o motor 4, após uma solicitação específica por parte da unidade de controle 13,

para controlar a transmissão 5 enviada por meio da linha 14 BUS.

De acordo com o quanto ilustrado na figura 2, o veículo a motor 1 também compreende um freio de estacionamento 21 servo assistido, o qual age nas rodas traseiras 3 e é atuado por meio de um servo controle 22, de tipo elétrico ou hidráulico, o qual é comandado por uma unidade de controle 23, a qual controla o freio de estacionamento (ilustrado de forma esquemática), o qual também é conectado na linha 14 BUS de forma a dialogar com a unidade de controle 13 no sentido de controlar a 30 transmissão.

Durante a operação do veículo a motor 1 (isto é, quando é inserida a chave de ignição do veículo a motor), a unidade de controle 23 de controle do freio de estacionamento determina se o veículo a motor 1 se encontra em uma via inclinada usando, por exemplo, a medida fornecida por um sensor 24 da inclinação 35 longitudinal ligado na linha 14 BUS (o dito sensor normalmente está presente nos veículos a motor modernos posto que este é necessário para o dispositivo que controla a estabilidade). Além do mais, durante a operação do veículo a motor 1, a unidade de controle 23 para controlar o freio de estacionamento detecta se o motor 4 a combustão

ΟΧ

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interna está ligado (informação esta que é fornecida pela unidade de controle 12 de controle do motor) e detecta se o veículo a motor 1 está estacionário, isto é, se a velocidade angular do veículo a motor 1 é zero (informação esta que é fornecida pelo medidor de velocidade, ligado na linha 14 BUS e presente em todos os veículos).

Combinando as informações listadas acima, a unidade de controle 23 para o controle do freio de estacionamento ativa, de forma automática e independentemente da ação do motorista, o freio de estacionamento 21 através da atuação do servo controle 22 se o veículo a motor 1 está em uma via inclinada, se o motor 4 a combustão interna está ligado, e se o veículo a motor 1 está em uma condição estacionária; em outras palavras, caso o veículo a motor 1 esteja parado com o motor 4 ligado (assim, a embreagem 6 servo assistida se encontra necessariamente engrenada e/ou o câmbio servo assistido 9 está na posição “neutra) e se encontre em uma via inclinada, o freio de estacionamento 21 é automaticamente ativado de modo a manter o veículo a motor 1 freado e assim evitar qualquer movimento do veículo a motor 1 causado pela inclinação.

Além do mais, a unidade de controle 13 para controlar a transmissão comunica para a unidade de controle 23 para controlar o freio de estacionamento quando a embreagem 6 servo assistida é desengatada de modo a transmitir o torque gerado pelo motor 4 a combustão interna para as rodas motoras traseiras 3. Desta forma, a unidade de controle 23 para controlar o freio de estacionamento desativa, de forma automática e independentemente da ação do motorista, o freio de estacionamento 21 por meio de atuação do servo controle 22 quando a embreagem 6 servo assistida é desengatada de modo a transmitir o torque gerado pelo motor 4 a combustão interna para as rodas motoras traseiras 3.

De acordo com uma forma preferida de realização, quando a inclinação é favorável (isto é, o veículo a motor 1 se encontra no sentido de descida e deve se mover para frente, ou quando o veículo a motor 1 está disposto no sentido para cima e deve se mover para traz) o instante no qual ocorre o desengate automático do freio de estacionamento 21 é antecipado em relação a quando a inclinação é desfavorável (isto é, o veículo a motor 1 se encontra no sentido de subida e deve se mover para frente, ou quando o veículo a motor 1 está disposto no sentido da descida e deve se mover para traz). A dita escolha está vinculada com o fato de que quando a inclinação é favorável, a ação da inclinação empurra o veículo a motor 1 na direção desejada e desta forma não é necessário conter a ação da inclinação quando o motorista decidiu mover o veículo a motor 1; ao contrário, quando a inclinação é desfavorável, a ação da inclinação empurra o veículo a motor 1 em uma direção oposta à direção desejada, e assim é necessário conter a ação da inclinação até que a transmissão 5 servo assistida inicie a movimentação do veículo a motor 1 na direção desejada.

Of &0

5'6

De acordo com uma possível forma de realização, caso a inclinação seja favorável, o freio de estacionamento 21 é desengatado quando é gerado o comando para o engate do câmbio; alternativamente, caso a inclinação seja favorável, o freio de estacionamento 21 é liberado quando é gerado o comando de desengate da embreagem 6 servo assistida.

De acordo com uma forma preferida, caso a inclinação seja desfavorável, o freio de estacionamento 21 é liberado somente quando a embreagem 6 servo assistida efetivamente começa a transmitir o torque para as rodas motoras traseiras 3. Neste caso, o desengate ou liberação do freio de estacionamento 21 prevê armazenar previamente a posição de engate da embreagem 6 servo assistida na qual a embreagem 6 servo assistida inicia a transmissão do torque, desengatando a embreagem 6 servo assistida pela atuação do servo controle 20, detectando ciclicamente a posição da embreagem 6 servo assistida, e desativando, de forma automática e independentemente da atuação do motorista, o freio de estacionamento 21 através da atuação do servo controle 22 quando a embreagem 6 servo assistida se encontra no limiar da posição de engate, A posição da embreagem 6 servo assistida é ciclicamente detectada por meio de um sensor de posição (não ilustrado), mecanicamente acoplado na embreagem 6 servo assistida e conectado na unidade de controle 13 para o controle da transmissão. Deve ser enfatizado que o freio de estacionamento 21 pode ser liberado quando a embreagem 6 se encontra um pouco antes da posição de engate ou mesmo um pouco após a posição de engate, de acordo com os atrasos de leitura e de resposta dos diversos componentes do sistema.

De acordo com uma possível forma de realização, a unidade de controle 23 para controlar o freio de estacionamento poderia estimar o gradiente e assim poderia antecipar ou atrasar o instante no qual deverá ocorrer a liberação automática do freio de estacionamento 21, de acordo com este gradiente. Em outras palavras, no caso de uma inclinação desfavorável e particularmente acentuada, o torque transmitido para as rodas motoras traseiras 3 deve superar a forte ação gravitacional e desta forma deve ser maior de modo a evitar qualquer movimentação apreciável do veículo a motor 1 na direção oposta à direção desejada; desta feita, e no caso de uma inclinação desfavorável e particularmente acentuada, o instante no qual ocorre a liberação do freio de estacionamento 21 é atrasado de tal forma a que o freio de estacionamento 21 seja liberado quando a embreagem 6 servo assistida esteja transmitindo um torque relativamente alto.

O sistema aqui descrito para o controle de um veículo a motor 1 (implementado basicamente nas unidades de controle 13 e 23) apresenta diversas vantagens posto que este é simples e barato de ser implementado em um veículo dotado de uma transmissão servo assistida e de um freio de estacionamento b' ι

6,6 servo assistido, bem como, acima de tudo, torna a partida do veículo extremamente mais simples e intuitiva quando o veículo se encontra em uma via inclinada.

Em particular, no caso de uma partida em uma subida inclinada, o veículo a motor 1 é automaticamente freado pelo freio de estacionamento 21 até o instante no qual a embreagem 6 servo assistida transmite o torque para as rodas motoras traseiras 3, assim evitando que o veículo a motor 1 se mova para traz (isto é, em uma direção oposta àquela desejada pelo motorista). Além do mais, o engate e a liberação do freio de estacionamento 21 são completamente automáticas e não requerem qualquer intervenção por parte do motorista, o qual simplesmente precisa pressionar o pedal do acelerador para iniciar a movimentação do veículo 1.

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Claims

Reivindicações

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1. Método para o controle de um veículo (1), o dito veículo (1) compreendendo:

- um motor (4), a combustão interna, dotado de um eixo motor (7);

- um câmbio servo mecânico (9), atuado por ao menos um primeiro servo controle (18, 19);

- uma embreagem (6) servo assistida, atuada por ao menos um segundo servo controle (20) e disposta entre o eixo motor (7) e o eixo primário (16) do câmbio (9) para conectar e desconectar o eixo motor (7) do eixo primário (16) do câmbio (9); e

- um freio de estacionamento (21) servo assistido, atuado por ao menos um terceiro servo controle (22);

- o método de controle compreendendo as etapas de:

- determinar se o veículo (1) se encontra em uma inclinação;

- detectar se o motor (4) a combustão interna está ligado; e

- detectar se o veículo (1) está parado;

- ativar o freio de estacionamento (21) de forma automática de independentemente de uma ação do motorista, através da atuação do terceiro servo controle (22) se o veículo (1) está em uma inclinação, se o motor (4) a combustão interna está ligado, e se o veículo (1) está parado; e

- liberar o freio de estacionamento (21), de forma automática de independentemente de uma ação do motorista, através da atuação do terceiro servo controle (22), quando a embreagem (6) está desengatada e apta a transmitir o torque gerado pelo motor (4) a combustão interna para as rodas motoras traseiras (3);

o método de controle sendo caracterizado pelo fato de compreender, quando a inclinação é desfavorável, as etapas complementares de:

- armazenar a posição de engate da embreagem (6) na qual a embreagem (6) inicia a transmissão do torque;

- desengatar a embreagem (6), através da atuação do segundo servo controle (20);

- detectar ciclicamente a posição da embreagem (6); e

- liberar o freio de estacionamento (21), de forma automática de independentemente de uma ação do motorista, através da atuação do terceiro servo controle (22), quando a

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2/3 embreagem (6) se encontra no limiar da posição de engate, de forma que o freio de estacionamento (21) é liberado somente quando a embreagem (6) efetivamente inicia a transmissão do troque.

2. Método de controle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato no qual, quando a inclinação é favorável, o instante no qual ocorre a liberação automática do freio de estacionamento (21) é antecipado com relação a quando a inclinação é desfavorável.

3. Método de controle, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato no qual, caso a inclinação seja favorável, p freio de estacionamento (21) é liberado quando é gerado o comando de desengate do câmbio.

4. Método de controle, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato no qual, caso a inclinação seja favorável, o freio de estacionamento (21) é liberado quando é gerado o comando de desengate da embreagem (6).

5. Método de controle, de acordo com uma qualquer entre as reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de:

- estimar o gradiente;

- antecipar ou atrasar o instante no qual ocorre a liberação automática do freio de estacionamento (21), de acordo com o gradiente.

6. Sistema para o controle de um veículo (1), o dito veículo (1) compreendendo:

- um motor (4), a combustão interna, dotada de um eixo motor (7);

- sendo que o sistema de controle compreende uma unidade de controle (23) destinada a determinar se o veículo (1) está em uma inclinação, detectar se o motor (4) a combustão interna está ligado, e detectar se o veículo (1) está parado; e

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- sendo que a unidade de controle (23) ativa o freio de estacionamento (21), de forma automática e independentemente da ação do motorista, através da atuação sobre o servo controle (22) se o veículo (1) está em uma inclinação, se o motor (4) a combustão interna está ligado, e se o veículo (1) está parado, e desativa o freio de estacionamento (21), de forma automática de independentemente de uma ação do motorista, através da atuação do terceiro servo controle (22), quando a embreagem (6) está desengatada e apta a transmitir o torque gerado pelo motor (4) a combustão interna para as rodas motoras traseiras (3), o sistema sendo caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (23):

- armazena a posição de engate da embreagem (6) na qual a embreagem (6) inicia a transmissão do torque;

- desengata a embreagem (6), através da atuação do segundo servo controle (20);

- detecta ciclicamente a posição da embreagem (6); e

- libera o freio de estacionamento (21), de forma automática de independentemente de uma ação do motorista, através da atuação do terceiro servo controle (22), quando a embreagem (6) se encontra no limiar da posição de engate, de forma que o freio de estacionamento (21) é liberado somente quando a embreagem (6) efetivamente inicia a transmissão do troque.

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