BRPI0609911A2 - processo para a definição do ponto de apoio de uma embreagem de fricção, acionada de maneira automática - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA A DEFINIçãO DO PONTO DE APOIO DE UMA EMBREAGEM DE FRICçãO, ACIONADA DE MANEIRA AUTOMáTICA. A presente invenção refere-se a um processo para a determinação de um ponto de aplicação de uma embreagem de fricção acionada de maneira automática, de uma caixa de mudança automatizada, para um veículo automóvel. Neste caso, depois da pré-seleção de uma marcha nova, é separada automaticamente a embreagem, a marcha engatada é desengatada, o número de rotações do motor é levado a um valor objeto para a marcha nova, e a embreagem é avançada com uma alta velocidade de avanço até a um ponto de aplicação, no qual começa justamente ser arrastado o eixo de entrada da caixa de câmbio. Para a determinação do ponto de aplicação é monitorado o gradiente do decurso temporal do número de rotações do eixo de entrada da caixa de câmbio, é averiguada uma mudança significante deste gradiente, que se apresenta quando do alcance do ponto de aplicação, e é definida como ponto de aplicação a posição da embreagem que existe neste momento. A determinação do ponto de aplicação se realiza de preferência na ocasião da redução para marchas inferiores, sendo que o decurso temporal do número de rotações do eixo de entrada da caixa de câmbio apresenta entre o funcionamento por efeito de inércia e o reinício da aceleração deste, um mínimo que pode ser determinado de maneira fácil e preciso.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA A DEFINIÇÃO DO PONTO DE APOIO DE UMA EMBREAGEM DEFRICÇÃO, ACIONADA DE MANEIRA AUTOMÁTICA".

A presente invenção refere-se a um processo para a determina-ção do ponto de aplicação de uma embreagem de fricção acionada de ma-neira automática, de uma caixa de mudança automatizada, para um veículoautomóvel, de acordo com o termo genérico da reivindicação de patente 1.

A importância de caixas de mudança automatizadas vai aumen-tar no futuro. Estas oferecem, em comparação com caixas de câmbio manu-ais, com custos só um pouco mais altos um acréscimo considerável em ter-mos de conforto da viagem e de segurança da viagem, uma vez que estasdiminuem a carga do motorista, no entanto, em comparação com caixas decâmbio automáticas tradicionais, têm custos de fabricação nitidamente me-nores e causam um consumo de combustível menor.

Para a função de caixas de mudança automatizadas é importan-te o controle automático do acionamento da embreagem, e para isso o co-nhecimento necessário do ponto de aplicação da embreagem em todas ascondições de viagem e de operação, como por exemplo, com temperaturaselevadas, guarnições da embreagem desgastadas etc. Como ponto de apli-cação é denominado aquela posição da embreagem, na qual começa justa-mente a transmissão de um torque do motor para o eixo de entrada da caixade câmbio.

No caso de caixas de mudança automatizadas, para a mudançada caixa de câmbio o motorista ou um dispositivo de controle pré-seleciona apróxima marcha, sendo que em seguida decorrem de maneira automática ospróprios processos de mudança, descritos no termo genérico da reivindica-ção 1. Com o intuito de manter a totalidade do tempo de mudança tão curtaquanto possível, pretende-se manter o tempo para o avanço da embreagematé o ponto de aplicação, que representa um mero tempo morto, tão curtoquanto possível, por conseguinte executar este avanço de maneira tão rápi-da quanto possível. O movimento que segue, da embreagem em direção defechamento, decorre de maneira regulada e de tal maneira, que o processode mudança pode ser executado com um número de rotações da mudança,do eixo de entrada da caixa de câmbio.

Da EP 0 392 762 B1, já está conhecido um processo para a ave-riguação do ponto de aplicação de uma embreagem de fricção acionada demaneira automática, de uma caixa de mudança automatizada para um veí-culo automóvel, em caso do qual é monitorado o número de rotações namarcha em vazio do motor e é utilizado para a determinação do ponto deaplicação. Quando da primeira preensão da embreagem se retarda o núme-ro de rotações do motor, devido à resistência da caixa de câmbio funcionan-do em vazio, a ser arrastada. Na ocasião desta queda significante do núme-ro de rotações na marcha em vazio do motor, quando do início da preensãoda embreagem, se tira uma conclusão com respeito ao ponto de aplicação.

É desvantajoso, que para o reconhecimento do ponto de aplicação tem queocorrer um torque relativamente grande. Isso leva no motor regularmente auma queda do número de rotações, que é percebida pelo motorista comoperturbadora. Uma outra desvantagem do processo conhecido se vê no fato,que este só pode ser utilizado no caso de uma caixa de câmbio, que dispõede um dispositivo de sincronização tradicional, uma vez que uma sincroniza-ção não se realiza através de um controle de número de rotações do motor.

Da W098/28162 A1 e da EP 0 883 509 B1, respectivamente, jáestá conhecido um processo, no qual também é monitorado o número derotações do motor e é utilizado para a determinação do ponto de aplicaçãode uma embreagem. Este processo conhecido aproveita um procedimentode redução de marcha. Neste caso, depois de abrir a embreagem e depoisdo desengate da marcha mais alta, então por meio do engate da marchamais baixa o eixo de entrada da caixa de câmbio, da caixa de câmbio, é co-locado a um número de rotações mais alto. Por conseguinte, quando do fe-chamento da embreagem, o motor é acelerado para este número de rota-ções mais alto. Na ocasião deste aumento significante do número de rota-ções se tira uma conclusão com respeito ao ponto de aplicação. Tambémeste processo só pode ser utilizado com uma caixa de câmbio com um dis-positivo de sincronização tradicional, uma vez que uma sincronização não serealiza através de um controle de número de rotações ativo do motor.

Com vista a este fundamento, a invenção está baseada na tarefade criar um processo do gênero, mencionado no termo genérico da reivindi-cação 1, o qual permite uma determinação segura e precisa do ponto de a-plicação da embreagem, e que possibilita uma sincronização ativa por con-trole do número de rotações do motor.

A solução desta tarefa obtém-se das características da reivindi-cação principal, enquanto configurações e aperfeiçoamentos vantajosos dainvenção podem ser vistos nas reivindicações dependentes.

A invenção está baseada no conhecimento, que no caso de umasincronização ativa, na qual o número de rotações do motor é levado a umvalor objeto para a marcha nova,_quando da aplicação da embreagem é mu-dada de maneira significante o número de rotações do eixo de entrada, dacaixa de câmbio que funciona em vazio ou funciona por efeito de inércia,respectivamente, e esta mudança do número de rotações está adequadapara uma determinação segura do ponto de aplicação.

Desta forma a invenção parte de um processo para a determina-ção de um ponto de aplicação de uma embreagem de fricção acionada demaneira automática, de uma caixa de mudança automatizada para um veí-culo automóvel, sendo que depois da pré-seleção de uma marcha nova éseparada a embreagem, a marcha engatada é desengatada, o número derotações do motor é levado a um valor objeto para a marcha nova, e a em-breagem é avançada até a um ponto de aplicação, no qual começa justa-mente ser arrastado o eixo de entrada da caixa de câmbio. No decurso aseguir, do processo de mudança, o número de rotações do eixo de entradada caixa de câmbio acionado pela embreagem, é levado de maneira emprincípio conhecida a um número de rotações da mudança, necessário parao engate da marcha nova.

Para a solução da tarefa colocada está previsto, que é monitora-do o gradiente do decurso temporal do número de rotações do eixo de en-trada da caixa de câmbio, que é averiguada uma mudança significante dogradiente, que se apresenta quando do alcance do ponto de aplicação, eque é definida como ponto de aplicação a posição da embreagem que existeneste momento.

Este processo pode ser utilizado em princípio quando da mu-dança para uma marcha mais alta e quando da mudança para uma marchainferior, sendo que, no entanto, na ocasião da. mudança para uma marchainferior existem condições especialmente favoráveis para a determinação doponto de aplicação, como será explicado mais detalhadamente através deum exemplo de execução.

É verdade que através da DE 199 51 527 C1, já está conhecidoum processo, no caso do qual o motor, com marcha desengatada, é levadopara um número de rotações objeto para a marcha próxima, é engatada aembreagem e é monitorado o número de rotações do eixo de entrada dacaixa de câmbio, com o intuito de definir um chamado ponto de contato. Noentanto, no caso deste ponto de contato não se trata do ponto de aplicaçãoda embreagem, definido mais atrás. Como ponto de contato se consideraespecialmente o ponto ou a posição da embreagem, respectivamente, noqual o eixo de entrada da caixa de câmbio alcançou um número de rotaçõesda mudança, necessário para o engate da marcha nova. No entanto, no de-curso do processo de mudança esta posição da embreagem é alcançadadepois da posição de aplicação, e por isso está inadequada como posiçãode aplicação, até a qual ocorre um avanço rápido da embreagem.

Como já acima explicado, de acordo com uma configuração pre-ferida da invenção, a determinação do ponto de aplicação se realiza na oca-sião de um procedimento de mudança para uma marcha inferior, sendo queo ponto de aplicação é definido, com um valor de gradiente G = 0, entre ofuncionamento por efeito de inércia do eixo de entrada da caixa de câmbio eo reinicio da aceleração deste, para um número de rotações da mudançamais alto para a marcha inferior.

No caso de um gradiente G = 0, o número de rotações do eixode entrada da caixa de câmbio tem um mínimo, isto é, o gradiente muda deum valor negativo para um valor positivo; este mínimo do número de rota-ções característico pode ser reconhecido de maneira segura e simples.No entanto, de acordo com uma outra configuração da invençãoexiste também a possibilidade de determinar o ponto de aplicação na ocasi-ão de um procedimento de mudança para uma marcha superior, uma vezque também neste caso em geral vai mudar de maneira significante o núme-ro de rotações do eixo de entrada da caixa de câmbio quando da aplicaçãoda embreagem, por conseguinte, o decurso do número de rotações vai apre-sentar pelo menos um vinco. Com o intuito de garantir, que também nestecaso o decurso do número de rotações apresente um mínimo que pode serdeterminado com segurança, está previsto, que na ocasião do procedimentode mudança para uma marcha superior é aguardado um funcionamento porefeito de inércia do eixo de entrada da caixa de câmbio até a um número derotações, que fica abaixo do número de rotações da mudança para a marchamais alta, assim que também aqui quando da aplicação da embreagem ocor-re um aumento do número de rotações, isto é, que acontece uma inversãodos sinais do gradiente e com isso é possível uma determinação segura doponto de aplicação.

A fim de que a determinação do ponto de aplicação de acordocom os processos acima descritos forneça resultados suficientemente preci-sos, também sob consideração de retardamentos de sinal, do comportamen-to dinâmico dos atuadores etc, é útil que se realize o procedimento de fe-chamento da embreagem de maneira comparavelmente lento. No entanto,isso leva ao fato, que o tempo de mudança, através da sincronização ativamediante regulagem do número de rotações do motor, é mais longo que nocaso da utilização de dispositivos de sincronização próprios da caixa decâmbio. Por isso, de acordo com uma outra configuração da invenção estáprevisto, que a determinação do ponto de aplicação se realiza cada vez naocasião de processos de mudança, que permitem um tempo de mudançalongo sem influência perceptível sobre o conforto, como, por exemplo, nocaso de procedimentos de redução para marchas inferiores de empuxo, pro-cessos de mudança quando da marcha em roda livre do veículo automóvel,e semelhante.

Além disso, está previsto que o avanço da embreagem, partindoda posição de aplicação alcançada para a posição de fechamento definitiva,é estendido ao longo de um lapso de tempo, que considera as característi-cas de reação predeterminadas dos componentes que participam do proces-so de mudança, isto é, os retardamentos dos sinais acima mencionados, ocomportamento dinâmico dos atuadores etc.

Durante a operação de condução, o ponto de aplicação da em-breagem pode ser averiguado sempre de novo, e desta maneira pode serlevado a acompanhar as condições que variam. Estas condições são espe-cialmente influenciadas pela temperatura e pelo estado de carga atual. Alémdestas influências também pode ser corrigida pelo menos parcialmente umaderiva do sensor do curso da embreagem, sendo que é determinado cadavez o ponto de aplicação real, independentemente do respectivo sinal desaída de um sensor do curso da embreagem.

O ponto de aplicação pode ser cada vez determinado de novo eser armazenado, em intervalos de tempo ou de processos de mudança, ouna ocasião de cada um dos processos de mudança, previstos para a deter-minação deste. Além disso, podem ser determinados e armazenados pontosde aplicação diferentes para processos de mudança diferentes, comparáveisem si.

A invenção pode ser explicada mais detalhadamente através deum exemplo de execução. Para isso um desenho está anexo à descrição.Neste mostram:

a figura 1 de maneira esquemática e meramente qualitativao decurso temporal da posição da embreagem, na ocasião de um processode mudança,

a figura 2 o decurso temporal da posição da marcha, e

a figura 3 o decurso temporal do número de rotações doeixo de entrada da caixa de câmbio.

As figuras 1 a 3, mostram de maneira exemplar um procedimen-to de redução para marchas inferiores, no qual se reduz da terceira marchapara a segunda marcha. Depois que o motorista no momento t0, deslocauma alavanca para troca de marchas de uma posição para a terceira mar-cha, para uma posição para a segunda marcha, e com isso tem pré-selecionada a segunda marcha ou um aparelho de controle tem iniciado is-so, então começa em um momento ti, a abertura da embreagem, da posiçãoLIGADA para a posição DESLIGADA, a qual é alcançada no momento t2. Aomesmo tempo, ao motorista é retirada a possibilidade de controle do númerode rotações do motor através do pedal do acelerador. Com a embreagemaberta não é mais transmitido nenhum torque. No lapso de tempo curto entret2 e t3, durante o qual a embreagem está totalmente aberta, é desengatada aterceira marcha, assim que a caixa de câmbio se encontra em uma posiçãode marcha em vazio. Para isso, por exemplo, o atuador de marcha da caixade câmbio desengata a marcha, e o atuador do veio da caixa de câmbio ex-cita o veio da caixa de câmbio que corresponde à marcha objeto, caso estejá não esteja disponível.

Depois do desengate da terceira marcha, isto é, aproximada-mente no lapso de tempo entre t3 e t4, o número de rotações N, do eixo deentrada da caixa de câmbio, cai em conseqüência da resistência de arrastointerna da caixa de câmbio. Dentro do mesmo lapso de tempo, a embrea-gem é avançada com um movimento de avanço rápido até ao ponto de apli-cação, que é alcançado no momento t4.

No lapso de tempo entre t4 e t5, a embreagem é avançada aindamais de uma maneira regulada em geral com uma velocidade de avançomenor, e é acelerado o eixo de entrada da caixa de câmbio, arrastado pelaembreagem.

Em um momento t5 predeterminado, o eixo de entrada da caixade câmbio tem alcançado um número de rotações da mudança, no caso doqual a segunda marcha pode ser engrenada através do atuador de marcha.Uma vez que se trata de um procedimento de mudança para uma marchainferior, este número de rotações da mudança fica no momento t5, acima donúmero de rotações, número de rotações GEW, do eixo de entrada da caixade câmbio no momento t0.

Entre os momentos t5 e t6) a embreagem é movida a sua posiçãofechada definitiva, a qual é alcançada no momento t6. Neste momento t6, aomotorista é outra vez possibilitado o controle do torque do motor através dopedal do acelerador.

Como deixa entender especialmente a figura 3, o decurso donúmero de rotações do eixo de entrada da caixa de câmbio tem no momentot4) no qual é alcançado o ponto de aplicação, um mínimo característico comtangente horizontal (gradiente G = 0). Este momento t4, pode ser identificadomuito precisamente de maneira simples, pelo qual também pode ser realiza-da de maneira muito precisa a determinação do ponto de aplicação.

Além disso, na figura 3, está marcado por linha com traços epontos um decurso do número de rotações possível do eixo de entrada dacaixa de câmbio, para o caso, que se mude da segunda marcha para a ter-ceira marcha. Neste caso se deixa girar a caixa de câmbio por efeito de inér-cia até o ponto, que o número de rotações do eixo de entrada da caixa decâmbio fique abaixo de seu número de rotações objeto para a terceira mar-cha, assim que também neste caso se forma outra vez um mínimo caracte-rístico em um momento t4i, o qual é definido como ponto de aplicação.

Claims (7)

1. Processo para a determinação de um ponto de aplicação deuma embreagem de fricção acionada de maneira automática, de uma caixade mudança automatizada, para um veículo automóvel, sendo que depois dapré-seleção de uma marcha nova é separada automaticamente a embrea-gem, a marcha engatada é desengatada, o número de rotações do motor élevado a um valor objeto para a marcha nova, e a embreagem é avançadaaté a um ponto de aplicação, no qual começa justamente ser arrastado oeixo de entrada da caixa de câmbio, com o intuito de levar o número de rota-ções do eixo de entrada da caixa de câmbio para um número de rotações damudança, necessário para o engate da marcha nova, caracterizado pelo fa-to, de ser monitorado o gradiente (G), do decurso temporal do número derotações do eixo de entrada da caixa de câmbio, de ser averiguada umamudança significante do gradiente (G), que se apresenta quando do alcancedo ponto de aplicação, e de ser definida como ponto de aplicação a posiçãoda embreagem que existe neste momento (t4, t4i).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato, de a determinação do ponto de aplicação realizar-se na ocasião de umprocedimento de mudança para uma marcha inferior, e de o ponto de aplica-ção ser definido, com um valor de gradiente G = 0, entre o funcionamentopor efeito de inércia do eixo de entrada da caixa de câmbio e o reinicio daaceleração deste, para um número de rotações da mudança mais alto para amarcha inferior.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato, de a determinação do ponto de aplicação realizar-se na ocasião de umprocedimento de mudança para uma marcha superior, sendo que para o a-vanço da embreagem até o ponto de aplicação é aguardado um funciona-mento por efeito de inércia do eixo de entrada da caixa de câmbio até a umnúmero de rotações, que fica abaixo do número de rotações da mudançapara a marcha mais alta.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato, de a determinação do ponto de aplicação realizar-se na ocasião deprocessos de mudança, que permitem um tempo de mudança comparavel-mente longo, como, por exemplo, procedimentos de redução para marchasinferiores de empuxo, e processos de mudança quando da marcha em rodalivre do veículo automóvel.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, carac-terizado pelo fato, de o avanço da embreagem, partindo da posição de apli-cação para a posição de fechamento, ser estendido ao longo de um lapso detempo, que considera as características de reação predeterminadas doscomponentes que participam do processo de mudança, como, por exemplo,retardamentos dos sinais, o comportamento dinâmico de atuadores etc.

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, carac-terizado pelo fato, de o ponto de aplicação ser cada vez determinado de no-vo e ser armazenado, em intervalos predeterminados de tempo ou de pro-cessos de mudança, ou na ocasião de cada um dos processos de mudança,previstos para a determinação deste.

7. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, carac-terizado pelo fato, de poderem ser determinados e armazenados pontos deaplicação diferentes, para processos de mudança diferentes, comparáveisem si.