BRPI0710280A2 - processo para o controle de mudança de marchas de uma caixa de cámbio escalonada automatizada - Google Patents
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Abstract
<B>PROCESSO PARA O CONTROLE DE MUDANçA DE MARCHAS DE UMA CAIXA DE CáMBIO ESCALONADA AUTOMATIZADA.<D> A presente invenção refere-se a um processo para o controle de mudança de marchas de uma caixa de câmbio escalonada automatizada de um veículo automotor, no qual parâmetros operacionais permanentes do veículo automotor são identificados e avaliados respectivamente para a ativação e execuçao de uma mudança de marcha, desde uma marcha efetiva para uma marcha de destino, sendo que antes de uma mudança de marcha são respectivamente determinados o número de rotações de câmbio para ativação da mudança de marcha e a marcha de destino. Para a melhor adequação da mudança de marcha, especialmente na determinação do número de rotações de câmbio e da marcha de destino, às atuais condições de rodagem e de operação do veículo automotor são previstos os tipos de mudança de marcha "mudança de marcha orientada pelo número de rotações de câmbio"e "mudança de marcha orientada pelo número de rotações de destino", e imediatamente antes de uma mudança de marcha, em função de pelo menos um dos parâmetros operacionais, decide-se em qual dos dois tipos de mudança de marcha será executada a mudança de marcha.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA O CONTROLE DE MUDANÇA DE MARCHAS DE UMA CAIXA DECÂMBIO ESCALONADA AUTOMATIZADA".
A presente invenção refere-se a um processo para o controle demudança de marchas de uma caixa de câmbio escalonada automatizada deum veículo automotor, no qual parâmetros de operação permanentes do veí-culo automotor são detectados e são avaliados respectivamente para a ati-vação e execução de uma mudança de marcha desde uma marcha atualpara uma marcha de destino, sendo que antes de uma mudança de marchasão respectivamente determinados o número de rotações de câmbio para aativação da mudança de marcha, bem como a marcha de destino.
Para a ativação e execução de um câmbio em uma caixa demudanças é preciso antes determinar o número de rotações, chamado denúmero de rotações de câmbio, do motor de acionamento no qual deve co-meçar a mudança de marcha, bem como a marcha de destino, para a qualse pretende fazer o câmbio por meio da mudança de marcha desde a mar-cha atual engatada. Para tanto, usualmente, parâmetros operacionais doveículo automotor, tais como a atual velocidade de deslocamento, a atualaceleração, respectivamente retardamento do veículo automotor, o atualnúmero de rotações do motor de acionamento (número de rotações de mo-tor), o estado de carga, respectivamente o momento de rotação do motor deacionamento, a posição do acelerador, a variação, respectivamente veloci-dade de variação da posição do acelerador, o acionamento de um comuta-dor de fim de curso, eventualmente também o acionamento de um freio doveículo, a atual resistência ao deslocamento, especialmente em veículosutilitários também o estado de carregamento, respectivamente a massa doveículo automotor e inclinação da pista de rodagem, são identificados pormeio de sensores correspondentes ou por meio de uma avaliação de gran-dezas de controle, especialmente do motor de acionamento, e/ou por meiode cálculo de valores de medição identificados de outros parâmetros opera-cionais.
Na determinação do número de rotações de câmbio e da marchade destino, em geral diferencia-se entre uma "mudança de marcha orientadapelo número de rotações de câmbio"e uma "mudança de marcha orientadapelo número de rotações de destino".
No caso de uma "mudança de marcha orientada pelo número derotações de câmbio", determina-se, em função de parâmetros operacionaisrelevantes, em primeiro lugar o número de rotações de câmbio, ou seja a-quele número de rotações de motor no qual a mudança de marcha deve o-correr, respectivamente deve ser ativada. Depois disso, determina-se umsalto de marcha adequado a uma situação de rodagem momentânea, espe-cialmente para a aceleração momentânea do veículo, e, com isso, partindo-se da atual marcha real atualmente engatada, determina-se a marcha dedestino para a qual deve ser engatada pela caixa de câmbio.
A vantagem de uma "mudança de marcha orientada pelo núme-ro de rotações de câmbio"consiste em uma reação espontânea relativa dacaixa de câmbio escalonada automatizada em relação a condições opera-cionais alteradas e em relação a instruções de comando por parte do moto-rista. Nesse sentido, no caso de um arranque do plano para um aclive comresistência à rodagem correspondente e, eventualmente, um retardamentodo veículo automotor, será ativada, de modo relativamente rápido, uma mu-dança de marcha descendente. Do mesmo modo, no caso de acionamentodo comutador de fim de curso, por intermédio do acelerador para a ativaçãoda função de fim de curso, conforme esperado pelo motorista, ocorre umamudança direta de marcha descendente, pois neste caso o atual número derotações de motor é considerado como número de rotações de câmbio. Nocaso de veículos automotores, para cujas caixas de câmbio escalonadasencontram-se à disposição muitos programas de câmbio, como por exemploum Eco-Modus e uma Sport-Modus, o número de rotações de câmbio e amarcha de destino são influenciados também pelo programa de câmbio mo-mentaneamente ativo. Nesse sentido, o número de rotações de câmbio noEco-Modus ativado para se obter um baixo consumo de combustível, emgeral situa-se mais baixo do que no Sport-Modus, no qual o mais importanteé se obter uma alta dinâmica de rodagem.Ao contrário, no caso de uma "mudança de marchas orientadapelo número de rotações de destino"determina-se em primeiro lugar o núme-ro de rotações de destino,ou seja aquele número de rotações de motor quedeve se estabelecer após uma mudança de marcha. Partindo-se disso, emfunção dos atuais parâmetros operacionais, especialmente a aceleração doveículo, determina-se um salto de marcha adequado a partir da marcha efe-tiva atualmente engatada e, portanto, a marcha de destino, bem como o nú-mero de rotações de câmbio. A vantagem de uma "mudança de marcha ori-entada pelo número de rotações de destino"consiste na possibilidade de sepoder operar o motor de acionamento sob todas as condições operacionaisem uma faixa ótima de números de rotação, especialmente propícia quantoao consumo.
Um processo para uma "mudança de marcha orientada pelonúmero de rotações de destino"acha-se descrito na patente DE 196 38 064C2. Nesse documento, para uma mudança ascendente para a marcha supe-rior seguinte é previsto que para se obter o mesmo número de rotações dedestino seja ativada uma mudança de marcha durante um percurso compouco carregamento e alta aceleração no caso de um número mais baixo derotações de câmbio, e no caso de um percurso com grande carregamento ebaixa aceleração no caso de um número superior de rotações de câmbio.
Nos dois tipos de mudança de marcha devem ser obedecidos osrespectivos limites de número de rotações; no caso de uma "mudança demarcha orientada pelo número de rotações de câmbio", um limite de númerode rotações de destino e no caso de uma "mudança de marcha orientadapelo número de rotações de destino", um limite de número de rotações decâmbio para se manter o número de rotações do motor e, portanto, o com-portamento operacional desejado do motor de acionamento em uma faixadesejada, como, por exemplo, com baixo consumo de combustível e/ou commaior força de passagem do motor de acionamento. Em caso extremo, es-ses limites de número de rotações podem ser idênticos aos limites de núme-ro de rotação do motor, ou seja, o número de rotações mínimo admissível,respectivamente o número de rotações máximo admissível do motor de a-cionamento; no entanto, em sua maioria, eles se mantêm dentro desses limi-tes de número de rotações de motor.
Já que nos processos conhecidos para o controle de mudançade marcha de caixas de câmbio escalonadas automatizadas só é previsto um respectivo tipo de mudança de marcha, então as possibilidades para aadequação à respectiva situação momentânea de percurso, respectivamentede operação, só são aproveitadas de modo insuficiente. A presente invençãotem, portanto, como objetivo apresentar um processo do tipo mencionado aoinício, com o qual as mudanças de marcha, especialmente a determinação do número de rotações de câmbio e da marcha de destino, possam ser me-lhor adequadas à respectiva situação de percurso e de operação.
Portanto, segundo as características da reivindicação principal, ainvenção refere-se a um processo para o controle de mudança de marcha deuma caixa de câmbio escalonada automatizada de um veículo automotor, no qual os parâmetros operacionais permanentes do veículo automotor são i-dentificados e avaliados respectivamente para a ativação, bem como para aexecução de uma mudança de marcha desde uma marcha efetiva para umamarcha de destino, sendo que antes de uma mudança de marcha são res-pectivamente determinados o número de rotações de câmbio para a ativa- ção da mudança de marcha e a marcha de destino.
Além disso, nesse processo é previsto que sejam previstos ostipos de mudança de marcha "mudança de marcha orientada pelo númerode rotações de câmbio"e "mudança de marcha orientada pelo número derotações de destino", e que imediatamente antes de uma mudança de mar- cha, em função de pelo menos um dos parâmetros operacionais, seja deci-dido em qual dos dois tipos de mudança de marcha será executada a mu-dança de marcha.
Devido à disponibilidade dos dois tipos de mudança de marchatorna-se possível adequar melhor a respectiva mudança de marcha às pre- sentes condições operacionais, especialmente à atual resistência à roda-gem, ao atual estado de carga do motor de acionamento e à atual exigênciade desempenho por parte do motorista. Desse modo, em função da situaçãode rodagem e da exigência de desempenho pelo motorista, pode-se obter,por exemplo, uma dinâmica ótima de rodagem ou um menor consumo decombustível do veículo automotor.
Configurações e desdobramentos vantajosos do processo deacordo com a invenção são apresentadas nas reivindicações de 2 a 13.
Para a identificação da atual situação de rodagem e de uma a-dequação ótima das mudanças de marcha é previsto convenientemente quedurante um percurso seja detectada permanentemente a resistência à roda-gem do veículo automotor, e que seja executada uma mudança de marchano caso da presença de uma baixa resistência à rodagem sob a forma de"mudança de marcha orientada pelo número de rotações de destino"e nocaso da presença de uma alta resistência à rodagem sob a forma de "mu-dança de marcha orientada pelo número de rotações de câmbio". Com isso,leva-se em consideração o fato de que no caso da presença de uma altaresistência à rodagem, a dinâmica de rodagem, isto é, uma reação rápida acondições operacionais modificadas, esteja em primeiro plano, a qual écumprida por meio das "mudanças de marcha orientadas pelo número derotações de câmbio". Nesse sentido, por exemplo no caso de um percursodesde o plano para um trecho em aclive, uma reação rápida à crescente re-sistência à rodagem será executada sob a forma de uma mudança de mar-cha descendente orientada pelo número de rotações de câmbio e, com isso,evita-se um retardamento indesejável do veículo automotor.
Ao contrário disso, no caso de presença de uma baixa resistên-cia à rodagem acha-se à disposição uma margem suficiente para se seguiruma estratégia de rodagem superior , a qual pode ser obtida melhor pormeio de "mudanças de marcha orientadas pelo número de rotações de des-tino". Por meio de um controle correspondente das mudanças de marcha épossível, por exemplo, manter o motor de acionamento consideravelmenteem uma faixa de número de rotações com baixo consumo específico decombustível e, desse modo, obter uma operação do veículo automotor parti-cularmente econômica.
Já que a resistência à rodagem de um veículo automotor, espe-cialmente de um veículo utilitário, é influenciada decisivamente pela inclina-ção da pista de rodagem na direção do percurso pelo estado de carrega-mento, respectivamente pela massa do veículo, é convenientemente previstoque durante um percurso seja detectada permanentemente a inclinação dapista de rodagem, e que uma mudança de marcha durante um percurso noplano ou sobre um trecho em declive seja executada como "mudança demarcha orientada pelo número de rotações de destino", e no caso de umpercurso sobre um trecho em aclive o seja como "mudança de marcha orien-tada pelo número de rotações de câmbio".
Além disso, é vantajoso que durante um percurso seja detectadopermanentemente o estado de carregamento, respectivamente a massa deveículo do veículo automotor, e que uma mudança de marcha no caso da.presença de um carregamento pequeno, respectivamente de uma massa deveículo pequena, seja executada como "mudança de marcha orientada pelonúmero de rotações de destino", enquanto que uma mudança de marcha nocaso da presença de um forte carregamento, respectivamente de uma gran-de massa de veículo, seja executada como "mudança de marcha orientadapelo número de rotações de câmbio".
Igualmente, o atual estado de carga do motor de acionamentoinfluencia a dinâmica de rodagem e o consumo de combustível do veículoautomotor. Conseqüentemente, também é convenientemente previsto quedurante um percurso seja detectado permanentemente o estado de carga domotor de acionamento, e que uma mudança de marcha no caso de uma atu-al operação à meia-carga do motor de acionamento seja executada como"mudança de marcha orientada pelo número de rotações de destino", e nocaso de uma atual operação de carga total do motor de acionamento ela se-ja executada como "mudança de marcha orientada pelo número de rotaçõesde câmbio".
Por fim, a margem disponível do controle da caixa de mudançastambém é influenciada pela respectiva exigência de desempenho pelo moto-rista. Por isso, é vantajosamente previsto que durante um percurso tambémseja detectada permanentemente a exigência de desempenho pelo motoris-ta, e que uma mudança de marcha na presença de uma baixa exigência dedesempenho pelo motorista seja executada como "mudança de marcha ori-entada pelo número de rotações de destino", e no caso da presença de umaalta exigência de desempenho pelo motorista essa mudança de marcha sejaexecutada como "mudança de marcha orientada pelo número de rotaçõesde câmbio". Nesse caso, pode ser particularmente previsto que uma mudan-ça de marcha descendente ativada pelo acionamento do comutador de fimde curso seja executada como "mudança de marcha orientada pelo númerode rotações de câmbio", para que essa mudança de marcha descendente,tal como esperado pelo motorista, ocorra espontaneamente.
Vantajosamente, em pelo menos um dos dois tipos de mudançade marcha, de preferência nos dois tipos de mudança de marcha, são pre-vistos o modo de mudança de marcha "obedecer uma predeterminação desalto de marcha"e modo de mudança de marcha "esgotamento da faixa dis-ponível de número de rotações", sendo que imediatamente antes de umamudança de marcha, em função de pelo menos um dos parâmetros de ope-ração, é decidido em qual tipo de câmbio será executada a mudança demarcha.
Nesse caso, o modo de câmbio "obedecer uma predeterminaçãode salto de marcha"significa que seja seguida ao máximo possível uma pre-determinação de salto de marcha para uma determinada situação de roda-gem. Por exemplo, para um veículo utilitário que seja equipado com umacaixa de câmbio escalonada com graduação estreita de marcha, para umpercurso no plano com pouco carregamento, pode-se predeterminar a pre-determinação de marcha G3-G6-G8-G11-G12 com a terceira marcha G3,com a sexta marcha G6 e assim por diante, pois as marchas G1 e G2 situa-das abaixo só são requisitadas para o arranque, e as marchas intermediáriasG4, G5, G7, G9, G10 só são necessárias para o caso de um percurso emtrechos de aclive e declive ou no caso de um percurso com carregamentoelevado.
Nesse caso, convenientemente, antes de uma execução da mu-dança de marcha no modo de câmbio "obedecer uma predeterminação desalto de marcha"verifica-se se foi ultrapassado o limite de número de rota-ções correspondente, ou seja, o limite de número de rotações de destino nocaso de uma "mudança de marcha orientada pelo número de rotações decâmbio", e o limite de número de rotações de câmbio no caso de uma "mu-dança de marcha orientada pelo número de rotações de destino". No casode uma ultrapassagem do limite de número de rotações, o salto de marchaprevisto será então reduzido gradualmente até que seja obedecido o respec-tivo limite de número de rotações. Com base na predeterminação de salto demarcha, o salto de marcha da mudança de marcha também pode ser menordo que o maior salto possível de marcha limitado pelo limite de número derotações.
No modo de câmbio "esgotamento da faixa de número de rota-ções disponível", a respectiva mudança de marcha é executada, pelo contrá-rio, sempre com o maior salto possível de marcha limitado pelo limite de nú-mero de rotações.
A definição do modo de câmbio ocorre independentemente dotipo de mudança de marcha, de preferência em função do estado de carga edo número de rotações de motor do motor de acionamento. Para tanto, éconvenientemente previsto que durante um percurso sejam detectados per-manentemente o estado de carga e o número de rotações de motor do motorde acionamento, e que uma mudança de marcha, na presença de operaçãocom carga total do motor de acionamento e um baixo número de rotações demotor ou na presença de um elevado número de rotações de motor do motorde acionamento, seja executada no modo de câmbio "esgotamento da faixade número de rotações disponível", e que uma mudança de marcha, na pre-sença de um número médio de rotações de motor, seja executada no modode câmbio "obedecer a predeterminação de salto de marcha".
Desse modo garante-se que sejam abandonados os estadosoperacionais desfavoráveis do motor de acionamento, tal como a presençade carga total no caso de um número extremamente baixo de rotações demotor ou da presença de um número extremamente alto de rotações de mo-tor, com a maior distância possível de número de rotações devido ao respec-tivo maior salto possível de marcha. Por outro lado, desse modo também seconsegue que, na presença de um número médio de rotações de motor, sejaobedecida uma estratégia de rodagem implicitamente predeterminada pelapredeterminação de salto de marcha, estratégia esta que, por exemplo, podese orientar para um baixo consumo de combustível.
No caso de caixas de câmbio simples automatizadas, uma mu-dança de marcha está ligada obrigatoriamente a uma interrupção de força detração, durante a qual no tirante de acionamento, pelo lado da saída detransmissão, ocorre uma mudança no número de rotações que é negativa nocaso de uma resistência positiva à rodagem, ou seja, que freie o veículo au-tomotor, e que é positiva no caso de uma resistência negativa à rodagem, ouseja, que acione o veículo automotor. Em forma atenuada, uma mudançadesse tipo no número de rotações, condicionada pela mudança de marcha,também ocorre no caso de caixas de câmbio sob cargas automatizadas, taiscomo caixas de câmbio com embreagem dupla e unidades automáticas decaixa de câmbio planetária, pois no caso dessas caixas de câmbio escalo-nadas, devido aos retesamentos internos à engrenagem e às perdas porfricção, durante uma mudança de marcha, geralmente se registra uma ruptu-ra do momento de rotação pelo lado da saída.
Para se levar em consideração esse efeito, ao ocorrer a detec-ção da marcha de destino e do número de rotações de câmbio é previstoconvenientemente que antes de uma mudança de marcha seja detectada aresistência à rodagem atuante durante a mudança de marcha e que sejacalculada a mudança de número de rotações pelo lado da saída de trans-missão daí resultante, e que, com essa mudança do número de rotações,em uma "mudança de marcha orientada pelo número de rotações de câm-bio"seja corrigido o número de rotações de destino e no caso de uma "mu-dança de marcha orientada pelo número de rotações de destino"seja corrigi-do o número de rotações de câmbio.
Conseqüentemente, no caso de uma "mudança de marcha ori-entada pelo número de rotações de câmbio"será reduzido o número de rota-ções de destino no caso de uma alta resistência à rodagem, como por e-xemplo no caso de um percurso sobre um trecho em aclive, e será aumen-tado no caso de uma baixa resistência à rodagem, como por exemplo em umpercurso sobre um trecho em declive.
Ao contrário disso, no caso de uma "mudança de marcha orien- tada pelo número de rotações de destino"o número de rotações de câmbioserá correspondentemente aumentado no caso de uma alta resistência àrodagem e será reduzido no caso de uma baixa resistência à rodagem.
Se nesse caso for ultrapassado o limite relevante de número derotações, que no caso de uma "mudança de marcha orientada pelo número de rotações de câmbio"é o limite de número de rotações de destino, respec-tivamente no caso de uma "mudança de marcha orientada pelo número derotações de destino"é o limite de número de rotações de câmbio, então osalto de marcha previsto terá que ser reduzido em pelo menos um estágiode marcha, ou seja, para uma marcha mais baixa no caso de uma mudança de marcha ascendente, e para uma marcha mais alta no caso de uma mu-dança de marcha descendente.
Para expor a invenção, anexa-se a descrição de um desenho.Neste mostra-se:
figura 1: uma visão panorâmica para a exposição do grau de Ii- berdade do processo de acordo com a invenção;
figura 2: o diagrama de número de rotações para evidenciar nú-meros de rotação relevantes para a mudança de marcha,no exemplo de umamudança de marcha descendente;
figura 3: um diagrama de número de rotações para a exposição de dois tipos de mudança de marcha, no exemplo de uma mudança de mar-cha ascendente;
figura 4: um diagrama de número de rotações para evidenciardois tipos de mudança de marcha, no exemplo de uma mudança de marchadescendente.
Como se pode deduzir da figura 1, no processo de acordo com ainvenção encontram-se à disposição dois tipos de mudança de marcha erespectivamente dois modos de câmbio, fazendo com que, por meio de umacorrespondente determinação do número de rotações de câmbio, ou seja, onúmero de rotações de motor, na qual é ativada a mudança de marcha; damarcha de destino para qual é feito o câmbio por meio da mudança de mar-cha, e do número de rotações de destino, ou seja, o número de rotações demotor que será alcançado ao final da mudança de marcha, uma mudança demarcha possa ser adequada melhor do que os processos atuais de câmbioàs atuais condições de rodagem e de operação.
No caso de uma "mudança de marcha orientada pelo número derotações de câmbio", em primeiro lugar determina-se o número de rotaçõesde câmbio n_câmbio. Partindo-se do número de rotações de câmbion_câmbio, determina-se então o salto de marcha e, com isso, a marcha dedestino e o número de rotações de destino n_destino. Nesse caso, o númerode rotações de câmbio n_câmbio e o número de rotações de destino n-_destino têm que se localizar dentro de uma faixa de número de rotaçõesque esteja limitada por um limite de número de rotações de câmbion_câmbio_limite e por um limite de número de rotações de destinon_destino_limite. Essa faixa de número de rotações é predeterminada peloprograma de controle da caixa de câmbio escalonada como faixa operacio-nal admissível do motor de acionamento. Nesse caso, em caso extremo,pode se tratar da faixa de número de rotações entre o número de rotaçõesmínimo admissível e o número de rotações máximo admissível do motor deacionamento. Na maioria das vezes, essa faixa de número de rotações en-contra-se, porém, mais reduzida e pode corresponder, por exemplo, à faixade número de rotações com baixo consumo específico de combustível domotor de acionamento ou à faixa de números de rotação com elevado mo-mento de rotação do motor de acionamento.
No caso de uma "mudança de marcha orientada pelo número derotações de câmbio", o número de rotações de câmbio n_câmbio na maioriadas vezes é idêntico ao limite de número de rotações de câmbion_câmbio_limite, embora também possa se divergir do mesmo. Devido aossaltos de transmissão discretos entre as marchas, geralmente com a marchade destino determinada não se alcança o limite de número de rotações dedestino n_destino_limite, senão que o número de rotações de destinon_destino se situa, na maioria das vezes, no caso de uma mudança de mar-cha ascendente, acima do limite de número de rotações de destinon_destino_limite e no caso de uma mudança de marcha descendente ele sesitua abaixo deste limite.
Na figura 2 mostra-se uma "mudança de marcha orientada pelonúmero de rotações de câmbio"no exemplo de uma mudança de marchadescendente. Mostra-se a evolução do número de rotações de motor η aolongo do tempo t para uma mudança de marcha descendente, desde a oita-va marcha G8 para a sexta marcha G6. A mudança de marcha será ativadaao ser alcançado o número de rotações de câmbio n_câmbio, sendo que onúmero de rotações de câmbio n_câmbio pode corresponder aos limites denúmero de rotações de câmbio n_câmbioJimite válidos para essa mudançade marcha ou para muitas mudanças de marcha similares. Devido ao saltode transmissão discreto entre G8 e G6, não se alcança o limite de númerode rotações de destino n_destino_limite, senão que o número de rotações dedestino n_destino que se estabelece na sexta marcha G6 se situa abaixo dolimite de número de rotações de destino n_destino_limite.
Ao contrário, no caso de uma "mudança de marcha orientadapelo número de rotações de destino", em primeiro lugar determina-se o nú-mero de rotações de destino n_destino e, assim, determina-se o salto demarcha e, com isso, a marcha de destino e o número de rotações de câmbion_câmbio, sendo que, do mesmo modo, têm que ser obedecidos o respecti-vo limite de número de rotações de câmbio n_câmbio_limite e o limite denúmero de rotações de destino n_destino_limite, ou seja, eles não devemser ultrapassados.
No caso de uma "mudança de marcha orientada pelo número derotações de destino", o número de rotações de destino n_destino é, na maio-ria das vezes, idêntico ao limite de número de rotações de destino n_destino;no entanto, o número de rotações também pode ser diferente deste. Devidoà graduação de marcha, geralmente não é atingido o número de rotações dedestino n_destino com a marcha de destino determinada a partir do limite denúmero de rotações de câmbio n_câmbio_limite, senão que o número derotações de câmbio n_câmbio tem que ser modificado na direção do limitede número de rotações de destino n_destino_limite, para se alcançar o nú-mero de rotações de destino n_destino ao final da mudança de marcha.
Nos dois tipos de mudança de marcha encontram-se adicional-mente à disposição respectivamente os modos de câmbio "obedecer umapredeterminação de salto de marcha"e "esgotamento da faixa de número derotações disponível"(ver também figura 1). No modo de câmbio "obedeceruma predeterminação de salto de marcha", será seguida uma predetermina-ção de salto de marcha fixada para uma determinada situação de rodagem,na medida em que seja obedecido o respectivo limite de número de rota-ções, ou seja, o limite de número de rotações de destino n_destino_limite nocaso de uma "mudança de marcha orientada pelo número de rotações decâmbio", e o limite de número de rotações de câmbio n_câmbio_limite nocaso de uma "mudança de marcha orientada pelo número de rotações dedestino". No caso de uma ultrapassagem dos respectivos limites de númerode rotações, então o salto de marcha previsto será gradualmente reduzidoaté que seja obedecido o limite de número de rotações. Ao contrário, no mo-do de câmbio "esgotamento da faixa de número de rotações disponível", arespectiva mudança de marcha é executada com o maior salto de marchapossível definido pelo limite de número de rotações.
Já que a escolha tanto do tipo de mudança de marcha, quantodo modo de câmbio ocorre antes da execução de uma mudança de marchaem função de parâmetros operacionais atuais, então a mudança de marchafica adequada de modo ótimo à atual situação de rodagem.
Isso é mostrado como exemplo, no que refere-se à inclinação dapista de rodagem, na figura 3 para uma mudança de marcha ascendente ena figura 4 para uma mudança de marcha descendente, respectivamentepara uma "mudança de marcha orientada pelo número de rotações de desti-no"e para uma "mudança de marcha orientada pelo número de rotações decâmbio.
Na mudança de marcha ascendente orientada pelo número derotações de destino segundo a figura 3, devido aos saltos de transmissãodiscretos disponíveis, o número de rotações de câmbio n_câmbio situa-seabaixo do limite de número de rotações de câmbio n_câmbio_limite, paraque na marcha de destino seja alcançado o limite de número de rotações dedestino n_destino_limite sem uma influência da topografia. Já que o veículoautomotor, porém, na fase sem força de tração da mudança de marcha éfreado ao percorrer um aclive e é acelerado ao percorrer um declive, e seregistra uma mudança correspondente no número de rotações no eixo desaída da caixa de câmbio escalonada, então, para a compensação, ou seja,para se alcançar mesmo assim o limite de número de rotações de destinon_destino_limite com a mesma mudança de marcha, é preciso aumentar onúmero de rotações de câmbio n_câmbio ao se percorrer um aclive e reduziro mesmo ao se percorrer um declive. Em caso extremo, para isso pode sernecessária uma prévia mudança de marcha descendente ao se percorrer umaclive e uma prévia mudança de marcha ascendente ao se percorrer um de-clive.
A mesma correlação quanto ao sentido é mostrada na figura 4para uma mudança de marcha descendente orientada pelo número de rota-ções de destino.
Na mudança de marcha ascendente orientada pelo número derotações de câmbio segundo a figura 3, o número de rotações de destinon_destino, devido aos saltos de transmissão discretos disponíveis, situa-seacima do limite de número de rotações de destino n_destino_limite, e porisso o limite de número de rotações de destino n_destinoJimite não é alcan-çado sem uma influência da topografia do trecho de rodagem. Ao se percor-rer um aclive, o número de rotações de destino n_destino se reduz devido aoretardamento do veículo automotor durante a mudança de marcha. Ao sepercorrer um declive, o número de rotações de destino n_destino aumentadevido à aceleração do veículo automotor durante a mudança de marcha.Nesse caso, ao se percorrer um aclive acentuado, pode ser necessária umaprévia mudança de marcha descendente, para na marcha de destino se evi-tar cair abaixo do limite de número de rotações de destino n_destino_limite.Do mesmo modo, ao se percorrer um declive acentuado, pode ser necessá-ria uma prévia mudança de marcha ascendente, para se evitar um númerode rotações muito elevado na marcha de destino.
A mesma correlação quanto ao sentido é mostrada na figura 4para uma mudança de marcha descendente orientada pelo número de rota-ções de câmbio.
LISTAGEM DE REFERÊNCIAS
G1 primeira marcha G2 segunda marcha G3 terceira marcha G4 quarta marcha G5 quinta marcha G6 sexta marcha G7 sétima marcha G8 oitava marcha G9 nona marcha G10 décima marcha G11 décima primeira marcha G12 décima segunda marcha η número de rotações, número de rotações de motor n_câmbio número de rotações de câmbio n_câmbio_ limite limite de número de rotações de câmbio n_destino número de rotações de destino n_destino_ limite limite de número de rotações de destino t tempo
Claims (13)
1. Processo para o controle de mudança de marchas de umacaixa de câmbio escalonada automatizada de um veículo automotor, no qualparâmetros operacionais permanentes do veículo automotor são detectadose avaliados respectivamente para a ativação e execução de uma mudançade marcha desde uma marcha efetiva para uma marcha de destino, sendoque antes de uma mudança de marcha determina-se respectivamente o nú-mero de rotações de câmbio n_câmbio para a ativação da mudança de mar-cha e a marcha de destino, caracterizado pelo fato de que são previstos ostipos de mudança de marcha "mudança de marcha orientada pelo númerode rotações de câmbio"e "mudança de marcha orientada pelo número derotações de destino", e que imediatamente antes de uma mudança de mar-cha, em função de pelo menos um dos parâmetros operacionais, decide-seem qual dos dois tipos de mudança de marcha será executada a mudançade marcha.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que durante um percurso detecta-se permanentemente a resistênciaà rodagem do veículo automotor, e que na presença de uma baixa resistên-cia à rodagem uma mudança de marcha é executada como "mudança demarcha orientada pelo número de rotações de destino"e na presença deuma alta resistência à rodagem a mudança de marcha é executada como"mudança de marcha orientada pelo número de rotações de câmbio".
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que durante um percurso detecta-se permanentemente a incli-nação da pista de rodagem, e que no caso de um percurso no plano ou so-bre um trecho em declive uma mudança de marcha é executada como "mu-dança de marcha orientada pelo número de rotações de destino", e no casode um percurso sobre um trecho em aclive a mudança da marcha é execu-tada como "mudança de marcha orientada pelo número de rotações decâmbio".
4. Processo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizadopelo fato de que durante um percurso detecta-se permanentemente o estadode carregamento, respectivamente a massa de veículo do veículo automotor,e que na presença de um carregamento pequeno, respectivamente de umamassa pequena do veículo, uma mudança de marcha é executada como"mudança de marcha orientada pelo número de rotações de destino", e napresença de um carregamento forte, respectivamente de uma grande massado veículo a mudança de marcha é executada como "mudança de marchaorientada pelo número de rotações de câmbio".
5. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações-1 a 4, caracterizado pelo fato de que durante um percurso detecta-se per-manentemente o estado de carga do motor de acionamento, e que no casode uma operação atual com carga parcial do motor de acionamento umamudança de marcha é executada como "mudança de marcha orientada pelonúmero de rotações de destino", e no caso de uma operação atual com car-ga total do motor de acionamento uma mudança de marcha é executadacomo "mudança de marcha orientada pelo número de rotações de câmbio".
6. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações-1 a 5, caracterizado pelo fato de que durante um percurso detecta-se per-manentemente a solicitação de desempenho pelo motorista, e que na pre-sença de uma baixa solicitação de desempenho pelo motorista uma mudan-ça de marcha é executada como "mudança de marcha orientada pelo núme-ro de rotações de destino"e na presença de uma alta solicitação de desem-penho pelo motorista uma mudança de marcha é executada como "mudançade marcha orientada pelo número de rotações de câmbio".
7. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações-1 a 6, caracterizado pelo fato de que durante um percurso detecta-se per-manentemente o acionamento de um comutador de fim de curso, e que umamudança de marcha descendente, ativada pelo acionamento do comutadorde fim de curso, é executada como "mudança de marcha orientada pelo nú-mero de rotações de câmbio".
8. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações-1 a 7, caracterizado pelo fato de que em pelo menos um dos dois modos demudança de marcha são previstos o modo de câmbio "obedecer uma prede-terminação de salto de marcha"ou o modo de câmbio "esgotamento da faixade número de rotações disponível", e que imediatamente antes de uma mu-dança de marcha, em função de pelo menos um dos parâmetros operacio-nais, decide-se em qual modo de câmbio será executada a mudança demarcha.
9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que antes de uma execução da mudança de marcha no modo decâmbio "obedecer uma predeterminação de salto de marcha"verifica-se se orespectivo limite de número de rotações será ultrapassado, e que no caso deuma ultrapassagem do limite de número de rotações o salto de marcha pre-visto será reduzido gradualmente até que seja obedecido o limite de númerode rotações.
10. Processo de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracteriza-do pelo fato de que durante um percurso detecta-se permanentemente oestado de carga e o número de rotações de motor do motor de acionamento,e que na presença de uma operação com carga total do motor de aciona-mento e um baixo número de rotações de motor ou na presença de um ele-vado número de rotações de motor, uma mudança ocorrerá no modo decâmbio "esgotamento da faixa de número de rotações disponível", e que napresença de um número de rotações médio de motor uma mudança ocorreráno modo de câmbio "obedecer a predeterminação de salto de marcha".
11. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações-1 a 10, caracterizado pelo fato de que antes da mudança de marcha detecta-se a resistência à rodagem atuante durante a mudança de marcha e calcula-se a variação de número de rotações pelo lado de saída de transmissão daíresultante, e que com a variação de número de rotações pelo lado de saídade transmissão, no caso de uma "mudança de marcha orientada pelo núme-ro de rotações de câmbio"será corrigido o número de rotações de destinon_destino e no caso de uma "mudança de marcha orientada pelo número derotações de destino"será corrigido o número de rotações de câmbio n-_câmbio.
12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que no caso de uma "mudança de marcha orientada pelo núme-ro de rotações de câmbio"será reduzido o número de rotações de destinon_câmbio no caso de alta resistência à rodagem, e no caso de baixa resis-tência à rodagem o número de rotações será aumentado.
13. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que no caso de uma "mudança de marcha orientada pelo núme-ro de rotações de destino"será aumentado o número de rotações de câmbion_câmbio no caso de alta resistência à rodagem, e no caso de baixa resis-tência à rodagem o número de rotações será reduzido.
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