SISTEMA DE PROPULSIÓN DE VEHÍCULO AUTOMÓVIL CON MODO EN UN PUNTO MUERTO.

- Un sistema de control de propulsión para un vehículo automóvil provisto de:

un aparato (1) de propulsión que comprende un motor (ICE) de combustión interna cuyo árbol (Sh) de impulsión se puede conectar por medio de un embrague servo-controlado (C) a una transmisión (2) que incluye una caja de engranajes (G) servo-asistida, estando la caja de engranajes (G) y el embrague (C) asociados a accionadores primero y segundo (4; 5) controlados eléctricamente, respectivamente, y un sistema de frenado que se puede activar por medio de un dispositivo (BP) de control de pedal; incluyendo el sistema de control de propulsión: un acelerador (A) al que están asociados medios eléctricos (S1) de detector de posición, medios eléctricos (S2, S3) de sensor capaces de proporcionar señales indicativas de la velocidad de rotación (n) del árbol (Sh) de impulsión del motor (ICE) y/o de la velocidad (v) del vehículo automóvil, y la condición de accionamiento del pedal (BP) de control de freno, y medios electrónicos (SCU, 2, 3) de control dispuestos para controlar el aparato (1) de propulsión del vehículo automóvil en un modo predeterminado de funcionamiento en función de las señales proporcionadas por dichos medios (S1) de detector y por los medios (S2, S3) de sensor y provocar la desaplicación de dicho embrague (C) cuando el acelerador (A) se suelta o no se acciona y la velocidad (v) del vehículo es inferior a dicho valor predeterminado, aplicándose subsecuentemente dicho embrague (C) tan pronto como se acciona el pedal (BP) de control de freno; estando caracterizado el sistema de control de propulsión porque el motor (ICE) de combustión interna está acoplado a una máquina eléctrica reversible (M) accionable para funcionar como generador de electricidad y motor eléctrico y porque dichos medios (SCU) de control están dispuestos para detectar situaciones en las que la velocidad (v) del vehículo automóvil se mantiene dentro de límites predeterminados, por debajo de un valor predeterminado, y provocar el desarrollo, en dichas situaciones, de una fuerza (Fx) de tracción a tierra que oscila de una manera predeterminada alrededor de un valor medio que corresponde al valor de la velocidad del vehículo automóvil, y realizar una estrategia de impulsión-liberación en la que provoca fases de liberación, en las que dicho embrague (C) está desaplicado y el motor (ICE) está apagado, alternando con fases de impulsión o fases de aplicación de fuerza de tracción en las que el motor (ICE) está encendido y el embrague (C) está aplicado; estando dispuestos dichos medios (SCU) de control para determinar un valor instantáneo de fuerza (Fx) de tracción destinado a ser desarrollado en el suelo por las ruedas motrices (W) de acuerdo con una función predeterminada de la posición (α) del acelerador (A) y la velocidad (v) del vehículo automóvil; estando asociados dichos medios (SU) de control con unos primeros medios (M1) de memoria en los que están almacenados datos capaces de definir un mapa o una tabla de capacidad de impulsión que correlaciona valores de la posición (α) del acelerador (A) y la velocidad (v) del vehículo automóvil con valores de la fuerza (Fx) a tierra y que es tal que, para valores (v) de velocidad inferiores a un valor predeterminado, valores no negativos de la fuerza (Fx) de tracción a tierra desarrollada corresponden a la posición (α) del acelerador (A)

La presente invención se refiere a un sistema de control de propulsión para un vehículo automóvil de la clase definida en la reivindicación 1.

El documento DE 19507622 A divulga un sistema de control de esta clase que realiza un control de marcha en vacío en donde, a una velocidad de vehículo preestablecida, el embrague se abre, y la marcha en vacío se cancela si se acciona el freno.

El documento EP 1248021 A1 divulga una unidad electrónica de control de cambio de marcha, predispuesta para realizar un cambio de marcha cuando, con la marcha actual, el par torsor del motor no permite conseguir una fuerza de tracción deseada.

Un objeto de la invención es proporcionar un sistema mejorado de la clase definida anteriormente.

Este objeto se consigue mediante el sistema de control de propulsión de la reivindicación 1.

El sistema de control de propulsión de la invención hace posible suprimir el llamado freno motor cuando el pedal de acelerador se suelta, siempre que el vehículo automóvil esté viajando a una velocidad inferior a un valor predeterminado, por ejemplo 80 km/h. Esto hace posible conseguir una reducción apreciable en el consumo de combustible.

En un vehículo automóvil en el que el motor de combustión interna está acoplado a una máquina eléctrica reversible accionable para actuar como generador eléctrico y motor eléctrico, y en el que el motor de combustión interna está asociado con una unidad electrónica de control, dichos medios de control del sistema de acuerdo con la invención se pueden disponer convenientemente para:

determinar, por medio de dicha unidad electrónica de control del motor de combustión interna, la extinción del motor de combustión siempre que el acelerador se suelta, mientras la velocidad es menor que dicho valor predeterminado y dicho embrague está desaplicado, excepto cuando el embrague está desaplicado con el propósito de cambiar de marcha, y después

provocar el re-arranque del motor de combustión por medio de dicha máquina eléctrica, funcionando ahora como motor, y la re-aplicación de dicho embrague, tan pronto como se actúe de nuevo el acelerador.

Gracias a estas características, es posible conseguir una reducción significativa adicional en el consumo de combustible.

Como se pondrá de manifiesto más claramente en lo que sigue, se pueden conseguir beneficios adicionales en términos de reducción en el consumo de combustible realizando en algunas condiciones una estrategia de control que prevé una sucesión de fases de “impulso” y de “liberación”, es decir, una alternancia de fases en las que se aplica impulso a las ruedas y fases en las que el embrague entre el motor y la transmisión está desaplicado y el motor se apaga. Esta estrategia, como quedará más claro en la siguiente descripción, se debe realizar de una

manera tal que no se comprometa la comodidad en la conducción y se mantenga la validación de la velocidad de

vehículo dentro de una intervalo estrecho de valores.

Ventajas y características adicionales de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada dada puramente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de control de acuerdo con la invención;

la figura 2 es un diagrama que ilustra la correlación, conseguida en un sistema de acuerdo con la invención, entre la posición del pedal de acelerador, la velocidad del vehículo automóvil y la fuerza de tracción a tierra desarrollada por las ruedas motrices;

la figura 3 es un diagrama adicional que muestra cualitativamente una variación de ejemplo de la velocidad de vehículo automóvil dependiendo del tiempo, graficado a lo largo de la abscisa, que se puede conseguir en un sistema de acuerdo con la invención;

las figuras 4 y 5 son diagramas de flujo que ilustran un algoritmo para la implantación de una estrategia de control de impulso-liberación que se puede realizar en un sistema de acuerdo con la invención; y

la figura 6 es un diagrama adicional que muestra la correlación que se puede conseguir en un sistema de acuerdo con la invención entre la velocidad de rotación del árbol de motor del motor de combustión interna, la relación de velocidades en la caja de engranajes, la presión efectiva media del motor y el consumo específico de combustible.

En la figura 1, el aparato de propulsión de un vehículo automóvil está indicado generalmente como 1. En la realización ilustrada, el aparato 1 de propulsión comprende un motor de combustión interna ICE cuyo árbol Sh se puede conectar a una transmisión 2 por mediación de un embrague servo-controlado C. La transmisión 2 comprende una caja de engranajes G de relaciones discretas del tipo de engranaje de endentado, con un árbol I de entrada y un árbol O de salida.

El árbol I de entrada de la caja de engranajes G se puede conectar al árbol Sh del motor ICE por medio del embrague C. El árbol O de salida de la caja de engranajes G está acoplado a un par de ruedas motrices W por medio de un diferencial D de tipo en sí conocido.

La disposición de transmisión descrita anteriormente e ilustrada en la figura 1 es puramente de ejemplo y por lo tanto no limitativa.

El motor de combustión interna ICE está asociado con una unidad de control electrónica (ECU) 3 de tipo en sí conocido.

El embrague C es servo-controlable por medio de un dispositivo accionador 4 asociado que se puede controlar eléctrica o electrohidráulicamente.

La caja de engranajes G está asociada con una pluralidad de dispositivos accionadores controlados eléctrica o electrohidráulicamente, indicados generalmente como 5, capaces de provocar la aplicación y desaplicación de los

engranajes que corresponden a las diversas relaciones de velocidades que se pueden conseguir.

El sistema de control de propulsión representado esquemáticamente en la figura 1 incluye una unidad electrónica de control de sistema SCU que está conectada a la unidad 3 de control asociada con el motor ICE así como a los accionadores 4 y 5 asociados respectivamente con el embrague C y la caja de engranajes G.

El sistema de control de propulsión incluye adicionalmente un acelerador A de control que en la realización ilustrada es del tipo tradicional de pedal.

El acelerador A está asociado con un sensor S1 capaz de proporcionar a la unidad SCU de control señales eléctricas indicativas de su posición α, por ejemplo en términos de desplazamiento porcentual entre una posición de inicio de carrera y una posición de final de carrera.

La unidad SCU está acoplada a un sensor S2 adicional capaz de proporcionarla señales eléctricas indicativas de la velocidad de rotación (número de revoluciones n por unidad de tiempo) del árbol Sh de motor del motor ICE, o la velocidad v del vehículo automóvil. Si el sensor S2 proporciona señales eléctricas indicativas de la velocidad de rotación del árbol del motor ICE, la unidad SCU puede deducir no obstante la velocidad v del vehículo una vez se conozcan la relación de rodadura de las ruedas, el valor instantáneo de la relación de engranajes en la caja de engranajes G y la relación axial de respaldo en el diferencial.

El vehículo automóvil tiene un sistema de frenado asociado de tipo en sí conocido que se puede activar por medio de un dispositivo BP controlado por pedal al que está asociado un sensor adicional S3 de posición acoplado a la unidad SCU de control de sistema.

Como se pondrá más claramente de manifiesto en lo sucesivo en la presente descripción, el sistema esquemáticamente ilustrado en la figura 1 está dispuesto para controlar el aparato 1 de propulsión de acuerdo con modos predeterminados de funcionamiento en función de las señales proporcionadas por los sensores S1, S2 y S3 (y de posibles sensores adicionales no ilustrados).

En particular, de acuerdo con la presente invención, la unidad SCU de control de sistema está dispuesta para adquirir señales proporcionadas por los sensores S1, S2 y para determinar, de manera que se describirán, un valor instantáneo de la fuerza Fx de tracción destinada a ser desarrollada en el suelo por las ruedas motrices W, que corresponde a la posición instantánea α... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de control de propulsión para un vehículo automóvil provisto de:

un aparato (1) de propulsión que comprende un motor (ICE) de combustión interna cuyo árbol (Sh) de impulsión se puede conectar por medio de un embrague servo-controlado (C) a una transmisión (2) que incluye una caja de engranajes (G) servo-asistida, estando la caja de engranajes (G) y el embrague (C) asociados a accionadores primero y segundo (4; 5) controlados eléctricamente, respectivamente, y

un sistema de frenado que se puede activar por medio de un dispositivo (BP) de control de pedal;

incluyendo el sistema de control de propulsión:

un acelerador (A) al que están asociados medios eléctricos (S1) de detector de posición,

medios eléctricos (S2, S3) de sensor capaces de proporcionar señales indicativas de la velocidad de rotación (n) del árbol (Sh) de impulsión del motor (ICE) y/o de la velocidad (v) del vehículo automóvil, y la condición de accionamiento del pedal (BP) de control de freno, y

medios electrónicos (SCU, 2, 3) de control dispuestos para controlar el aparato (1) de propulsión del vehículo automóvil en un modo predeterminado de funcionamiento en función de las señales proporcionadas por dichos medios (S1) de detector y por los medios (S2, S3) de sensor y provocar la desaplicación de dicho embrague (C) cuando el acelerador (A) se suelta o no se acciona y la velocidad (v) del vehículo es inferior a dicho valor predeterminado, aplicándose subsecuentemente dicho embrague (C) tan pronto como se acciona el pedal (BP) de control de freno;

estando caracterizado el sistema de control de propulsión porque el motor (ICE) de combustión interna está acoplado a una máquina eléctrica reversible (M) accionable para funcionar como generador de electricidad y motor eléctrico y porque dichos medios (SCU) de control están dispuestos para detectar situaciones en las que la velocidad (v) del vehículo automóvil se mantiene dentro de límites predeterminados, por debajo de un valor predeterminado, y provocar el desarrollo, en dichas situaciones, de una fuerza (Fx) de tracción a tierra que oscila de una manera predeterminada alrededor de un valor medio que corresponde al valor de la velocidad del vehículo automóvil, y realizar una estrategia de impulsión-liberación en la que provoca fases de liberación, en las que dicho embrague (C) está desaplicado y el motor (ICE) está apagado, alternando con fases de impulsión o fases de aplicación de fuerza de tracción en las que el motor (ICE) está encendido y el embrague (C) está aplicado;

estando dispuestos dichos medios (SCU) de control para determinar un valor instantáneo de fuerza (Fx) de tracción destinado a ser desarrollado en el suelo por las ruedas motrices (W) de acuerdo con una función predeterminada de la posición (α) del acelerador (A) y la velocidad (v) del vehículo automóvil;

estando asociados dichos medios (SU) de control con unos primeros medios (M1) de memoria en los que están almacenados datos capaces de definir un mapa o una tabla de capacidad de impulsión que correlaciona valores de la posición (α) del acelerador (A) y la velocidad (v) del vehículo automóvil con valores de la fuerza (Fx) a tierra y que es tal que, para valores (v) de velocidad inferiores a un valor predeterminado, valores no negativos de la fuerza (Fx) de tracción a tierra desarrollada corresponden a la posición (α) del acelerador (A).

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos medios (SCU) de control están dispuestos para:

hacer, por medio de dicha unidad electrónica (3) de control, que el motor (ICE) de combustión interna se apague siempre que, mientras la velocidad (v) es inferior a dicho valor predeterminado, el acelerador (A) se suelte y dicho embrague (C) se desaplique, excepto cuando el embrague (C) se desaplica para realizar un cambio de marcha; y después

provocar el re-arranque del motor (ICE) de combustión interna por medio de la máquina eléctrica (M) funcionando ahora como motor, y después la re-aplicación de dicho embrague (C), tan pronto como el acelerador (A) se acciona.

3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dichos medios (SCU) de control están dispuestos para determinar la relación de engranajes a seleccionar en la caja de engranajes (G) de una manera predeterminada de acuerdo con un criterio de minimización del consumo de combustible por parte el motor (ICE), incluyendo el sistema unos segundos medios (M2) de memoria asociados a dichos medios (SCU) de control, en los que están almacenados datos capaces de definir la relación de velocidades o marcha a seleccionar en la caja de engranajes (G) en función de la fuerza (Fx) a tierra desarrollada por las ruedas motrices (W) y la velocidad (v) del vehículo; y en el que dichos medios (SCU) de control están dispuestos para determinar la marcha a seleccionar en base a datos almacenados en dichos segundos medios (M2) de memoria.

4. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos medios de control para realizar la estrategia de impulsión-liberación están dispuestos para:

- adquirir la posición (α) del acelerador (A) y la velocidad (v) del vehículo automóvil y determinar un correspondiente valor de la fuerza (Fx) a tierra que se ha de desarrollar por parte de las ruedas motrices (W);

- calcular la correspondiente presión efectiva media (mep) o par torsor requerido en el motor (ICE);

- adquirir o calcular la velocidad de rotación (n) del motor (ICE);

- determinar, a partir de una tabla o un mapa (M3) previamente memorizado, un valor de límite (mep_límite) para la presión efectiva media (mep) del motor (ICE) correspondiente a la velocidad de rotación (n) del motor (ICE) y a la marcha seleccionada en la caja de engranajes (G); y

- comenzar una fase de liberación cuando la presión efectiva media (mep) es inferior, o al menos igual, a dicho valor (mep_límite) de límite durante un tiempo superior a un valor predeterminado (Δτ).

5. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en el que los medios (SCU) de control están dispuestos para interrumpir una fase de liberación cuando la presión efectiva media (mep) calculada supera el valor (mep_límite) de límite determinado más recientemente, y/o cuando la velocidad (v) detectada del vehículo automóvil cae por debajo de un umbral predeterminado.