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ES2257838T3 - Control independiente de dispositivos retardadores del lado de la transmision y del lado del motor durante cambios de la relacion de transmision. - Google Patents

Control independiente de dispositivos retardadores del lado de la transmision y del lado del motor durante cambios de la relacion de transmision.

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ES2257838T3
ES2257838T3 ES99122658T ES99122658T ES2257838T3 ES 2257838 T3 ES2257838 T3 ES 2257838T3 ES 99122658 T ES99122658 T ES 99122658T ES 99122658 T ES99122658 T ES 99122658T ES 2257838 T3 ES2257838 T3 ES 2257838T3
Authority
ES
Spain
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transmission
speed
retarder
engine
signal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES99122658T
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Alan Genise
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Application granted granted Critical
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Abstract

Procedimiento para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión de un sistema mecánico de tren de potencia (10) que incluye un motor (12) selectivamente acoplado a través de un embrague maestro de fricción (18) a una transmisión mecánica de cambio de engranajes (16) provista de una pluralidad de combinaciones de relaciones de engranajes y un estado de engranaje neutro, que se pueden engranar selectivamente entre el árbol de entrada de la transmisión (14) y el árbol de salida de la transmisión (26), el sistema también incluye una unidad de control electrónico (40) para recibir una pluralidad de señales de entrada (42) para determinar las condiciones de funcionamiento actuales y para generar señales de mandato (44), el sistema adicionalmente incluyendo por lo menos un dispositivo retardador (32, 34) aguas arriba con relación al embrague maestro de fricción y por lo menos un dispositivo retardador (38) aguas abajo con relación al embrague maestro de fricción (18), los dispositivos retardadores (38) estando en comunicación con la unidad de control electrónico, el procedimiento comprendiendo: detección del estado de engranaje neutro (88, 90, 92) que tiene lugar después de desengranar la relación de engranajes actual y antes de efectuar el acoplamiento de una relación de engranajes objetivo; selección del dispositivo o de los dispositivos retardadores apropiados (32, 34, 38) que se van a utilizar y determinación del orden en el que se van a aplicar, sobre la base de las condiciones de funcionamiento actuales; y generación de señales (96, 98) para controlar independientemente la actuación del por lo menos un dispositivo retardador aguas arriba (32, 34) y del por lo menos un dispositivo retardador aguas abajo (38) sobre la base de las condiciones de funcionamiento actuales mientras la velocidad del motor está por encima de una velocidad objetivo para incrementar la velocidad de decaimiento de los componentes asociados y reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión.

Description

Control independiente de dispositivos retardadores del lado de la transmisión y del lado del motor durante cambios de la relación de transmisión.
Ámbito técnico
La presente invención se refiere a un sistema y a un procedimiento para reducir el tiempo requerido para completar un cambio de la relación de transmisión en un sistema de transmisión y un motor electrónicamente mejorado provisto de un accionamiento automático del embrague.
Antecedentes técnicos
Los sistemas de transmisión electrónicamente mejorados han sido muy desarrollados en la técnica anterior como se puede ver con referencia a las patentes americanas US Nº 4,361,060; 4,595,986; 4,648,290; 4,722,248 y 5,050,427. Los sistemas de transmisión como éstos han sido utilizados para proporcionar una variedad de relaciones de engranajes para mejorar la flexibilidad y la multiplicación del momento de torsión de un motor para dar servicio a una plétora de aplicaciones. Las aplicaciones más comunes incluyen vehículos tractores para arrastrar semi-remolques MVMA Clase 7 y Clase 8, aunque también pueden proporcionar servicio a otras aplicaciones, como por ejemplo en trenes de accionamiento de plantas de potencia automóviles o estacionarías.
Un módulo de control electrónico el cual incluye un microprocesador a menudo se utiliza para controlar el tren de potencia, el cual incluye un motor así como una transmisión de múltiples relaciones de engranajes. La evolución continua de la tecnología de los microprocesadores ha permitido incrementar la precisión y ampliar el ámbito de control sobre el funcionamiento del motor y de la transmisión. El módulo de control electrónico recoge los datos de diversos sensores y emite mandatos apropiados para las condiciones actuales de funcionamiento para controlar el motor y la transmisión. El control del motor puede incluir la regulación del combustible, los accesorios de accionamiento del motor, o la aplicación de gestión de un retardador del motor, un retardador de la línea de accionamiento, o ambos. El control de la transmisión puede incluir la selección de una relación de engranajes apropiada, incluyendo el desacoplamiento de la relación de engranajes actual y el acoplamiento de una nueva relación de engranajes objetivo o el funcionamiento de un freno del árbol de entrada.
Un cambio de la relación de transmisión eficaz mejora la economía del combustible y aumenta la maniobrabilidad del vehículo. Bajo ciertas situaciones exigentes, como por ejemplo que se gestiona un grado del paso con un vehículo pesadamente cargado, se requieren cambios rápidos de la relación de transmisión para evitar que el vehículo pierda momento y pierda completamente la zona de la oportunidad de completar el cambio. Bajo condiciones de conducción normales, el conductor puede tener que cambiar engranajes más de quince veces antes de alcanzar las velocidades de la autopista. En esas aplicaciones, la ineficiencia en el cambio de la relación de transmisión puede acumular una cantidad significativa de tiempo perdido. Por lo tanto, es deseable reducir el tiempo necesario para completar un cambio de la relación de transmisión o cambio de velocidades.
Un cambio típico de la relación de transmisión implica una serie de pasos. Primero, el conductor debe interrumpir la transferencia de momento de torsión desde el motor a través de la transmisión al tren de la transmisión. Esto se puede llevar a cabo mediante el desacoplamiento de un embrague maestro el cual proporciona un acoplamiento de fricción entre el motor y la transmisión. El embrague maestro puede estar controlado mediante un accionamiento de modulación en respuesta a una señal de mandato apropiada iniciada por el conductor, el módulo de control electrónico, o ambos en cooperación. De forma similar, se puede utilizar un accionamiento simple (discreto o "mudo") provisto sólo de estados de acoplamiento y desacoplamiento. Alternativamente, se puede llevar a cabo una "depresión del acelerador" en la que se reduce bruscamente el acelerador. Una vez que ha sido interrumpida la transferencia de momento de torsión, el engranaje actual es desacoplado y la transmisión está en un estado neutro.
El siguiente paso en un típico cambio de la relación de transmisión implica la selección de la relación de engranajes objetivo. Está debe ser la siguiente relación de engranajes disponible en una secuencia, o se deben saltar una serie de relaciones de transmisión disponibles, dependiendo de las condiciones de funcionamiento actuales. Antes de engranar el engranaje objetivo, el árbol de entrada de la transmisión debe girar a una velocidad sustancialmente sincronizada con la velocidad actual del árbol de salida y la relación de engranajes objetivo. Cuando el embrague maestro está acoplado, la velocidad del árbol de entrada puede ser manipulada controlando la velocidad del motor puesto que el motor y la transmisión están acoplados. La velocidad del motor se puede incrementar (para un cambio hacia abajo) o disminuir (para un cambio hacia arriba) para obtener la velocidad de sincronización. En transmisiones equipadas con un freno en el árbol de entrada, la velocidad del árbol de entrada se debe reducir desacoplando el embrague maestro y aplicando el freno del árbol de entrada (también conocido como un freno de inercia o un freno de embrague). Sin embargo, los frenos de los árboles de entrada con suficiente capacidad para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión añaden costes y complejidad al sistema de la transmisión y requiere una secuencia precisa de casos para un funcionamiento satisfactorio, por lo tanto muchas transmisiones utilizan únicamente versiones simples de estos dispositivos.
Para transmisiones sin frenos en el árbol de entrada, la velocidad de sincronización no se conseguirá en un cambio hacia arriba hasta que la velocidad del motor decaiga naturalmente a la velocidad de sincronización. A medida que los motores y las transmisiones se hacen más y más eficientes, la reducción de las pérdidas por fricción interna resulta en unas velocidades de decaimiento natural inferiores. Esto resulta en el correspondiente tiempo más largo para completar un cambio de la relación de transmisión. Por lo tanto, es deseable incrementar la desaceleración del motor y del árbol de entrada de la transmisión durante un cambio hacia arriba para conseguir rápidamente la velocidad de sincronización después del desacoplamiento del engranaje actual.
Cuando el embrague maestro se desacopla para un cambio de la relación de transmisión, la velocidad del motor y la velocidad del árbol de entrada decaerán probablemente a diferentes velocidades sobre la base de sus respectivas inercias. Por lo tanto, es deseable controlar cooperativamente las velocidades de decaimiento de la velocidad del motor y de la velocidad del árbol de entrada para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión sobre la base de las condiciones de funcionamiento actuales. Esto se puede conseguir retardando el giro del motor, el giro del árbol de entrada de la transmisión, o ambos. Igualmente, cualquier dispositivo o componente acoplado al árbol de entrada o al motor durante el cambio de la relación de transmisión se debe retardar para mejorar el tiempo de cambio de la relación de transmisión. Igualmente, se puede utilizar un sincronizador de la potencia para incrementar la velocidad del árbol de entrada conjuntamente con un incremento del suministro de combustible para incrementar la velocidad del motor para reducir los tiempos de cambio de la relación de transmisión para un cambio hacia
abajo.
Un dispositivo utilizado frecuentemente para proporcionar una fuerza retardadora variable a un motor, es un freno del motor. Los frenos de motor más comunes pueden ser tanto frenos de compresión como frenos de escape del motor. Estos dispositivos son muy conocidos en la técnica anterior y están comúnmente provistos en los vehículos de gran potencia. Ejemplos de sistemas de transmisión mecánica automática para vehículos que utilizan frenos del motor se pueden ver con referencia a las patentes americanas US Nº 4,933,850 y 5,042,327.
Los frenos de compresión del motor generalmente son accionados manualmente y proporciona una fuerza retardadora variable que resiste el giro del motor alterando la temporización de las válvulas de uno, dos o tres líneas de cilindros. Esto crea una fuerza de compresión en el interior de los cilindros la cual resiste el giro del cigüeñal. Los frenos de escape funcionan de modo similar limitando el flujo de escape del motor. Los frenos de escape no ofrecen la capacidad de respuesta ni la flexibilidad de los frenos de compresión del motor aunque son menos caros de utilizar.
Tradicionalmente, los frenos del motor son utilizados para ayudar a los frenos de servicio del vehículo suministrando un momento de torsión resistente en la línea de transmisión cuando se descienden pendientes largas. El funcionamiento manual del freno del motor en estas situaciones continúa siendo una opción deseable. Más recientemente, los frenos del motor son accionados manualmente para reducir el tiempo requerido para los cambios de la relación de transmisión. Para esta aplicación, el funcionamiento manual del freno del motor a menudo resulta en grandes alteraciones del momento de torsión a la línea de transmisión del vehículo debido a una temporización inadecuada al aplicar y liberar el freno del motor. Esto reduce la maniobrabilidad del vehículo y también puede afectar negativamente a la duración de los componentes del tren de potencia. Además, el funcionamiento apropiado depende en gran medida de la habilidad y de la experiencia del conductor del vehículo.
Un retardador de la línea de transmisión también se puede utilizar sólo o en combinación un cualquier dispositivo retardador descrito antes. Los retardadores de la línea de transmisión típicamente son accionados neumáticamente, hidráulicamente, o electromecánicamente para impartir una fuerza retardadora en la línea de transmisión, típicamente el árbol de accionamiento o el árbol apropiado de un vehículo de tracción posterior.
La patente americana US Nº 4,527,447 describe un sistema mecánico automático de cambio de velocidades de la transmisión que incluye un motor selectivamente acoplado a través de un embrague maestro de fricción a una transmisión mecánica de cambio de engranajes provista de una pluralidad de combinaciones de relaciones de transmisión y un estado de engranaje neutro que se puede acoplar selectivamente entre el árbol de entrada de la transmisión y el árbol de salida de la transmisión, el sistema incluyendo adicionalmente una unidad de control electrónico para recibir una pluralidad de señales de entrada para determinar las condiciones actuales de funcionamiento y para generar señales de mandato, un freno del motor para desacelerar la velocidad de giro del motor y un freno del árbol de entrada para desacelerar el árbol de entrada de la transmisión. El procedimiento de control para controlar el freno del motor y el freno del árbol de entrada no se describe en detalle.
El documento EP 0 686 789 A1 describe un sistema y un procedimiento para reducir el tiempo requerido para completar el cambio de la relación de transmisión en un sistema de trenes de potencia electrónicamente mejorado. Durante un cambio hacia arriba el embrague maestro se mantiene acoplado, se detecta el estado de engranaje neutro de la transmisión y se aplica a un momento de torsión retardador al motor mientras el motor está por encima de la velocidad de sincronización. El frenado del motor se puede aumentar utilizando una combinación de un frenado del motor convencional con una carga accesoria al motor y con la aplicación de un freno del árbol de entrada.
Resumen de la invención
Es, por lo tanto, un objeto de la presente invención proporcionar un sistema y un procedimiento para reducir el tiempo requerido para completar el cambio de la relación de transmisión en una transmisión manual, semiautomática o completamente automática.
Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un sistema que reduzca el tiempo requerido para conseguir la velocidad de sincronización incrementando una fuerza retardadora que actúa sobre el giro del motor.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema que coordina el control de un dispositivo retardador del motor con un dispositivo retardador de la transmisión y de la línea de transmisión y un accionamiento del embrague para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión en una transmisión manual, semiautomática o completamente automática.
Para llevar a cabo el objeto anterior y otros objetos y características de la presente invención, se proporcionan aquí un sistema, un procedimiento y un medio de almacenaje legible por ordenador con instrucciones almacenadas en el mismo para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión en un sistema de tren mecánico de potencia, como se reivindica en la reivindicación 1, 10 y 13, respectivamente.
De acuerdo con la invención se proporciona un sistema de control para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión de un sistema de transmisión mecánica. El sistema incluye un motor selectivamente acoplado mediante un embrague maestro de fricción a una transmisión mecánica de cambio de engranajes. Un accionamiento del embrague maestro de fricción acopla y desacopla selectivamente el embrague maestro de fricción en respuesta a una señal de mandato. El sistema también incluye una unidad de control electrónico para recibir una pluralidad de señales de entrada para determinar la velocidad del motor, la velocidad del árbol de salida y opcionalmente la velocidad del árbol de entrada además del estado de engranaje neutro de la transmisión. La unidad de control electrónico genera señales de mandato para controlar el motor, la transmisión, el accionamiento del embrague y los componentes accesorios asociados. La transmisión incluye una pluralidad de combinaciones de relaciones de engranajes y un estado de engranaje neutro, que se pueden engranar selectivamente entre el árbol de entrada de la transmisión y el árbol de salida de la transmisión. El sistema de control puede utilizar un sensor para detectar el estado de engranaje neutro que ocurre después de desacoplar la relación de engranajes actual y antes de efectuar la relación de engranajes objetivo en la transmisión. Alternativamente, el estado neutro se puede determinar sobre la base de la velocidad de entrada y la velocidad de salida en la transmisión. El sistema también incluye dispositivos para aplicar un momento de torsión retardador en respuesta a un mandato desde la unidad de control electrónico. El momento de torsión retardador se aplica controlando por lo menos un dispositivo retardador en el lado del motor del embrague maestro, en el lado de la transmisión del embrague maestro, o ambos hasta una velocidad objetivo la cual se basa en la velocidad de sincronización a la cual se efectúa la relación de engranajes objetivo, para mejorar la desaceleración y reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión.
También se proporciona un procedimiento para utilizarlo con el sistema y con sistemas similares, que incluye un motor selectivamente acoplado a través de un embrague maestro de fricción a una transmisión mecánica de cambio de engranajes provista de una pluralidad de combinaciones de relaciones de engranajes y un estado de engranaje neutro, que se pueden engranar selectivamente entre el árbol de entrada de la transmisión y el árbol de salida de la transmisión. El procedimiento incluye la recepción de una pluralidad de señales de entrada para determinar las condiciones actuales de funcionamiento y generar señales de mandato para controlar por lo menos uno de los dispositivos retardadores del lado del motor y del lado de la transmisión. El procedimiento incluye la detección del estado de engranaje neutro que ocurre después de desengranar la relación de engranajes actual y antes de efectuar el engranado de la relación de engranajes objetivo y la generación de una señal para accionar automáticamente uno o más de los dispositivos retardadores mientras el embrague maestro de fricción está desacoplado y la velocidad del motor está por encima de la velocidad objetivo para mejorar la desaceleración y reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión.
Los objetos anteriores y otros objetos, características y ventajas de la presente invención serán apreciados rápidamente por un experto normal en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada del mejor modo de llevar a cabo la invención cuando se toma conjuntamente con los dibujos que se acompañan.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una representación esquemática de un sistema de un tren de potencia que incluye una transmisión mecánica, dispositivos retardadores del lado del motor (aguas arriba) y dispositivos retardadores del lado de la transmisión (aguas abajo) de acuerdo con la presente invención.
La figura 2a es una representación gráfica de un cambio hacia arriba típico con el embrague maestro de fricción desacoplado, sin ayuda de un dispositivo retardador.
La figura 2b es una representación gráfica de un cambio hacia arriba típico asistido que ilustra el funcionamiento de los dispositivos retardadores del lado del motor y del lado de la transmisión con el embrague maestro de fricción desacoplado de acuerdo con la presente invención.
La figura 2c es una representación gráfica de un cambio hacia arriba típico asistido que ilustra el funcionamiento de los dispositivos retardadores del lado del motor y del lado de la transmisión con el embrague maestro de fricción acoplado de acuerdo con la presente invención. Y
La figura 3 es un cuadro de flujo que ilustra un procedimiento de reducción de los tiempos del cambio de la relación de transmisión utilizando dispositivos retardadores de acuerdo con la presente invención.
Mejor modo de llevar a cabo la invención
La figura 1 describe esquemáticamente un sistema del tren de potencia de un vehículo indicado globalmente mediante el número de referencia 10. El sistema incluye un motor de combustión interna 12 el cual es selectivamente acoplado al árbol de entrada 14 de una transmisión de múltiples cambios de engranajes 16 a través de un embrague maestro de fricción 18. El motor 12 puede ser cualquiera de una serie de tipos de motores de combustión interna, incluyendo motores de encendido por combustión y encendido por chispa. El embrague maestro de fricción 18 incluye elementos de accionamiento 20 los cuales están fijados al cigüeñal 22 del motor 12 y elementos accionados 24 los cuales están fijados al árbol de entrada 14. Como se utiliza a lo largo de la descripción de esta invención, los términos lado del motor o aguas arriba se refieren a dispositivos o componentes a la izquierda de los elementos de accionamiento 20 como se ilustra en la figura 1. Igualmente, los dispositivos o componentes del lado de la transmisión o aguas abajo son aquellos que aparecen hacia la derecha de los elementos accionados 24 como se representa en la figura 1. Cuando el embrague maestro de fricción 18 está acoplado, sustancialmente todo el momento de torsión suministrado por el motor 12 es transmitido a través de los elementos de accionamiento 20 y los elementos accionados 24 a la transmisión 16.
El árbol de salida 26 de la transmisión 16 está adaptado a para acoplar un componente apropiado de la línea de la transmisión (no ilustrado específicamente), tal como por ejemplo un diferencial, a un eje de accionamiento, una caja de transferencia o similares. El sistema del tren de potencia 10 también puede incluir un intercambiador de calor 28, como por ejemplo un radiador convencional, un ventilador de refrigeración eléctricamente controlable 30 y uno o más dispositivos retardadores en el lado del motor, como por ejemplo el freno de motor 32. Otros componentes que pueden impartir selectivamente una fuerza retardadora en el lado del motor pueden incluir una bomba hidráulica para la dirección de la potencia o bien otros dispositivos accionados por aceite, un compresor de aire acondicionado para el control del ambiente de la cabina, un alternador para suministrar energía eléctrica y un compresor de aire 34 y un depósito de almacenaje del aire comprimido 36 para la distribución de energía a los dispositivos o sistemas neumáticamente accionados los cuales pueden incluir uno o más de los dispositivos retardadores del lado de la transmisión, como por ejemplo el freno del árbol de entrada de la transmisión 38.
El sistema del tren de potencia 10 incluye una serie de sensores y de accionamientos para efectuar el control del sistema como se determina mediante la unidad de control electrónico (ECU) 40. Los diversos sensores proporcionan información indicativa de las condiciones de funcionamiento actuales a la ECU 40 a través de medios de entrada 42. La ECU 40 utiliza está información en la ejecución de un conjunto de instrucciones previamente determinadas, almacenadas en un medio de almacenaje legible por ordenador, para generar señales de mandato. El medio de almacenaje legible por ordenador puede estar implantado por cualquiera de una serie de dispositivos muy conocidos en la técnica que incluye, pero no están limitados a ellos, RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM y similares. Las señales de mandato son retransmitidas a los diversos accionamientos a través de medios de salida 44.
Algunos sensores representativos en comunicación con la ECU 40 incluyen un sensor del cigüeñal 46 para indicar la velocidad del motor (ES), un sensor de la velocidad de entrada 48 para indicar la velocidad de entrada de la transmisión (IS) y un sensor del árbol de salida 50 para indicar la velocidad de salida de la transmisión (OS). Otros sensores incluyen un sensor de la posición del acelerador 52 para indicar la posición del pedal del acelerador 54, un sensor de la aplicación del freno 58 para indicar el estado del pedal del freno de servicio 56 para aplicar los frenos de servicio del vehículo y un indicador de la selección de los engranajes 60 para seleccionar un engranaje de marcha atrás (R), neutro (N) o de accionamiento (D) de la transmisión. En algunas aplicaciones, está provisto un selector adicional de los engranajes para indicar un requerimiento de un cambio hacia arriba o de un cambio hacia abajo. Puede estar previsto un selector manual del freno del motor 62 para permitir el control manual del freno del motor bajo ciertas condiciones de funcionamiento, como se describe más
adelante.
El sistema del tren de potencia 10 también incluye una serie de accionamientos en comunicación con la ECU 40. Los accionamientos reciben mandatos desde la ECU 40 a través de medios de salida 44. Preferiblemente, se utiliza una conexión de datos electrónicos normal, como por ejemplo SAE J1922 o SAE J1939 para los accionamientos y los sensores. Los accionamientos pueden proporcionar también retroalimentación a la ECU 40 a través de medios de entrada 42 para efectuar un sistema de control de bucle cerrado. Accionamientos típicos incluyen un control del combustible 70 para regular la cantidad de combustible suministrado al motor 12 y un accionamiento del embrague 72 para acoplar y desacoplar el embrague maestro de fricción 18. El accionamiento del embrague 72 puede incluir un sensor de retroalimentación de la posición para efectuar el acoplamiento y desacoplamiento modulado de los elementos de accionamiento 20 y de los elementos accionados 24. Alternativamente, el accionamiento del embrague 72 puede ser un accionamiento simple o "mudo" el cual tanto es acoplado como desacoplado en respuesta a una señal de mandato desde la ECU 40. Los mandatos desde la ECU 40 también se pueden dirigir a accionamientos a través de otros controles. Por ejemplo, el control del combustible 70 puede ser responsable de la activación del freno del motor 32 al requerimiento de la ECU 40. El accionamiento de la transmisión 74 es operativo para cambiar la relación de engranajes de la transmisión 16 para conseguir una relación de engranajes seleccionada. El accionamiento de la transmisión 74 también proporciona una señal indicativa del engranaje actualmente engranado o del estado de engranaje neutro de la transmisión 16.
Se puede utilizar cualquiera de una serie de tipos conocidos de sensores para proporcionar la información relacionada con las condiciones actuales de funcionamiento a la ECU 40 sin salirse del espíritu ni del ámbito de la presente invención. Igualmente, se pueden implantar accionamientos conocidos eléctricos, hidráulicos, neumáticos y combinaciones de los mismos para realizar la presente invención. Los controles y accionamientos del sistema de la transmisión del tipo descrito antes se pueden apreciar con mayor detalle con referencia a las patentes americanas US Nº 4,959,986; 4,576,065 y 4,445,393.
Una mejor comprensión del funcionamiento de la invención se facilitará con referencia a las figuras 2a hasta 2c las cuales son representaciones gráficas de diversas velocidades de giro de los componentes durante tres cambios hacia arriba diferentes.
La figura 2a es una representación gráfica de un cambio hacia arriba llevado a cabo por el sistema del tren de potencia 10 de la figura 1 con el embrague maestro de fricción 18 desacoplado y sin la utilización de una fuerza retardadora. El cambio hacia arriba empieza en el momento t_{a} en donde el engranaje actual está desengranado de forma que la transmisión 16 está en estado de engranaje neutro como se indica mediante el accionamiento de la transmisión 74 o mediante la comparación de las velocidades de entrada y de salida de la transmisión. También en el momento t_{a}, se deja de suministrar combustible al motor mediante el control del combustible 70. Puesto que el embrague maestro de fricción 18 está desacoplado, el árbol de entrada 14 está desacoplado del cigüeñal 22. Así, la velocidad de entrada (IS) y la velocidad del motor (ES) decrecen a velocidades que corresponden a sus inercias de giro relativas, con la velocidad de entrada decayendo generalmente más rápido que la velocidad del motor. La velocidad de entrada decrece hasta conseguir una velocidad objetivo (preferiblemente sustancialmente la de sincronización) en donde la transmisión es cambiada desde neutro al engranaje seleccionado en el momento t_{b}. La velocidad de sincronización se consigue cuando IS = OS * GR_{T}, en donde GR_{T} es la relación de engranajes objetivo. El accionamiento del embrague empieza el acoplamiento del embrague maestro en el momento t_{c} el cual se completa en el momento t_{d} de tal forma que la velocidad del motor, la velocidad de entrada y la velocidad de salida son las mismas (las ilustraciones suponen una relación de engranajes objetivo de 1.00). El cambio hacia arriba se completa y la velocidad de salida empieza a aumentar a medida que el combustible es restituido al motor 12 mediante el control del combustible 70 como se indica en t_{e}.
La figura 2b es una representación gráfica de un cambio hacia arriba con el embrague maestro desacoplado. Esta figura ilustra el control independiente de un dispositivo retardador del lado de la transmisión y un dispositivo retardador del lado del motor con el embrague maestro desacoplado. El cambio hacia arriba empieza en el momento t_{a} en donde el accionamiento del embrague desacopla el embrague maestro. La velocidad del árbol de entrada y la velocidad del motor decaen a velocidades diferentes puesto que sus correspondientes componentes dejan de estar acoplados. En el momento t_{b} se aplica un dispositivo retardador del lado del motor. Esto incrementa eficazmente la velocidad de decaimiento a una segunda velocidad de decaimiento. En el momento t_{c} se aplica un dispositivo retardador del lado de la transmisión el cual incrementa la velocidad de decaimiento del árbol de entrada de la transmisión. Puesto que el control de los dispositivos retardadores del lado del motor y del lado de la transmisión es independiente, se pueden aplicar virtualmente en cualquier orden el cual puede depender de las condiciones de funcionamiento particulares del vehículo. Por ejemplo, una vez el embrague maestro está desacoplado, el dispositivo o dispositivos retardadores aguas abajo pueden ser aplicados antes de, simultáneamente con, o a continuación del dispositivo o dispositivos retardadores aguas arriba. La velocidad del árbol de entrada se aproxima a la velocidad objetivo, preferiblemente la de sincronización, en donde el engranaje objetivo se engrana en el momento t_{d}. El accionamiento del embrague acopla el embrague maestro en el momento t_{e}. Se vuelve a restablecer el combustible al motor en el momento t_{f} y se completa el cambio hacia arriba.
La figura 2c es una representación gráfica de un cambio hacia arriba llevado a cabo por el sistema del tren de potencia 10 con un embrague maestro de fricción 18 acoplado mientras también se utiliza por lo menos un dispositivo retardador del lado del motor controlado automáticamente como por ejemplo un freno del motor 32 en combinación con por lo menos un dispositivo retardador del lado de la transmisión controlado automáticamente, como por ejemplo el freno de inercia 38. En el momento t_{a} el engranaje actual es desengranado, se deja de suministrar combustible al motor 12 y la velocidad del motor ES empieza a disminuir a su velocidad de decaimiento natural. La ECU 40 genera una señal de mandato para aplicar un dispositivo retardador aguas arriba, como por ejemplo un freno del motor 32, cuando se indica el estado de engranaje neutro en el momento t_{b}. El dispositivo retardador del lado del motor es operativo para incrementar la velocidad de decaimiento de la velocidad del motor ES por un primer factor o cantidad. Un dispositivo retardador aguas abajo o del lado del motor se aplica automáticamente para incrementar adicionalmente la velocidad de decaimiento en el momento t_{c} de forma que se puede lograr la velocidad de sincronización en el momento t_{d}. El engranaje objetivo es engranado en el momento t_{d} mediante el accionamiento de la transmisión 74 en respuesta a una señal de mandato desde la ECU 40. La potencia al motor 12 se restablece en el momento t_{e} ya que el control del combustible 70 incrementa el combustible suministrado en respuesta a una señal de mandato desde la ECU 40, completando de ese modo el cambio hacia arriba. Por supuesto, el acoplamiento y el desacoplamiento de los engranajes de la transmisión se pueden mantener bajo el control del conductor del vehículo y estar todavía dentro del ámbito de la presente invención. En el caso de un control manual del acoplamiento de los engranajes, en el momento t_{d} el control del combustible 70 funcionará para mantener la velocidad del motor ES y la velocidad de entrada IS a la velocidad de sincronización hasta que el accionamiento de la transmisión 74 indica que el engranaje objetivo ha sido engranado manualmente.
Como se ilustra en la figura 1, el freno del motor 32 está en comunicación con el selector del freno del motor 62, lo cual proporciona el funcionamiento manual del freno del motor 32 cuando se desciende una pendiente larga. Típicamente, el freno del motor es accionado cuando la velocidad del motor ES está por encima de la marcha lenta y el pedal del acelerador 54 ha sido liberado completamente. El selector del freno del motor 62 también puede estar dispuesto para permitir la selección por el conductor del nivel de retraso proporcionado durante un cambio hacia arriba, de forma que se activen una, dos, tres o ninguna de las líneas de cilindros cuando lo señala la ECU 40. La activación del freno del motor también puede estar limitada sólo a múltiples cambios hacia arriba de la relación de transmisión, o sólo cuando la velocidad de decaimiento requerida de la velocidad del motor para un cambio hacia arriba aceptable exceda de un umbral dado.
Como se ha indicado anteriormente, un freno del motor tanto puede ser un freno de compresión como un freno de escape. Además de los frenos del motor convencionales, la presente invención puede controlar diversos accesorios del motor para efectuar una forma modificada de aplicación de una fuerza retardadora en el lado del motor. Para activar y desactivar selectivamente accesorios tales como el ventilador de refrigeración 30, el compresor de aire 34 o bien otros dispositivos (no representados), como por ejemplo bombas hidráulicas, compresores de aire acondicionado o alternadores, la carga en el motor 12 se debe incrementar o disminuir, respectivamente, de forma que varíe la velocidad de decaimiento de la velocidad del motor. Como se ha establecido anteriormente, los dispositivos retardadores del lado de la transmisión, como por ejemplo el freno del árbol de entrada 38, preferiblemente también están controlados por la ECU 40 y se pueden aplicar tanto con el embrague maestro acoplado como desacoplado para suministrar una fuerza retardadora operativa para incrementar la velocidad de decaimiento del motor 12. Como se ha descrito antes y se ilustra en los dibujos, el control independiente de los dispositivos retardadores del lado del motor y del lado de la transmisión les permite ser utilizados solos o en cualquier combinación para producir una fuerza retardadora variable que depende de las condiciones particulares de funcionamiento del sistema.
Puesto que los diversos dispositivos retardadores, como por ejemplo el freno de compresión del motor o el freno de inercia, necesitan un tiempo significante para responder con relación al tiempo total requerido para un cambio hacia arriba, estos dispositivos deben ser accionados antes de detectar el estado de engranaje neutro. El tiempo exacto de actuación dependerá del tiempo de respuesta del dispositivo retardador particular que está siendo utilizado y de los detalles de la estrategia utilizada para asegurar que el engranaje actual será desengranado. Esta estrategia trabaja particularmente bien con motores que revierten a un suministro de combustible de marcha lenta cuando se activa el dispositivo retardador. Revertir a un suministro de combustible de marcha lenta logra que la función de depresión del acelerador, que interrumpe la transferencia de momento de torsión a través de la transmisión, permita el desacoplamiento del engranaje actual.
El tiempo de respuesta también se considera al determinar cuándo desactivar el dispositivo retardador. La presente invención desactiva el dispositivo retardador en el momento adecuado para anticipar una velocidad de decaimiento natural de la velocidad del motor cuando la velocidad del motor ES esté dentro de la zona de sincronización, esto es aproximadamente 40 revoluciones por minuto dentro de la velocidad de sincronización.
Si la velocidad objetivo para la velocidad de entrada IS está por debajo de un valor de referencia como por ejemplo 200 revoluciones por minuto por encima de la velocidad de marcha lenta del motor, se deben implantar procedimientos alternativos de sincronización, como por ejemplo el desacoplamiento del embrague maestro y el accionamiento del freno del árbol de entrada. Una situación en la que ocurre esto es al completar un cambio estacionario puesto que la velocidad de salida OS es cero, por lo que la velocidad de sincronización está por debajo de la velocidad de referencia de marcha lenta del motor.
La presente invención también proporciona la acomodación a diversas condiciones de funcionamiento para distintas contingencias. Si el dispositivo retardador se acopla antes de su acoplamiento previsto (debido a un tiempo de respuesta variable) en una realización en la que los cambios hacia arriba normalmente se completan con el embrague acoplado, el accionamiento del embrague 72 debe desacoplar el embrague maestro de fricción 18 mientras el engranaje actual está siendo desengranado de forma que el cambio pueda progresar aceptablemente. Otras secuencias de control alternativas son iniciadas por la ECU 40 en el caso de que no se lleve a cabo la sincronización. Por ejemplo, la aplicación de la fuerza retardadora se puede incrementar utilizando una combinación de un frenado del motor convencional con una carga accesoria del motor y la aplicación del freno del árbol de entrada 38.
Típicamente, los frenos del árbol de entrada son utilizados para desacelerar el árbol de entrada de la transmisión cuando se desacopla el embrague maestro de fricción. Por lo tanto, los frenos del árbol de entrada tradicionales están diseñados para desacelerar una inercia de giro limitada. Por lo tanto, utilizando el freno del árbol de entrada 38 con el embrague maestro acoplado de acuerdo con una realización de la presente invención requerirá un freno del árbol de entrada de alta capacidad. Esto permite que el freno del árbol de entrada 38 acomode la inercia de giro generada por el motor 12, el cigüeñal 22 y el embrague maestro de fricción 18 de forma que el freno del árbol de entrada 38 se pueda aplicar mientras el embrague maestro de fricción 38 está todavía acoplado.
La figura 3 es un cuadro de flujo que ilustra un procedimiento para reducir los tiempos de cambio de la relación de transmisión de acuerdo con la presente invención. Un experto normal en la técnica reconocerá que el procedimiento está ilustrado en un cuadro de flujo secuencial tradicional únicamente para facilitar su descripción. Por consiguiente, no necesariamente se requiere la secuencia ilustrada para llevar a cabo las características y las ventajas de la presente invención. Diversos pasos se pueden llevar a cabo en diferente orden, o simultáneamente, sin salirse del espíritu o del ámbito de la presente invención. Igualmente, los diversos pasos se pueden llevar a cabo mediante equipos, programas, o una combinación de equipos y programas. En el paso 80, la ECU recoge la información de los diversos sensores y accionamientos del sistema y obtiene valores para la velocidad del motor ES, la velocidad de entrada IS, la velocidad de salida OS y un valor de limitación para el frenado del motor. Si un cambio hacia arriba ha sido requerido por el conductor, o es indicado por la ECU, el paso 82 dirige el proceso para que continúe con el paso 84. De otro modo, el proceso realiza un bucle hacia atrás al paso 80.
El accionamiento del embrague está controlado como se representa mediante el paso 84 de la figura 3. Como se ha descrito antes, el accionamiento del embrague puede ser un "accionamiento mudo" el cual simplemente acopla o desacopla el embrague maestro, o un accionamiento "inteligente" el cual modula el acoplamiento y el desacoplamiento. Igualmente, dependiendo de la realización particular de la invención, el control del accionamiento del embrague como se representa mediante el bloque 84 puede incluir mantener el embrague maestro acoplado.
El bloque 86 representa el desacoplamiento del engranaje actual y la selección del engranaje objetivo. Una vez el engranaje actual ha sido desengranado, la transmisión está en estado de engranaje neutro. Si la velocidad del motor ES está por encima de un valor de referencia de marcha lenta, como se determina mediante el paso 88, entonces se lleva a cabo una prueba para determinar si la velocidad del motor ES está dentro de la zona de sincronización como se representa mediante el bloque 90. De otro modo, si la velocidad del motor ES está por debajo de la velocidad de marcha lenta, se inician las estrategias de control alternativas son iniciadas mediante el paso 102 el cual incluye aquellas contingencias descritas antes. Si no se ha logrado una velocidad dentro de la zona de sincronización, se selecciona un dispositivo retardador apropiado como se representa mediante el bloque 96. El dispositivo retardador del lado del motor y el dispositivo retardador del lado de la transmisión seleccionados se controlan independientemente como se representa mediante el bloque 98 para aplicar un momento de torsión retardador para incrementar la velocidad de decaimiento de los componentes asociados. Por ejemplo, este paso puede incluir la activación de un freno de compresión del motor, la activación de un freno del árbol de entrada, el incremento de la carga accesoria del motor o una combinación de éstas como se ha descrito anteriormente.
Con referencia todavía a la figura 3, la velocidad de aproximación entre la velocidad del motor ES y la velocidad de sincronización se examina en el paso 100. Si la velocidad de aproximación es satisfactoria para las condiciones de funcionamiento actuales, el proceso continúa con el paso 88. De otro modo, estrategias de control alternativas son implantadas por el paso 102. Una vez se logra la zona de la velocidad de sincronización como se determina mediante el paso 90, el momento de torsión retardador es eliminado en el paso 92 y el engranaje objetivo es engranado en el paso 94 para completar el cambio hacia arriba.

Claims (19)

1. Procedimiento para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión de un sistema mecánico de tren de potencia (10) que incluye un motor (12) selectivamente acoplado a través de un embrague maestro de fricción (18) a una transmisión mecánica de cambio de engranajes (16) provista de una pluralidad de combinaciones de relaciones de engranajes y un estado de engranaje neutro, que se pueden engranar selectivamente entre el árbol de entrada de la transmisión (14) y el árbol de salida de la transmisión (26), el sistema también incluye una unidad de control electrónico (40) para recibir una pluralidad de señales de entrada (42) para determinar las condiciones de funcionamiento actuales y para generar señales de mandato (44), el sistema adicionalmente incluyendo por lo menos un dispositivo retardador (32, 34) aguas arriba con relación al embrague maestro de fricción y por lo menos un dispositivo retardador (38) aguas abajo con relación al embrague maestro de fricción (18), los dispositivos retardadores (38) estando en comunicación con la unidad de control electrónico, el procedimiento comprendiendo:
detección del estado de engranaje neutro (88, 90, 92) que tiene lugar después de desengranar la relación de engranajes actual y antes de efectuar el acoplamiento de una relación de engranajes objetivo;
selección del dispositivo o de los dispositivos retardadores apropiados (32, 34, 38) que se van a utilizar y determinación del orden en el que se van a aplicar, sobre la base de las condiciones de funcionamiento actuales; y
generación de señales (96, 98) para controlar independientemente la actuación del por lo menos un dispositivo retardador aguas arriba (32, 34) y del por lo menos un dispositivo retardador aguas abajo (38) sobre la base de las condiciones de funcionamiento actuales mientras la velocidad del motor está por encima de una velocidad objetivo para incrementar la velocidad de decaimiento de los componentes asociados y reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión.
2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el por lo menos un dispositivo retardador aguas arriba incluye un freno del motor (32) que puede ser selectivamente accionado por la unidad de control electrónico (40), el por lo menos un dispositivo retardador aguas abajo incluye un freno de inercia (38) y el paso de la generación de la señal (96, 98) comprende la generación de una señal para el accionamiento del freno del motor en combinación con el freno de inercia que para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión.
3. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la pluralidad de señales de entrada (42) indican por lo menos una velocidad de entrada de la transmisión y una velocidad de salida de la transmisión y en el que el paso de la detección del estado de engranaje neutro comprende la determinación del estado de engranaje neutro (80) sobre la base de la velocidad de entrada y de la velocidad de salida.
4. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la pluralidad de señales de entrada (42) indican la velocidad del motor, el procedimiento comprendiendo adicionalmente:
la supervisión de la velocidad de aproximación (100) a la cual la velocidad del motor se acerca a la velocidad de sincronización; y
el control de la aplicación (98) del por lo menos un dispositivo retardador aguas arriba y del por lo menos un dispositivo aguas abajo sobre la base de la velocidad de aproximación.
5. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el sistema (10) incluye un accionamiento del embrague (72) en comunicación con la unidad de control electrónico (40), el procedimiento comprendiendo adicionalmente el control del accionamiento del embrague (72) para desacoplar el embrague maestro de fricción (18) antes de desacoplar la relación de transmisión actual.
6. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el paso de la generación de una señal comprende la generación de una primera señal para controlar el dispositivo retardador aguas arriba (32, 34) y una segunda señal para controlar el dispositivo retardador aguas abajo (38) y en el que las señales primera y segunda son generadas sustancialmente simultáneamente.
7. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el paso de la generación de una señal comprende la generación de una primera señal para controlar el dispositivo retardador aguas arriba (32, 34) y una segunda señal para controlar el dispositivo retardador aguas abajo (38) y en el que las señales primera y segunda son generadas secuencialmente.
8. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el sistema incluye un accionamiento del embrague (72) en comunicación con la unidad de control electrónico (40), el procedimiento comprendiendo adicionalmente el control del accionamiento del embrague (72) para mantener el acoplamiento del embrague maestro de fricción (18) durante el cambio de la relación de transmisión.
9. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la velocidad objetivo es sustancialmente de sincronización.
10. Sistema para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión de un tren mecánico de potencia que incluye un motor (12) acoplado, a través de un embrague maestro de fricción (18) y colocado en el lado del motor del embrague maestro de fricción (18), a una transmisión mecánica de cambio de engranajes (16) colocada en el lado de la transmisión del embrague maestro de fricción (18) y provista de una pluralidad de combinaciones de relaciones de engranajes y un estado de engranaje neutro que se pueden engranar selectivamente entre el árbol de entrada de la transmisión (14) y el árbol de salida de la transmisión (26), el sistema comprendien-
do:
por lo menos un dispositivo retardador del lado de la transmisión (38) para proporcionar un momento de torsión retardador a por lo menos un componente giratorio (14) en el lado de la transmisión del embrague maestro de fricción (18) en respuesta a una señal de mandato;
por lo menos un dispositivo retardador del lado del motor (32, 34) para proporcionar un momento de torsión retardador a por lo menos un componente en el lado del motor del embrague maestro de fricción (18) en respuesta a una señal de mandato;
un accionamiento (72) para controlar selectivamente el acoplamiento y desacoplamiento del embrague maestro de fricción (18) en respuesta a una señal de mandato; y
una unidad de control electrónico (40) en comunicación con el dispositivo retardador del lado del motor, el dispositivo retardador del lado de la transmisión y el accionamiento, la unidad de control electrónico recibiendo una pluralidad de señales de entrada indicativas de las condiciones de funcionamiento actuales, la detección del estado de engranaje neutro, la selección del dispositivo o de los dispositivos retardadores adecuados (32, 34, 38) que se van a utilizar y la determinación del orden en el que se van a utilizar sobre la base de las condiciones de funcionamiento actuales y la generación de señales de mandato para controlar independientemente la actuación del por lo menos un dispositivo retardador del lado de la transmisión (32, 34) y el por lo menos un dispositivo retardador del lado del motor (38) sobre la base de las condiciones actuales de funcionamiento mientras la velocidad del motor está por encima de una velocidad objetivo para incrementar la velocidad de decaimiento de los componentes asociados y reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión.
11. El sistema de la reivindicación 10 en el que el por lo menos un dispositivo retardador del lado del motor comprende un freno del motor (32) en comunicación con la unidad de control electrónico (40) para proporcionar un momento de torsión retardador adicional al motor, en el que la unidad de control electrónico genera una señal para accionar el freno del motor mientras el embrague maestro de fricción está acoplado y la velocidad del motor está por encima de la velocidad objetivo para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión.
12. El sistema de la reivindicación 10 adicionalmente comprendiendo:
un sensor (74) en comunicación con la unidad de control electrónico (40) para generar una señal indicativa del estado de engranaje neutro que ocurre después de desengranar la relación de engranajes actual y antes de efectuar el acoplamiento de la relación de engranajes objetivo.
13. Medios de almacenaje legibles por ordenador que tienen almacenados en su interior datos que representan las instrucciones ejecutables por un ordenador para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión en un sistema mecánico de tren de potencia (10) que incluye un motor (12) selectivamente acoplado a través de un embrague maestro de fricción (18) a una transmisión mecánica de cambio de engranajes (16) provista de una pluralidad de combinaciones de relaciones de engranajes y un estado de engranaje neutro, que se pueden engranar selectivamente entre el árbol de entrada de la transmisión (14) y el árbol de salida de la transmisión (26), el sistema también incluye una unidad de control electrónico (40) para recibir una pluralidad de señales de entrada para determinar las condiciones de funcionamiento actuales y para generar señales de mandato, el sistema adicionalmente incluyendo por lo menos un dispositivo retardador (32) aguas arriba con relación al embrague maestro de fricción (18) y por lo menos un dispositivo retardador (38) aguas abajo con relación al embrague maestro de fricción (18), los dispositivos retardadores estando en comunicación con la unidad de control electrónico (40), el medio de almacenaje legible por ordenador comprendiendo:
instrucciones para la detección del estado de engranaje neutro que tiene lugar después de desacoplar la relación de engranajes actual y antes de efectuar el acoplamiento de una relación de engranajes objetivo;
instrucciones para la selección del dispositivo o de los dispositivos retardadores apropiados (32, 34, 38) que se van a utilizar y determinación del orden en el que se van a aplicar, sobre la base de las condiciones de funcionamiento actuales; e
instrucciones para la generación de señales para controlar independientemente la actuación del por lo menos un dispositivo retardador aguas arriba y del por lo menos un dispositivo retardador aguas abajo sobre la base de las condiciones de funcionamiento actuales mientras la velocidad del motor está por encima de una velocidad objetivo para incrementar la velocidad de decaimiento de los componentes asociados y reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión.
14. Los medios de almacenaje legibles por ordenador de la reivindicación 13 en el que el por lo menos un dispositivo retardador aguas arriba incluye un freno del motor (32) que puede ser selectivamente accionado por la unidad de control electrónico y en el que por lo menos un dispositivo retardador aguas abajo incluye un freno de inercia, los medios de almacenaje legibles por ordenador adicionalmente comprenden instrucciones para la generación de una señal para el accionamiento del freno del motor en combinación con el freno de inercia que para reducir el tiempo del cambio de la relación de transmisión.
15. Los medios de almacenaje legibles por ordenador de la reivindicación 13 en el que la pluralidad de señales de entrada (42) indican por lo menos una velocidad de entrada de la transmisión (IS) y una velocidad de salida de la transmisión (OS), los medios de almacenaje legibles por ordenador adicionalmente comprenden instrucciones para la determinación del estado de engranaje neutro sobre la base de la velocidad de entrada y de la velocidad de salida.
16. Los medios de almacenaje legibles por ordenador de la reivindicación 13 comprendiendo adicionalmente:
instrucciones para la supervisión de la velocidad de aproximación a la cual la velocidad del motor se acerca a la velocidad de sincronización; e
instrucciones para el control de la aplicación del por lo menos un dispositivo retardador aguas arriba y del por lo menos un dispositivo aguas abajo sobre la base de la velocidad de aproximación.
17. Los medios de almacenaje legibles por ordenador de la reivindicación 13 comprendiendo adicionalmente instrucciones para el control del accionamiento del embrague (72) para desacoplar el embrague maestro de fricción (18) antes de desacoplar la relación de engranajes actual.
18. Los medios de almacenaje legibles por ordenador de la reivindicación 13 en el que las instrucciones para la generación de una señal comprenden instrucciones para la generación de una primera señal para controlar el dispositivo retardador aguas arriba (32) e instrucciones para la generación simultáneamente de una segunda señal para controlar el dispositivo retardador aguas abajo (38).
19. Los medios de almacenaje legibles por ordenador de la reivindicación 13 en el que las instrucciones para la generación de una señal comprenden instrucciones para la generación de una primera señal para controlar el dispositivo retardador aguas arriba (32) e instrucciones para la generación secuencialmente de una segunda señal para controlar el dispositivo retardador aguas abajo (38).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6223592B1 (en) * 1998-11-13 2001-05-01 Eaton Corporation Independent control of transmission-side and engine-side retarding devices during ratio changes
DE19948992A1 (de) * 1999-10-12 2001-04-19 Wabco Gmbh & Co Ohg Verfahren zur Steuerung eiens Getriebes
US6491603B1 (en) * 2000-09-12 2002-12-10 Eaton Corporation Automated transmission shift control
JP2003021199A (ja) * 2001-07-06 2003-01-24 Isuzu Motors Ltd 自動クラッチ式変速機の回転合わせ機構
US6595340B2 (en) 2001-12-19 2003-07-22 General Motors Corporation Charging system for a rotating clutch assembly
US7412463B2 (en) * 2002-01-11 2008-08-12 Bloomberg Finance L.P. Dynamic legal database providing historical and current versions of bodies of law
GB2389878A (en) * 2002-06-18 2003-12-24 Eaton Corp Method of detecting false neutral in a transmission system
DE102004045828A1 (de) * 2004-09-22 2006-04-06 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Erweiterung der Funktion einer Getriebebremse
US7322483B2 (en) * 2005-08-31 2008-01-29 Suncast Corporation Cantilever shelving for utility shed
US7517300B2 (en) 2005-10-31 2009-04-14 Caterpillar Inc. Retarding system implementing torque converter lockup
US7400961B2 (en) * 2006-06-30 2008-07-15 General Motors Corporation Powertrain and method for controlling a driveline retarder
DE102006060285A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Minimierung einer Zugkraftunterbrechung bei Hochschaltvorgängen
DE102007018156A1 (de) * 2007-04-18 2008-10-23 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs
US8210991B2 (en) * 2008-06-24 2012-07-03 Caterpillar Inc. Automated machine retarding systems and methods
US8326499B2 (en) * 2008-12-02 2012-12-04 Caterpillar Inc. Retarding control of a machine through power dissipation through power source and parasitic loads
JP4707750B2 (ja) * 2009-04-24 2011-06-22 三菱電機株式会社 車両の変速機制御装置
US8731790B2 (en) * 2010-11-23 2014-05-20 GM Global Technology Operations LLC Torque control system and method for shift assist
JP5463425B2 (ja) * 2011-02-15 2014-04-09 日本精工株式会社 車両用無段変速装置
US8505297B2 (en) 2011-02-25 2013-08-13 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Method of operating a vehicle equipped with a pneumatic booster system
US8938343B2 (en) 2011-06-23 2015-01-20 Caterpillar Inc. Automatic sequential accessory machine retarding on a grade
KR20130003687A (ko) * 2011-06-30 2013-01-09 현대자동차주식회사 자동화 수동변속기 장착 차량의 변속제어방법
US8424507B2 (en) 2011-08-31 2013-04-23 Caterpillar Inc. Retarding system
US8924061B2 (en) * 2012-05-04 2014-12-30 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for launching a vehicle
US8712651B2 (en) * 2012-06-18 2014-04-29 Chrysler Group Llc Control strategies for a multi-mode drive system
US8545368B1 (en) 2012-11-01 2013-10-01 Caterpillar Inc. Regulation of a machine with a continuously variable transmission and service brakes
US8795133B2 (en) 2012-11-01 2014-08-05 Caterpillar Inc. Event-based retarding in a machine with a continuously variable transmission
US8585543B1 (en) 2012-11-01 2013-11-19 Caterpillar Inc. Speed control for a machine with a continuously variable transmission
US8849527B2 (en) 2012-11-01 2014-09-30 Caterpillar Inc. Speed control for a machine with a continuously variable transmission
US9169926B2 (en) 2012-11-01 2015-10-27 Caterpillar Inc. System and method of operating a machine having a continuously variable transmission
US9002595B2 (en) 2012-11-01 2015-04-07 Caterpillar Inc. Torque and speed control in a machine with continuously variable transmission
DE102013209265B4 (de) * 2013-05-17 2024-01-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Steuern eines automatisch schaltenden Getriebes
KR20150027936A (ko) 2013-09-04 2015-03-13 현대자동차주식회사 차량용 변속기의 변속 제어방법
ITMI20132013A1 (it) * 2013-12-02 2015-06-03 Same Deutz Fahr Group Spa Dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna
FR3023589B1 (fr) * 2014-07-08 2016-08-12 Continental Automotive France Procede pour controler une envolee de regime d'un moteur a combustion interne d'un vehicule en deplacement, lors d'un changement de rapport de boite de vitesses
CN107804167A (zh) * 2017-10-26 2018-03-16 沙洲职业工学院 一种手动挡汽车启动控制装置
KR102673295B1 (ko) * 2018-11-21 2024-06-12 현대자동차주식회사 차량의 변속 제어 장치 및 방법
CN111594305B (zh) * 2020-06-01 2021-05-18 潍柴动力股份有限公司 发动机的瞬态响应的控制方法及装置
IT202100003863A1 (it) * 2021-02-19 2022-08-19 Ferrari Spa Metodo di controllo di un veicolo stradale durante un pattinamento delle ruote motrici
CN113819234A (zh) * 2021-08-18 2021-12-21 潍柴动力股份有限公司 一种换挡辅助控制方法、车辆
CN114754134B (zh) * 2022-05-09 2024-06-18 潍柴动力股份有限公司 一种挡位控制方法及装置
US11808225B1 (en) * 2022-09-01 2023-11-07 Caterpillar Inc. Engine load control during a transient event

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4527447A (en) * 1982-12-06 1985-07-09 Eaton Corporation Automatic mechanical transmission system
JPH04215531A (ja) * 1990-12-10 1992-08-06 Honda Motor Co Ltd 変速制御装置
JP3226123B2 (ja) * 1992-11-26 2001-11-05 マツダ株式会社 自動変速機の変速制御装置
US5409432A (en) * 1993-08-10 1995-04-25 Eaton Corporation Control system/method for engine brake assisted shifting
GB9411494D0 (en) * 1994-06-08 1994-07-27 Eaton Corp System and method for decreasing ratio changing time in electronically enhanced powertrain systems
US5842376A (en) * 1995-06-05 1998-12-01 Eaton Corporation System and method for decreasing ratio changing time by actuating inertia brake while the master clutch is engaged in electronically enhanced powertrain systems
GB9617956D0 (en) * 1996-08-28 1996-10-09 Eaton Corp Downshift control method/system for vehicular automated mechanical transmission
GB9721823D0 (en) * 1997-10-16 1997-12-17 Eaton Corp Shift into optimal engine braking control system and method
US5910069A (en) * 1997-12-22 1999-06-08 Eaton Corporation Transmission system control system/method including adaptive control for engine deceleration device
US6017291A (en) * 1998-03-16 2000-01-25 Eaton Corporation Control system/method for input shaft retarder-assisted upshifts
US6223592B1 (en) * 1998-11-13 2001-05-01 Eaton Corporation Independent control of transmission-side and engine-side retarding devices during ratio changes

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Publication number Publication date
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