ITMI20001319A1 - Procedimento e dispositivo per il comando di un'unita' d'azionamento di un veicolo. - Google Patents

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Stato della tecnica

L'invenzione si riferisce ad un procedimento e ad un dispositivo per il comando di un'unità d'azionamento di un veicolo.

Un tale procedimento ovvero un tale dispositivo è noto dal documento DE-A 19536 038 (US-5 629472). In questo caso viene rilevata una coppia massima ammissibile dell'unità d'azionamento in modo dipendente dalla posizione del pedale d'accelerazione. Inoltre, dalle grandezze d'esercizio, viene rilevata la coppia effettiva dell'unità d'azionamento, con la quale viene confrontata la coppia massima ammissibile e viene eseguito un intervento di riduzione della coppia dell'unità d'azionamento, quando la coppia effettiva supera la coppia massima ammissibile. Nell'esempio esecutivo preferito di un motore endotermico, la coppia effettiva viene derivata da una grandezza di misurazione per l'alimentazione dell'aria per il motore endotermico. Nel caso di una tale soluzione è necessario prendere in considerazione gli aumenti di momento, attuati per esempio mediante una regolazione del minimo, a causa di perdite del motore e di tolleranze del dispositivo di misurazione durante la determinazione del momento ammissibile. Durante l'esercizio normale, quest'ultimo deve essere quindi relativamente grande. Alcune difficoltà in particolare a riguardo .del rilevamento del momento effettivo subentrano inoltre durante l'impiego in abbinamento ai motori a benzina ad iniezione diretta.

L'invenzione si pone quindi il compito di indicare dei provvedimenti, con l'ausilio dei quali viene resa possibile una migliore sorveglianza. Inoltre, la sorveglianza deve essere indipendente dal rispettivo tipo di motore d'azionamento.

Ciò si ottiene mediante le caratteristiche caratterizzanti delle rivendicazioni indipendenti.

Dalla pubblicazione "Possibilità d'impiego e prospettive future di sensori intelligenti in autoveicoli", Bosch, comunicati tecnici, 1990, fascicolo 52, pagg. 30 a 41, è noto un sensore di accelerazione, il quale misura l'accelerazione del veicolo. Mediante un'opportuna valutazione dell'informazione del sensore si ottiene un segnale di misurazione che indica l'accelerazione del veicolo. Dal documento DE-A 19728 769 è noto il fatto di stimare la massa di un veicolo in base all'accelerazione veicolare ed alla forza d'azionamento ovvero del momento d'azionamento dell'unità d'azionamento.

Vantaggi dell'invenzione

La sorveglianza del comando dell'unità d'azionamento di un autoveicolo in base al momento d'azionamento rilevato in modo dipendente da un segnale rappresentante l'accelerazione del veicolo si ottiene col fatto che la sorveglianza è indipendente da aumenti del momento determinati dall'esercizio, come si formano per esempio nel caso di motori endotermici freddi o durante il funzionamento di gruppi secondari. Il momento massimo ammissibile può essere previsto più rigidamente, senza che si debbano prendere in considerazioni tolleranze del sensore e stati d'esercizio, in cui tali aumenti di momento sono ammessi.

Risulta inoltre vantaggioso il fatto che prendendo in considerazione una massa veicolare stimata o misurata durante il calcolo del momento d'azionamento dal segnale d'accelerazione, viene migliorata la precisione del valore del momento d'azionamento e quindi la sorveglianza stessa.

Particolarmente vantaggioso è il fatto che la sorveglianza viene rilevata in base al momento d'azionamento, il quale viene rilevato da un segnale d'accelerazione veicolare, indipendentemente dal tipo di unità d'azionamento, per cui la sorveglianza risulta opportuna sia per motori ad iniezione con bocchettone d'aspirazione, che per motori a carica povera o stratificata, motori diesel o motori elettrici.

Particolarmente vantaggioso è l'impiego di un sensore d'accelerazione, poiché esso, rispetto alla misurazione dell'accelerazione con sensori della velocità sulle ruote, presenta il vantaggio che durante la marcia in discesa viene misurata solo l'accelerazione causata dal momento del motore. In questo modo, nel caso di una discesa improvvisa e di un momento del motore costante rimane invariato il valore di misurazione del sensore d'accelerazione.

Particolarmente vantaggioso è il fatto che per la diagnosi del sensore d'accelerazione dall'accelerazione misurata viene rilevato un momento che deve aggirarsi durante l'esercizio privo d'errori in un prestabilito campo di tolleranza intorno al momento nominale prestabilito dal guidatore. In caso contrario, ciò significa che è presente un errore latente, per esempio un segnale di sensore troppo piccolo.

Ulteriori vantaggi risultano evidenti dalla seguente descrizione di esempi esecutivi ovvero dalle rivendicazioni dipendenti.

Disegni

L'invenzione verrà a seguito descritta più dettagliatamente con riferimento alle forme esecutive illustrate nei disegni, nei quali:

la fig. 1 illustra uno schema circuitale generale a blocchi di un'unità di comando con un elemento calcolatore, attraverso il quale viene comandata l'unità di comando del veicolo,

- la fig. 2 illustra un diagramma di flusso di un esempio per il controllo di questo comando in base ad un segnale per l'accelerazione del veicolo.

Descrizione degli esempi esecutivi

La fig. 1 illustra un apparecchio di comando elettronico 10, il quale comprende almeno un elemento di calcolo 12, un componente di memoria 11 ed un circuito d'ingresso 14 ed un circuito d'uscita 16. I suddetti elementi sono fra loro collegati attraverso un sistema di comunicazione 18 per lo scambio dati. Al circuito d'ingresso 14 vengono alimentati dei segnali, il quali rappresentano delle grandezze d'esercizio misurate dell'unità d'azionamento, del treno di propulsione e/o dell'autoveicolo o dai quali segnali vengono derivate queste grandezze d'esercizio. Questi segnali vengono rilevati da dispositivi di misurazione 20 a 24 ed alimentati attraverso linee d'ingresso 26 a 30 al circuito d'ingresso 14. Inoltre, attraverso il circuito d'uscita 16 vengono emessi dei segnali, i quali azionano degli elementi di regolazione per la regolazione di almeno una grandezza d'esercizio dell'unità d'azionamento, del treno di propulsione e/o dell'autoveicolo. Le corrispondenti grandezze del segnale di pilotaggio vengono trasmesse agli elementi di regolazione 38 a 42 attraverso linee 32 a 36.

Per quanto riguarda il procedimento descritto a seguito, nel caso dei dispositivi di misurazione 20 a 24 si tratta almeno di dispositivi di misurazione per il rilevamento di almeno una velocità della ruota e/o dell'accelerazione veicolare, della posizione β del pedale, del numero di giri del motore NMOT, della trasmissione ϋ nel treno di propulsione del veicolo. Il dispositivo di misurazione per il rilevamento dell'accelerazione è costituito da un consueto sensore d'accelerazione. Corrispondentemente a ciò, nell'esempio esecutivo preferito del comando di un motore endotermico attraverso le linee d'uscita 32 a 36, quali elementi di regolazione 38 a 42 vengono pilotati una valvola a farfalla, dei dispositivi di dosaggio del carburante e dei dispositivi d'accensione.

Oltre alle grandezze d'ingresso e d'uscita sopra menzionate, nell'ambito del comando dell'unità d'azionamento vengono rilevate ulteriori grandezze d'ingresso ovvero a seconda della realizzazione dell'unità d'azionamento vengono formate ulteriori grandezze d'uscita. Alcuni esempi a tale scopo sono la temperatura del motore, la massa dell'aria, la composizione dei gas di scarico, ecc ., ovvero le grandezze di pilotaggio per un turbocompressore, un comando del cambio, ecc.. Queste grandezze sono però di secondaria importanza nell'ambito del procedimento descritto a seguito per la sorveglianza del comando, per cui esse non verranno descritte più dettagliatamente .

In base ai segnali d'ingresso, alle grandezze d'esercizio da essi derivate e/o a grandezze interne, l'elemento calcolatore 12 forma, nell'ambito di programmi in esso implementati, dei valori per le grandezze di comando da emettere che azionano gli elementi di regolazione. Per il comando di un'unità d'azionamento di un veicolo, nell'esempio esecutivo preferito viene come noto rilevata la posizione dell'elemento di comando azionabile dal guidatore e da ciò viene formato un valore nominale per una coppia dell'unità d'azionamento. Tale valore, in considerazione di valori nominali di altri sistemi ricevuti attraverso il circuito d'ingresso, come per esempio da una regolazione dello slittamento di regolazione, da un comando della trasmissione, ecc., nonché da valori nominali formati internamente (limiti, ecc..), viene trasformato in un risultante valore nominale per la coppia. Nell'esempio esecutivo preferito di un motore endotermico, esso viene poi trasformato in un valore nominale per la posizione della valvola a farfalla che viene impostato nell'ambito di un circuito di regolazione della posizione. Nel caso di motori diesel e motori endotermici con iniezione diretta a benzina almeno a carica stratificata, la grandezza di comando principale è la massa di carburante da iniettare che viene impostata anch'essa in modo dipendente dal valore nominale della coppia. Nell'esempio esecutivo preferito, il valore della coppia è la coppia indicata, vale a dire la coppia che viene generata mediante il processo di combustione nella fase di alta pressione del rispettivo cilindro, mentre in altri casi è un altra coppia, per esempio la coppia erogata in corrispondenza dell'albero d'uscita dell'unità d'azionamento (= momento d'azionamento).

Con riferimento al procedimento descritto, con il termine coppia s'intendono anche quei valori di prestazione che in un'altra realizzazione formano la base per il comando.

Per la sorveglianza del comando dell'unità d'azionamento, per mezzo di un segnale rappresentante l'accelerazione veicolare viene determinato il momento d'azionamento dell'unità d'azionamento, vale a dire la coppia generata in corrispondenza di un albero d'uscita dell'unità d'azionamento. Ciò avviene con considerazione della massa veicolare, del numero di giri del motore e della trasmissione del treno di propulsione. Oltre a ciò, sulla base di almeno la posizione del pedale d'accelerazione e del numero di giri del motore viene rilevato un momento d'azionamento ammissibile. Il momento d'azionamento effettivo viene confrontato con il momento massimo ammissibile e dei provvedimenti di delimitazione del momento, per esempio una limitazione della posizione della valvola a farfalla, un disinserimento dell'iniezione del carburante, ecc., vengono presi quando il momento d'azionamento effettivo supera il momento massimo ammissibile. Quando il valore si porta nuovamente al disotto del momento massimo ammissibile, vengono terminati i provvedimenti atti ad una limitazione del momento.

Nell'esempio esecutivo preferito, l'accelerazione veicolare viene rilevata mediante un comune sensore d'accelerazione. Esso presenta il vantaggio che durante la marcia in discesa viene misurata solo l'accelerazione causata dal momento del motore.

Mediante il confronto di un momento del motore rilevato dall'accelerazione misurata con il momento nominale prestabilito dal guidatore, nell'ambito di un prestabilita fascia di tolleranza viene resa possibile una diagnosi del sensore d'accelerazione. Quando i valori variano fra loro in modo inammissibile, è presumibile la presenza di un difetto del sensore di accelerazione. In questo modo viene aumentata la sicurezza d'azionamento del comando.

Durante la determinazione del momento d'azionamento, la massa veicolare è una grandezza sconosciuta. Ciò può essere preso in considerazione in svariati modi. Da un lato, il momento massimo ammissibile viene preimpostato in modo dipendente dalla posizione del pedale dell'acceleratore e dal numero di giri, in modo tale, per cui, nel caso di una realizzazione del momento massimo, si otterrebbe un'accelerazione massima possibile per questo istante d'esercizio nel caso di una minima massa veicolare. In altri esempi esecutivi, viene misurata la massa veicolare o stimata, come nello stato della tecnica menzionato all'inizio, per cui la determinazione del momento d'azionamento diventa più esatta in modo dipendente dall'accelerazione del veicolo. Il momento massimo ammissibile può poi essere prestabilito con esattezza, in particolare quando la massa veicolare rilevata viene presa in considerazione anche durante la determinazione del momento massimo ammissibile.

Oltre al confronto di valori di momento assoluti, in un esempio esecutivo, per evitare la tolleranza del sensore d'accelerazione, viene eseguito un confronto differenziale. A tale scopo, ad una determinata variazione del momento nominale o di quello d'azionamento massimo possibile in un determinato intervallo di tempo viene associata una determinata variazione d'accelerazione massima ammissibile ovvero una variazione del momento effettivo. Quando essa viene superata, allora vengono presi dei provvedimenti atti alla riduzione del momento.

Nell'esempio esecutivo preferito viene realizzata la sorveglianza descritta quale programma dell'elemento calcolatore 12. Un esempio per un tale programma è illustrato con riferimento al diagramma di flusso della fig. 2.

Il comando sopra descritto dell'unità d'azionamento è stato riassunto nella fig. 2 nel programma 100. In base alla posizione β del pedale dell'acceleratore, al numero di giri del motore NMOT nonché ad altre grandezze d'esercizio, vengono formate delle grandezze di regolazione almeno per la regolazione del punto d'accensione, della misurazione del carburante nonché dell'alimentazione dell'aria e trasmesse ai corrispondenti elementi di regolazione. Alcuni esempi per tali comandi sono noti, per cui non è necessaria una descrizione più dettagliata dei medesimi.

Oltre alla posizione del pedale d'accelerazione ed al numero di giri del motore, viene inoltre letta in memoria l'accelerazione veicolare afz rilevata da un sensore d'accelerazione nonché almeno la velocità delle ruote VRAD. Innanzi tutto, a seconda di un campo caratteristico 102, in base alla posizione β del pedale dell'acceleratore ed al numero di giri del motore Nmot, ed eventualmente alla massa veicolare, viene formato un momento d'azionamento massimo ammissibile MZUL. Nel programma 104, in base all'accelerazione veicolare misurata afz, al numero di giri del motore NMOT, alla trasmissione nel treno di propulsione U ed eventualmente alla massa veicolare G misurata o stimata, viene formato il momento d'azionamento effettivo MANTR. La massa veicolare viene stimata mediante il programma 106, per esempio come noto dallo stato della tecnica o mediante un dispositivo misuratore, il quale determina un carico di un asse.

Il momento d'azionamento massimo ammissibile Mzul ed il momento d'azionamento effettivo MANTR vengono alimentati in un comparatore 108 ed ivi vengono fra loro confrontati. Quando il momento d'azionamento effettivo supera quello massimo ammissibile, allora, attraverso il collegamento illustrato per mezzo del comando del motore 100 viene eseguito un intervento atto a ridurre il momento, per cui il momento d'azionamento effettivo cade nuovamente inferiormente al momento massimo ammissibile. Quando ciò è accaduto, viene terminato l'intervento atto alla riduzione del momento e ripreso solo quando il momento effettivo non supera nuovamente il momento massimo ammissibile.

Per la sorveglianza della funzionalità del sensore d'accelerazione, sulla base dell'accelerazione misurata viene determinato un momento effettivo Mist (calcolatore di momento 110). Esso viene confrontato nel comparatore 112 con il momento nominale. Quando i due valori si differenziano in base alle tolleranze, si presuppone un comportamento difettoso del sensore d'accelerazione e mediante una corrispondente informazione viene eseguita la determinazione del momento effettivo in 104 in base ad altre grandezze (per esempio massa d'aria e numero di giri).

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il comando di un'unità d'azionamento di un veicolo, in cui, almeno sulla base di una grandezza rappresentante la posizione del pedale d'accelerazione, viene determinata una coppia massima ammissibile, viene rilevata una coppia effettiva dell'unità d'azionamento e l'unità d'azionamento viene pilotata in modo da ridurre la coppia, quando la coppia effettiva e la coppia massima ammissibile variano fra loro in modo inammissibile, caratterizzato dal fatto che viene rilevato un segnale rappresentante l'accelerazione veicolare, in base al quale viene determinato il momento effettivo dell'unità d·'azionamento.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il segnale rappresentante l'accelerazione veicolare è il segnale di un sensore d'accelerazione .
3. 3. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la coppia effettiva dell'unità d'azionamento è il momento d'azionamento all'uscita dell'unità d'azionamento, il quale viene determinato dal segnale d'accelerazione in modo dipendente dal numero di giri del motore, dalla moltiplicazione della trasmissione ed eventualmente dalla massa del veicolo.
4. 4. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il segnale d'accelerazione generato dal sensore d'accelerazione viene trasformato in un momento effettivo ed il medesimo viene controllato per quanto riguarda delle variazioni inammissibili da un momento nominale prestabilito dal guidatore.
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che, nel caso di una variazione inammissibile, il momento effettivo viene formato sulla base di altre grandezze.
6. 6. Procedimento secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la massa del veicolo viene stimata o misurata.
7. 7. Procedimento per il comando di un'unità d'azionamento di un veicolo, in cui almeno sulla base di una grandezza rappresentante la posizione del pedale d'accelerazione viene determinata una coppia nominale e viene rilevata una grandezza d'esercizio in rapporto alla coppia, laddove l'unità d'azionamento viene comandata in modo da ridurre la coppia, quando la coppia nominale e la grandezza d'esercizio variano fra loro in modo inammissibile, caratterizzato dal fatto che ad una variazione del momento nominale, ad un determinato intervallo di tempo, viene associata una variazione d'accelerazione massima ammissibile ovvero una variazione del momento effettivo e l'intervento atto alla riduzione del momento avviene quando 1'accelerazione od il momento effettivo rilevato in base all'accelerazione supera il valore ammissibile.
8. 8. Dispositivo per il comando di un'unità d'azionamento di un veicolo, con un'unità di comando, la quale comanda una coppia dell'unità d'azionamento, laddove l'unità di comando presenta dei mezzi di sorveglianza, i quali, almeno in base alla posizione del pedale d'accelerazione, rilevano una coppia massima ammissibile, formano una coppia effettiva dell'unità d'azionamento ed al superamento della coppia massima ammissibile da parte della coppia effettiva, pilotano l'unità d'azionamento in modo da ridurre la coppia, caratterizzato dal fatto che sono previsti dei mezzi che formano il momento d'azionamento effettivo in base ad un segnale rappresentante l'accelerazione del veicolo .