Ferramenta computacional para cálculo de pontos de troca de marcha em transmissões manuais automatizadas

Abstract

Na busca por maior conforto e simplicidade para operar um veículo, transmissões automáticas têm despertado o interesse por retirar do motorista a responsabilidade de realizar as trocas de marchas. Porém esse tipo de transmissão costuma ter um custo maior do que uma transmissão mecânica. Uma boa alternativa às transmissões automáticas são as transmissões mecânicas automatizadas (AMTs), que possuem uma configuração igual à de uma transmissão manual, porém um atuador comandado por uma Unidade de Controle da Transmissão (TCU) realiza a abertura e fechamento da embreagem.

Um dos principais desafios relacionados às transmissões mecânicas automatizadas é o de calibrar corretamente os pontos em que as trocas das marchas devem acontecer. Engenheiros de calibração dispendem inúmeras horas de trabalho calibrando manualmente cada um dos pontos de troca de marcha.

O presente trabalho apresenta uma proposta metodológica que visa acelerar o processo de calibração a partir da pré-determinação automática dos pontos de troca, gerados por um algoritmo baseado em variáveis da dinâmica veicular. O escopo se restringe à calibração de AMTs via mapas de pontos de troca e visa a fornecer um ponto de partida para a atividade de calibração, para que depois haja um ajuste fino realizado junto ao engenheiro de calibração.

A fim de validar os procedimentos metodológicos propostos, uma ferramenta computacional para cálculo de pontos de subida de marcha em transmissões manuais automatizadas foi implementada. Resultados do funcionamento dessa ferramenta são apresentados em um estudo de caso cujo contexto é a calibração dos pontos de subida de marcha de um caminhão leve, com transmissão automatizada de seis marchas, visando à economia de combustível.

Automobiles became very popular by the end of the 19th century. Since then, there has been a significant rise in technologies related to the automotive sector. One of the fundamental components of modern vehicles is the transmission, which can be mechanical, automatic, mechanical automated or CVT.

Seeking more comfort and simplicity in the process of driving a vehicle, automatic transmissions have been arousing interest of drivers for taking away their responsibility in gear shifting. This type of transmission is usually significantly more expensive than a mechanical transmission, though. A good alternative to automatic transmissions are automated manual transmissions (AMTs), which have the same configuration as mechanical transmissions, but count with a Transmission Control Unit (TCU) controlling clutch actuation.

One of the biggest challenges related to AMTs is to achieve good shift point calibration. Calibration engineers spend inumerous work hours setting each shifting point manually.

The present work presents a methodological proposal aiming to accelerate calibration process by an automatic predetermination of shifting points, generated by an algorithm based on vehicle dynamics variables. The scope is limited to AMT calibration via shift point calibration maps and aims to provide a starting point for calibration activities, followed by fine-tuning performed by a calibration engineer.

In order to validate the methodological procedures proposed in this work, a computational tool for AMT shift point calculation was implemented. Results are presented in a case of study involving upshifting calibration of a light-duty truck with 6-speed AMT, aiming for economic calibration.