MXPA99000041A - Aparato integrado de transmision y desplazamiento de arbol de velocidad multiple - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un montaje de tren de impulsión para un vehículo, caracterizado porque comprende:una fuente de energía rotacional;una transmisión conectada a la fuente de energía rotacional y operable en una pluralidad de proporciones de engrane de transmisión;un montaje deárbol conectado a la transmisión y operable en una pluralidad de proporciones de engrane deárbol;y un controlador para operar la transmisión en una deseada de una pluralidad de proporciones de engrane de transmisión y para operar el montaje deárbol en una deseada de una pluralidad de proporciones de engrane deárbol para suministrar la proporción de engrane total deseada para el vehículo.

Description

APARATO INTEGRADO DE TRANSMISIÓN Y DESPLAZAMIENTO DE ÁRBOL DE VELOCIDAD MÚLTIPLE ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona en general con un montaje de tren de impulsión vehicular que incluye una transmisión y un árbol de velocidad múltiple para proporcionar una proporción de engranaje de reducción de velocidad deseado entre una fuente de energía rotacional y las ruedas impulsadas del vehículo. Más particularmente, esta invención se relaciona con un sistema integrado para controlar automáticamente la operación tanto de la transmisión mecánica automatizada como el montaje de árbol de velocidad múltiple en un montaje de tren de impulsión de vehículo. Virtualmente en todos los vehículos terrestres utilizados actualmente, se proporciona una transmisión en un montaje de tren de impulsión entre una fuente de energía rotacional, tal como un motor de combustión interna o motor diesel, y el árbol impulsado, y las ruedas del vehículo. Una transmisión típica incluye una caja que contiene un eje de entrada de transmisión, un eje de salida de transmisión y una pluralidad de mecanismos engranados. Se proporcionan medios para conectar los mecanismos engranados seleccionados entre la flecha de entrada de transmisión y la flecha de salida de transmisión para proporcionar la proporción de engranaje de reducción de velocidad deseada entre los mismos. Los mecanismos engranados contenidos dentro de la caja de transmisión son de tamaño variable de manera que proporcionan una pluralidad de tales proporciones de engranado. Al desplazar apropiadamente entre estos diversas proporciones de engranado, se puede llevar a cabo la aceleración o desaceleración del vehículo de una manera regular y eficiente. Para facilitar la transmisión de la operación, es bien conocido proporcionar un embrague entre el motor del vehículo y la transmisión. Cuando se acopla el embrague, la transmisión es impulsada por el motor del vehículo para operar el vehículo a la proporción de engranes seleccionada. Para desplazar la transmisión de la primera proporción de engranes a la segunda proporción de engranes, el embrague inicialmente se desacopla de manera que la potencia ya no es transmitida desde el motor del vehículo a la transmisión. Esto permite que ocurra la operación de desplazamiento de engranado dentro de la transmisión bajo una condición de carga sin momento de torsión para evitar el choque indeseable de los dientes del mecanismo engranado. Posteriormente, se vuelve a acoplar el embrague de manera que la potencia se transmite desde el motor del vehículo a la transmisión para operar el vehículo en la segunda proporción de engranes .

Una estructura típica para un embrague de vehículo incluye una cubierta que está conectada a un volante de motor fijo al extremo del árbol de salida del motor del vehículo para rotación con el mismo. Se coloca una placa de presión dentro del embrague entre la cubierta y el volante del motor. La placa de presión se conecta para rotación con el volante de motor y la cubierta, pero se permite que se mueva axialmente en relación al mismo. Por lo tanto, la rueda de motor, la cubierta y la placa de presión todas están impulsadas giratoriamente de manera constante por el motor del vehículo. Entre la rueda del motor y la placa de presión, se coloca un montaje de disco impulsado. El montaje de disco impulsado es soportado sobre la flecha de entrada de transmisión para rotación con la misma, pero se permite que se mueva axialmente en relación al mismo. Para acoplar el embrague, se mueve la placa de presión axialmente hacia el volante del motor a una posición acoplada, en donde el montaje de disco impulsado es acoplado freccionalmente entre el volante del motor y la placa de presión. Como resultado, el montaje de disco impulsado (y la flecha de entrada de transmisión sobre la cual se soporta) son impulsadas para girar con el volante del motor, la cubierta y la placa de presión. Para desacoplar el embrague, la placa de presión se mueve axialmente alejándola del volante del motor a una posición desacoplada. Cuando la placa de presión se mueve axialmente a esta posición desacoplada, el montaje de disco impulsado no es acoplado friccionalmente entre el volante del motor y la placa de presión. Como resultado, el montaje de disco impulsado (y la flecha de entrada de transmisión sobre la cual es soportada) no son impulsadas para girar con el volante del motor, la cubierta y la placa de presión. Para llevar a cabo tal movimiento axial de la placa de presión entre las posiciones acoplada y desacoplada, la mayor parte de los embragues de vehículo se proporcionan con un montaje de liberación que incluye un manguito de liberación cilindrico generalmente hueco colocado alrededor de la flecha de entrada de transmisión. El extremo delantero del manguito de liberación se extiende dentro del embrague y se conecta a través de una pluralidad de palancas u otro mecanismo mecánico a la placa de presión. De esta manera, el movimiento axial del manguito de liberación provoca el movimiento axial correspondiente de la placa de presión entre las posiciones acoplada y desacoplada. Habitualmente, se proporcionan uno o más resortes de acoplamiento dentro del embrague para impulsar a la placa de presión hacia la posición acoplada. Los resortes de acoplamiento típicamente reaccionan entre el manguito de liberación y la cubierta para mantener normalmente el embrague en la condición acoplada. El extremo trasero del manguito de liberación se extiende hacia afuera desde el embrague a través de una abertura central formada a través de la cubierta. Debido a que el manguito de liberación se conecta a la cubierta y la placa de presión del embrague, también es impulsada constantemente para girar siempre que el motor del vehículo esté funcionando. Por lo tanto, habitualmente se monta un cojinete de liberación anular sobre el extremo trasero del manguito de liberación. El cojinete de liberación se fija axialmente sobre el manguito de liberación e incluye una pista interior la cual gira con el manguito de liberación, una pista exterior la cual está restringida en cuanto a rotación, y una pluralidad de cojinetes colocados entre la pista interior y la pista exterior para permitir tal rotación relativa. La pista exterior que no gira del cojinete de liberación típicamente se acopla por un mecanismo de accionamiento para mover el manguito de liberación (y por lo tanto la placa de presión) entre las posiciones acoplada y desacoplada para operar el embrague. En una transmisión mecánica convencional, tanto la operación del embrague como la operación de cambio de velocidad en la transmisión se realiza manualmente por el operador del vehículo. Por ejemplo, el embrague se puede desacoplar al presionar un pedal de embrague localizado en el compartimiento del conductor del vehículo. El pedal de embrague se conecta a través de una unión mecánica a la pista exterior del cojinete de liberación del embrague de manera que cuando se oprime el pedal del embrague, la placa de presión del embrague se mueve desde la posición acoplada a la posición desacoplada. Cuando se libera el pedal de embrague, los resortes de acoplamiento proporcionados con el embrague regresan la placa de presión desde la posición desacoplada a la posición acoplada. Similarmente, la operación de cambio de velocidad en la transmisión se puede realizar cuando el embrague se desacopla al mover manualmente la palanca de cambios la cual se extiende desde la transmisión al interior del compartimiento del conductor del vehículo. Los montajes de embrague/transmisión operados manualmente de este tipo en general son bien conocidos en la técnica y son relativamente sencillos, baratos y ligeros en estructura y operación. Debido a esto, la mayor parte de los camiones de trabajo medio y pesado que se utilizan actualmente tienen montajes de embrague/transmisión y son operados manualmente. Sin embargo, más recientemente, con el fin de mejorar la conveniencia de uso de montaje de embrague/transmisión operados manualmente, se han propuestos diversas estructuras para automatizar parcial o completamente el cambio de una transmisión operada de alguna otra manera manual. En una transmisión manual parcial o completamente automatizada, el pedal de embrague manipulado por el conductor puede ser sustituido por un accionador de embrague automático, tal como un accionador hidráulico o neumático. La operación del accionador de embrague automático se puede controlar por un controlador electrónico u otro mecanismo de control para acoplar o desacoplar selectivamente el embrague sin esfuerzo manual por el conductor. Similarmente, la palanca de cambios manipulada por el conductor también puede ser sustituida por un accionador de transmisión automática, tal como un accionador hidráulico o neumático el cual es controlado por un controlador electrónico u otro mecanismo de control para seleccionar y acoplar las reducciones deseadas para uso. Además de las estructuras de embrague/transmisión descritas antes, la mayor parte de los vehículos terrestres incluye además un eje para transmitir la potencia rotacional desde la flecha de salida de transmisión a las ruedas impulsadas del vehículo. Un montaje de árbol típico incluye un alojamiento que contiene una flecha de entrada de árbol que se conecta a través de un montaje de engranado diferencial a un par de flechas de salida de árbol. La flecha de entrada de árbol se conecta por un montaje de eje impulsor a la flecha de salida de transmisión de manera que es impulsada giratoriamente por la misma. El montaje de engrane diferencial divide la potencia rotacional desde la flecha de entrada del árbol a dos flechas de salida del árbol y, desde aquí, impulsa giratoriamente las ruedas del vehículo. En algunos casos, el montaje de árbol se estructura para proporcionar únicamente una sola proporción de engranes de la velocidad entre la flecha de entrada del árbol a las flechas de salida del árbol. En otras instancias, sin embargo, el montaje de árbol se estructura para proporcionar dos (o posiblemente más) reducciones de velocidad entre la flecha de entrada del árbol y las flechas de salida del árbol. Son deseables montajes de árbol de velocidad múltiple debido a que extiende la cantidad de reducciones de velocidad más allá de las proporcionadas por la transmisión de una manera sencilla y de una manera eficiente en cuanto a costos. Por ejemplo, una transmisión de cuatro velocidades que opera junto con un montaje de árbol de dos velocidades proporciona un total de ocho reducciones disponibles. En estos montajes de árbol de velocidad múltiple, se proporciona un mecanismo operable manualmente para cambio entre las reducciones del árbol. En el pasado, este mecanismo operable manualmente incluye una unión mecánica que se extiende desde el compartimiento del conductor del vehículo al montaje del árbol. El conductor del vehículo mueve físicamente la articulación mecánica para cambiar entre las reducciones del árbol. Sin embargo, recientemente, este mecanismo operable manualmente incluye un conmutador eléctrico conectado para operar un motor eléctrico proporcionado sobre el montaje del árbol. El conductor del vehículo opera manualmente el conmutador eléctrico para controlar la operación del motor eléctrico para cambiar entre las reducciones del árbol. Como se menciona en lo anterior, se conoce como automatizar parcial o completamente el cambio de una transmisión operada de otra manera manualmente. Sin embargo, una transmisión parcial o completamente automatizada no puede ser utilizada fácilmente con un montaje de árbol de velocidad múltiple operado manualmente. Como se menciona antes, el uso de un montaje de árbol de velocidad múltiple es deseable debido a que se extiende el número de reducciones de velocidad más allá de las proporcionadas por la transmisión, de una manera sencilla y de una manera eficiente en cuanto a costos. Por lo tanto, sería deseable proporcionar un sistema integrado para controlar automáticamente la operación tanto de la transmisión mecánica automatizada como del montaje de árbol d velocidad múltiple en un montaje de tren de impulsión de vehículo.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con un sistema integrado para controlar automáticamente la operación tanto de la transmisión mecánica automatizada como del montaje de árbol de velocidad múltiple en un montaje de tren de impulsión de vehículo. El sistema incluye un accionador de transmisión para operar la transmisión en cualquiera de una pluralidad de reducciones de transmisión. El sistema incluye además un accionador de árbol para operar el montaje de árbol en cualquiera de una pluralidad de reducciones de árbol. Se proporciona un controlador electrónico para operar la transmisión en una deseada de una pluralidad de reducciones de transmisión y para operar el montaje de árbol en una deseada de una pluralidad de proporciones de árbol para proporcionar una proporción de engranes total deseada para el vehículo. Para llevar a cabo esto, el controlador electrónico responde a una o más señales de entrada que representan parámetros de operación del vehículo. Cuando se determina que es necesario un cambio en la proporción de engranes total de vehículo, el controlador electrónico opera uno o ambos accionadores de transmisión y el accionador del árbol para obtener la proporción de engranes total deseada. La determinación de si el accionador de transmisión sólo es accionado, si el accionador del árbol sólo es accionado, o tanto el accionador de transmisión como el accionado del eje son accionados, dependerá de las reducciones específicas proporcionadas por la transmisión y el accionador de árbol, la proporción de engranes total actual, la proporción de engranes total deseada y otros factores. Diversos objetivos y ventajas de esta invención se volverán evidentes para aquellos familiarizados en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas, cuando se lean a la luz de los dibujos anexos.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama de bloques de un montaje de tren de impulsión de vehículo que incluye un sistema integrado para controlar automáticamente la operación tanto de la transmisión mecánica automatizada como del montaje de árbol de velocidad múltiple. La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra un algoritmo simplificado para controlar la operación del controlador electrónico ilustrado en la figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Con referencia ahora a los dibujos, se ilustra en la figura 1 un diagrama de bloques de un montaje de tren de impulsión de vehículo, indicado generalmente con el número 10, de acuerdo con esta invención. El montaje 10 de tren de impulsión incluye un motor 11 convencional u otra fuente de energía rotacional. El motor 11 se conecta a través de un eje lia de salida, tal como un cigüeñal del motor 11, a un embrague 12. El embrague 12 también es convencional en la técnica y funciona para conectar selectivamente la flecha lia de salida del motor 11 a una flecha 13a de entrada de una transmisión 13. La transmisión 13 contiene una pluralidad de mecanismos engranados (no mostrados) que se conectan selectivamente entre la flecha 13a de entrada y la flecha 13b de salida. Los mecanismos engranados contenidos dentro de la transmisión 13 son de tamaño variable de manera que proporciona una pluralidad de tales reducciones. Al cambiar apropiadamente entre estas diversas reducciones, se puede proporcionar una reducción de velocidad deseada entre la flecha 13a de entrada y la flecha 13b de salida de la transmisión 13. La flecha 13b de salida de la transmisión 13 se conecta a través de un eje impulsor convencional (no mostrado) a un montaje 14 de árbol de velocidad múltiple, convencional. El montaje 14 de árbol incluye una o más ruedas (no mostradas) que son impulsadas giratoriamente por el motor 11 siempre que el embrague 12 esté acoplado. El montaje 14 de árbol de velocidad múltiple también contiene una pluralidad de mecanismos engranados (no mostrados) que se conectan selectivamente entre la flecha 13b de salida de la transmisión 13 y las ruedas del vehículo. Los mecanismos engranados contenidos dentro del montaje 14 de árbol de velocidad múltiple son de tamaño variable de manera que proporcionan una pluralidad (típicamente 2) de tales reducciones. Al cambiar apropiadamente entre estas diversas reducciones, se puede proporcionar una reducción deseada de velocidad entre la flecha 13b de salida y la transmisión 13 y las ruedas del vehículo. Al cambiar apropiadamente entre las diversas reducciones de velocidad proporcionadas en la transmisión 13 y el montaje 14 de árbol de velocidad múltiple, se puede llevar a cabo la aceleración y desaceleración del vehículo de una manera regular y eficiente. Esta estructura general para un montaje 10 de tren impulsor descrito hasta ahora es bien conocido en la técnica. La transmisión 13 ilustrada puede ser una transmisión mecánica automatizada parcial o completamente. En una transmisión manual automatizada parcialmente típica, una palanca de cambio manipulada por el conductor (no mostrado) se acopla y mueve ciertos de una pluralidad de rieles de cambio contenidos dentro de la transmisión para acoplar un primer conjunto de reducciones para uso. Sin embargo, se proporciona un accionador 15 de transmisión de cambio automáticamente en la transmisión 13 para acoplar y mover los rieles de cambios restantes para acoplar un segundo conjunto de reducciones para uso. Por ejemplo, se sabe proporcionar una transmisión manual parcialmente automatizada en donde los cambios menores se seleccionan manualmente y se acoplan por el conductor del vehículo utilizando la palanca de cambios, mientras que las reducciones más elevadas se seleccionan automáticamente y se acoplan por el accionador 15 de transmisión. Un ejemplo de una transmisión manual parcialmente automatizada típica de esta estructura general se describe con detalle en la patente Norteamericana No. 5,450,767, cedida al cesionario de esta solicitud. La descripción de esa patente se incorpora en la presente como referencia. En una transmisión manual completamente automatizada, la palanca de cambios es operada por el conductor habitualmente es sustituida por un accionador 15 de transmisión. El accionador 15 de transmisión funciona para cambiar la totalidad de los rieles de cambio contenidos dentro de la transmisión de manera que se selecciona y acopla la totalidad de las reducciones disponibles. La patente mencionada antes discute la adaptabilidad de un accionador 15 de transmisión parcialmente automatizado, descrito, para automatizar completamente el cambio de la transmisión descrita en la presente. Sin embargo, se apreciará que esta invención se puede llevar a la práctica con cualquier estructura deseada para la transmisión 13 y el accionador 15 de transmisión.

Para facilitar el cambio automático de la transmisión 15, el embrague 12 se proporciona con un accionador 16 de embrague. La estructura y operación del accionador 16 de embrague son convencionales en la técnica. Brevemente, el accionador 16 de embrague se proporciona para sustituir un pedal de embrague manipulado por el conductor de manera que automatiza parcial o completamente la operación del embrague 12. El accionador 16 de embrague es efectivo para operar el embrague 12 en un modo acoplado o desacoplado. Cuando el embrague 12 está acoplado, la transmisión 13 es impulsada por el motor 11 de vehículo para operar el vehículo a una reducciones seleccionada. Para cambiar la transmisión 13 de una primera reducción a una segunda reducción, el embrague 12 inicialmente se desacopla de manera que la energía ya no es transmitida desde el motor 11 del vehículo a la transmisión 13. Esto permite que el accionador 15 de transmisión lleve a cabo la operación de cambio de velocidad dentro de la transmisión 13 bajo una condición de carga sin momento de torsión para evitar el choque indeseable de los dientes del mecanismo engranado. Posteriormente, el embrague 12 se vuelve a acoplar de manera que se transmite energía desde el motor 11 de vehículo a la transmisión 13 para operar el vehículo a una segunda reducción. Una estructura que se ha encontrado es aceptable para un accionador 16 de embrague se describe en la solicitud de patente Norteamericana No. de serie 08/891,625, cedida comúnmente, presentada el 9 de julio de 1997, la descripción de la cual se incorpora en la presente como referencia. Sin embargo, se apreciará que esta invención se puede llevar a la práctica con cualquier estructura deseada para el embrague 12 y el accionador 16 de embrague. Para facilitar el cambio automático del montaje 14 de árbol de velocidad múltiple, se proporciona un accionador 17 de eje. La estructura y operación del accionador 17 de árbol son convencionales en la técnica. Brevemente, el accionador 17 de árbol se proporciona para sustituir una unión mecánica manipulada por el conductor o un conmutador eléctrico/montaje de motor de manera que automatiza la operación del montaje 14 de árbol. El accionador 17 de árbol puede incluir un motor eléctrico (no mostrado) que es efectivo para operar el montaje 14 de árbol en una reducción deseada. Típicamente, el montaje 14 de árbol es capaz de proporcionar dos reducciones, una primera reducción relativamente baja y una segunda reducción relativamente alta. Por lo tanto, cuando se acopla la primera reducción, las ruedas del vehículo son impulsadas por el motor 11 del vehículo para operar el vehículo a una reducción relativamente baja respecto a la velocidad rotacional de la flecha 13b de salida de la transmisión 13. Similarmente, cuando se acopla la segunda reducción, las ruedas del vehículo son impulsadas por el motor 11 del vehículo para operar el vehículo a una reducción relativamente alta respecto a la velocidad rotacional de la flecha 13b de salida de la transmisión 13. Se proporciona el accionador 17 de árbol para desplazar el montaje 14 de árbol entre la primera y segunda reducciones de la manera descrita posteriormente. Una estructura que se ha encontrado que es aceptable para el accionador 17 de árbol se describe en la solicitud para patente Norteamericana, cedida comúnmente, No. 4,793,458, otorgada el 27 de diciembre de 1988, la descripción de la cual se incorpora en la presente como referencia. Sin embargo, se apreciará que esta invención se puede llevar a la práctica con cualquier estructura deseada para el montaje 14 de árbol y el accionador 17 de árbol. La operación del accionador 16 de embrague, el accionador 15 de transmisión y el accionador 17 de árbol se controlan por un controlador 20 electrónico. El controlador 20 electrónico puede estar constituido de cualquier microprocesador convencional o aparato de computación similar el cual pueda ser programado para operar el accionador 16 de embrague (para llevar a cabo acoplamiento y desacoplamiento automático del embrague 12) , el accionador 15 de transmisión (para llevar a cabo el cambio automático de la transmisión 13 cuando el embrague 12 está desacoplado) y el accionador 17 de árbol (para llevar a cabo el cambio automático del montaje 14 de árbol) como se describe antes. Se describirá con detalle a continuación la operación del controlador 20 electrónico. La operación del controlador electrónico 20 se describirá con detalle posteriormente. Un sensor 21 de velocidad de flecha de salida de transmisión proporciona una señal de entrada al controlador electrónico 20. El sensor 21 de velocidad de flecha de salida de transmisión es convencional en la técnica y está adaptado para generar una señal eléctrica la cual es representativa de la velocidad rotacional real de la flecha 13b de salida de la transmisión 13. Un sensor 22 de posición de embrague también proporciona una señal de entrada al controlador 20 electrónico. La estructura y operación del sensor 22 de posición de embrague es convencional en la técnica y está adaptado para proporcionar una señal eléctrica al controlador electrónico 20 que es representativo de la posición real del embrague 12 conforme se mueve entre las posiciones acoplada y desacoplada. Se proporciona un controlador 23 de motor para controlar la operación del motor 11 del vehículo. El controlador 23 de motor también puede ser modificado como cualquier microprocesador convencional o aparato de computación similar el cual pueda ser programado para operar el motor 11 de una manera deseada. Principalmente, el controlador 23 de motor controla la operación del motor 11 en respuesta a una señal de entrada generada por un sensor 24 de posición de pedal de acelerador. El sensor 24 de posición de pedal del acelerador es convencional en la técnica y se adapta para generar una señal eléctrica la cual es representativa de la posición real del pedal del acelerador (no mostrado) del vehículo. Como es bien sabido, el pedal del acelerador físicamente es manipulado por el pie del conductor del vehículo para controlar la operación del mismo. El pedal del acelerador es presionado por el conductor cuando se desea incrementar la velocidad del motor 11 y mover el vehículo. Inversamente, se libera el pedal del acelerador cuando se desea 5 disminuir la velocidad del motor 11 para disminuir o detener el movimiento del vehículo. Por lo tanto, el controlador 23 del motor controla la velocidad del motor 11 en respuesta a la señal del sensor 24 de posición de pedal del acelerador de manera que opera el vehículo como lo desee el conductor. Si se desea, el sensor 24 de posición de pedal del acelerador puede ser sustituido por un sensor de posición de estrangulador (no mostrado) u otro sensor que responde al conductor el cual genera una señal la cual es representativa de la velocidad deseada o modo de operación del vehículo. Una segunda entrada al controlador 23 de motor es un sensor 25 de velocidad de flecha de salida del motor. El sensor 25 de velocidad de flecha de salida del motor es convencional en la técnica y está adaptado para generar una señal eléctrica la cual es representativa de la velocidad rotacional real de la flecha lia de salida del motor 11. El controlador 20 electrónico y el controlador 23 de motor se comunican entre sí por medio de una línea 26 de enlace común de datos que se extiende entre los mismos. De manera la cual es generalmente convencional en la técnica, el controlador 20 electrónico y el controlador 23 del motor se programan para comunicarse y cooperar entre sí de manera que controlan la operación del vehículo de una manera deseada por el conductor del vehículo. Específicamente, el controlador electrónico 20 y el controlador 23 del motor son efectivos para controlar la operación del motor 11, el embrague 12, la transmisión 13 y el montaje 14 de árbol, de manera tal que el vehículo puede ser arrancado y detenido únicamente por manipulación física de los pedales del acelerador y el freno, similar a una transmisión automática convencional en un carro de pasajeros. Para llevar a cabo esto, las señales del sensor 24 de posición del pedal desacelerador y el sensor 25 de velocidad de flecha de salida del motor están disponibles al controlador 20 electrónico sobre la línea 26 de enlace común de datos. Alternativamente, las señales del sensor 24 de posición de pedal del acelerador y el sensor 25 de velocidad de flecha de salida del motor se pueden alimentar directamente al controlador 20 electrónico. En la modalidad ilustrada, el controlador 20 electrónico responde a la señales de entrada generadas por el sensor 21 de velocidad, el sensor 22 de posición de embrague, y el controlador 23 de motor para controlar la operación del accionador 16 de embrague, el accionador 15 de transmisión y el accionador 17 de árbol. Sin embargo, el controlador 20 electrónico puede responder a cualquier cantidad deseada de señales de entrada, que incluyen aquellas que representan parámetros de operación del vehículo diferentes a las mostradas específicamente, para controlar la operación del accionador 16 de embrague, el accionador 15 de transmisión y el accionador 17 de árbol. La naturaleza específica del algoritmo o programa ejecutado por el controlador 20 electrónico varía en cierta medida de un vehículo a otro. Sin embargo, en general, el controlador 20 electrónico responde a las señales de entrada para provocar que se produzca el cambio ya sea en cualquiera o en ambas de la transmisión 13 y el montaje 14 de árbol para obtener la reducción general deseada para el vehículo. Mediante un cambio apropiado de la transmisión 13 y el montaje 14 de árbol, se pueden llevar acabo la aceleración y desaceleración del vehículo de una manera regular y eficiente. La figura 2 es un diagrama de flujo, indicado generalmente con el número 30, que ilustra un algoritmo simplificado para controlar la operación del controlador 20 electrónico ilustrado en la figura 1. En la primera etapa 31 del algoritmo, el controlador 20 electrónico lee parte o la totalidad de las señales de entrada suministradas al mismo. Después, el algoritmo 30 introduce un punto 32 de decisión en donde el controlador 20 electrónico determina si es necesario un cambio en la reducción total del vehículo, en base en los criterios predeterminados. Típicamente, estos criterios predeterminados se almacenan en una memoria permanente del controlador 20 electrónico. Como se menciona antes, las especificaciones de los criterios predeterminados varían de un vehículo a otro. Esta invención contempla que cualquier criterio predeterminado deseado pueda ser utilizado para determinar si es necesario un cambio en la reducción general del vehículo. Si el controlador 20 electrónico determina que actualmente no es necesario un cambio en la reducción total del vehículo, el algoritmo 30 ramifica de regreso a la primera etapa 31, en donde el controlador 20 electrónico nuevamente lee parte o la totalidad de las señales de entrada suministradas al mismo. Sin embargo, si el controlador 20 electrónico determina que actualmente es necesario un cambio en la reducción total, del vehículo, el algoritmo 30 se ramifica a un punto 33 de instrucción en donde se operan un accionador 15 de transmisión' y un accionador 17 de árbol para obtener la reducción deseada. La determinación si se acciona el accionador 15 de transmisión sólo, si se acciona el accionador 17 de árbol sólo o tanto el accionador 15 de transmisión como el accionador 17 de árbol, dependerá de las reducciones específicas proporcionadas por la transmisión 13 y el accionador 14 de árbol, la reducción total actual, la reducción total deseada y otros factores que son bien conocidos en la técnica. Habitualmente, el accionador 16 de embrague inicialmente es accionado por el controlador 20 electrónico para desacoplar el embrague 12 antes de accionar el accionador 15 de transmisión para cambiar la transmisión 13. El accionador 14 de árbol puede ser accionado en el mismo momento que ocurre el cambio bajo una condición de carga sin momento de torsión. Alternativamente, el accionador 17 de árbol puede estar constituido utilizando una estructura convencional cargada por resortes en donde desvía previamente el montaje 14 de árbol para desplazar o cambiar automáticamente siempre que la magnitud del momento de torsión del mismo disminuya por debajo de un umbral predeterminado. Después de que se ha llevado a cabo un cambio apropiado, el algoritmo 30 se ramifica de regreso a la primera etapa 31, en donde el controlador 20 electrónico nuevamente lee parte o la totalidad de la señales de entrada suministradas al mismo. Con fines de ilustración, supóngase que la transmisión 13 es capaz de proporcionar cuatro proporciones de engranes directas diferentes denominadas como primera, segunda, tercera y cuarta proporciones de engranaje de transmisión. Supóngase además que el montaje 14 de árbol es capaz de proporcionar dos proporciones de engranes diferentes designadas como proporciones de engrane baja y alta, y que la diferencia entre las proporciones de engrane de árbol son mayores que la diferencia entre cualquiera de las proporciones de engrane de transmisión adyacentes. Si el vehículo está en reposo, cuando se presiona el pedal del acelerador, el controlador 20 electrónico determinará que el vehículo sea operado en una primera proporción de engranes. Para llevar a cabo esto, el controlador 20 electrónico inicialmente acciona el accionador 15 de transmisión para cambiar la transmisión 13 a una primera proporción de engrane de transmisión y el accionador 17 de árbol para cambiar el montaje 14 de árbol en la proporción de engrane de árbol baja. La combinación de la primera proporción de engrane de transmisión y la proporción de engrane de árbol baja proporciona la primera proporción de engrane total. Si el vehículo acelera gradualmente, el controlador 20 electrónico subsecuentemente determinará que el vehículo debe ser operado secuencialmente a través de la segunda, tercera y cuarta proporciones de engranes generales. Esto se lleva a cabo al accionar el accionador 15 de transmisión para cambiar la transmisión 13 a una segunda, tercera y cuarta proporciones de engranes de transmisión, mientras se mantiene el montaje 14 de árbol en la proporción de engrane de árbol baja. Para llegar a la quinta proporción de engrane general, el controlador electrónico después accionará el accionador 16 de transmisión para cambiar la transmisión 13 de regreso a la primera proporción de engrane de transmisión, mientras que acciona el accionador 17 de árbol para cambiar el montaje 14 de árbol a al proporción de engrane de árbol alta. Posteriormente, el controlador 20 electrónico accionará el accionador 16 de transmisión para cambiar la transmisión 13 secuencialmente a través de la segunda, tercera y cuarta proporciones de engrane de transmisión mientras se mantiene el montaje 14 de árbol en la proporción de engrane de árbol alta para obtener la sexta, séptima y octava proporciones de engrane generales. Los cambios descendentes se pueden llevar a cabo de una manera similar. Se apreciará que se pueden saltar uno o más proporciones de engranes, en base en las condiciones de operación del vehículo. También se apreciará adicionalmente que el cambio de la transmisión 13 y el montaje 14 de árbol puede variar del mencionado en lo anterior, en base en las proporciones de engrane específicas proporcionadas de esta manera. Se puede ver que el sistema de control electrónico descrito antes proporciona un sistema integrado para controlar automáticamente la operación tanto de la transmisión 13 mecánica automatizada co o del montaje 14 de árbol de velocidad múltiple en el montaje 10 de tren de impulsión de vehículo. Como resultado, el número de proporciones de engrane totales que se proporcionan se extienden mucho más lejos de las proporcionadas individualmente por la transmisión 13 y el montaje 14 de árbol. Además, al suministrar estas proporciones de engrane general adicionales, se lleva a cabo de una manera relativamente sencilla y de una manera eficiente en cuanto a costos, mientras que al mismo tiempo se permite el cambio parcial o completamente automático tanto de la transmisión 13 como del montaje 14 de árbol. De acuerdo con las previsiones de los estatutos de patentes, se ha explicado e ilustrado en su modalidad preferida el principio y modo de operación del esta invención. Sin embargo, debe entenderse que esta invención se pueda practicar de otra manera a la explicada específicamente e ilustradas, sin apartarse de su espíritu o alcance.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un montaje de tren de impulsión para un vehículo, caracterizado porque comprende: una fuente de energía rotacional; una transmisión conectada a la fuente de energía rotacional y operable en una pluralidad de proporciones de engrane de transmisión; un montaje de árbol conectado a la transmisión y operable en una pluralidad de proporciones de engrane de árbol; y un controlador para operar la transmisión en una deseada de una pluralidad de proporciones de engrane de transmisión y para operar el montaje de árbol en una deseada de una pluralidad de proporciones de engrane de árbol para suministrar la proporción de engrane total, deseada para el vehículo.

2. El montaje de tren de impulsión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la transmisión incluye un accionador de transmisión para cambiar la transmisión entre una pluralidad de proporciones de engranes de transmisión, y en donde el controlador opera al accionador de transmisión.

3. El montaje de tren de impulsión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el árbol incluye una pluralidad de accionadores de árbol para cambiar el montaje de árbol entre la pluralidad de proporciones de engrane de árbol, y en donde el controlador opera al accionador del árbol.

4. El montaje de tren de impulsión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la transmisión incluye un accionador de transmisión para cambiar la transmisión entre una pluralidad de proporciones de engrane de transmisión, el árbol incluye un accionador de árbol para desplazar el montaje de árbol entre una pluralidad de proporciones de engrane de árbol, el controlador opera el accionador de transmisión y el accionador de árbol.

5. El montaje de tren de impulsión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un embrague conectado entre la fuente de potencia rotacional y la transmisión.

6. El montaje de tren de impulsión de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el embrague incluye un accionador de embrague para conectar selectivamente la fuente de energía rotacional a la transmisión, y en donde el controlador opera el accionador de embrague.

7. El montaje de tren de impulsión de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el embrague incluye un accionador de embrague para conectar selectivamente la fuente de potencia rotacional a la transmisión, la transmisión incluye un accionador de transmisión para desplazar la transmisión a través de una pluralidad de proporciones de engrane de transmisión, el árbol incluye un accionador de árbol para cambiar el montaje de árbol entre una pluralidad de proporciones de engrane de árbol, y el controlador opera el accionador de embrague, el accionador de transmisión y el accionador de árbol.

8. El montaje de tren de impulsión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador es un controlador electrónico.

9. El montaje de tren de impulsión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye además un sensor para generar una señal que es representativa de una condición de operación del vehículo, y en donde el controlador responde a una señal para operar la transmisión en una deseada de una pluralidad de proporciones de engrane de transmisión y para operar el montaje de árbol en una deseada de una pluralidad de proporciones de engrane de árbol, para suministrar una proporción de engrane total deseada para el vehículo.

10. El montaje de tren de impulsión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye además una pluralidad de sensores para generar señales que son representativas de una pluralidad de condiciones de operación del vehículo, y en donde el controlador responde a las señales para operar la transmisión en una deseada de la pluralidad de proporciones de engrane de transmisión y para operar el montaje de árbol en una deseada de la pluralidad de proporciones de engrane de árbol para proporcionar una proporción de engrane total deseada para el vehículo. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un sistema integrado para controlar automáticamente la operación tanto de la transmisión mecánica 'automatizada como un montaje de árbol de velocidad múltiple en un montaje de tren de impulsión de vehículo que incluye un accionador de transmisión para operar la transmisión en cualquiera de una pluralidad de proporciones de engrane de transmisión. El sistema incluye además un accionador de árbol para operar el montaje de árbol en cualquiera de una pluralidad de proporciones de engrane de árbol. Se proporciona un controlador electrónico para operar la transmisión en una deseada de una pluralidad de proporciones de engrane de transmisión y para operar el montaje de árbol en una deseada de una pluralidad de proporciones de engrane de árbol para suministrar una proporción de engrane total deseada para el vehículo. Para llevar a cabo esto, el controlador electrónico responde a una o más señales de entrada que representan los parámetros de operación del vehículo. Cuando se determina que es necesario un cambio en la proporción de engrane general del vehículo, el controlador electrónico opera tanto el accionador de transmisión como el accionador de árbol para obtener la proporción de engrane total deseada. La determinación de si se accionará el accionador de transmisión únicamente, el accionador de árbol únicamente o tanto el accionador de transmisión como el accionador de árbol, dependerá de las proporciones de engrane específicas proporcionadas por la transmisión y el accionador de árbol, la proporción de engrane total actual, la proporción de engrane total deseada, y otros factores.