ITMI981290A1 - Dispositivo per il comando di uno stato di innesto di una frizione nella catena di azionamento di un autoveicolo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un dispositivo per il comando di uno stato di innesto di una frizione nella catena di azionamento di un autoveicolo con un motore, una frizione ed un cambio con un elemento di selezione per la selezione di una marcia del cambio, con una unità di azionamento,comandabile da una unità di comando, come un attuatore, per l'azionamento, come innesto e/o disinnesto, della frizione, con una unità di comando in collegamento di segnale con sensori ed eventualmente altre unità elettroniche, come un'elettronica del motore, ove con la prima marcia inserita nel cambio o marcia indietro, con motore in moto e pedale del gas non azionato e freno non azionato, il momento torcente trasmissibile dalla frizione viene aumentato in modo tale che il veicolo avanzi lentamente.

Tali dispositivi sono divenuti noti dalla pubblicazione brevettuale DE-OS 4426260. Autoveicoli con tali dispositivi presentano di regola un motore a combustione interna o un'altra unità di azionamento, ove pud essere previsto un sistema ibrido con motore a combustione interna e un accumulatore di energia e/o un motore elettrico. Il sistema di trasmissione di momento torcente, disposto nella catena di azionamento ed effettuante una connessione di azionamento, può venire comandato o azionato in modo automatizzato per mezzo di un attuatore, come una unità di azionamento, per venire innestato e/o disinnestato. Il cambio può essere un cambio a marce azionato manualmente o un cambio automatizzato con cambio di marcia comandato in modo automatizzato. I cambi possono funzionare con o senza interruzione della forza di trazione.

Quando negli autoveicoli di cui sopra con dispositivi di cui sopra viene comandato un avanzamento lento, allora in presenza di un momento della frizione, regolato secondo una curva caratteristica della frizione, per l'avanzamento lento, per esempio nel caso di uno spostamento dal punto di presa, ove il punto di presa è il punto di innesto della frizione, in cui inizia una trasmissione di momento torcente, può risultare un avanzamento lento irregolarmente forte o rapido.

Un avanzamento lento dalla posizione da fermo del veicolo per esempio nella seconda marcia comporta tempi di slittamento più lunghi, e quindi una sollecitazione termica aumentata della frizione. Un avanzamento lento del veicolo in una marcia superiore rispetto alla prima marcia comporta però una confortevolezza di marcia aumentata, poiché con velocità di avanzamento lento aumentata vengono coperti campi di marcia maggiori, che possono venire raggiunti senza azionamento del pedale del gas.

Il compito della presente invenzione è di realizzare un dispositivo di cui sopra e un procedimento per esso, che risolva la contraddizione di cui sopra e nondimeno con ridotta sollecitazione termica della frizione consenta un avanzamento lento o una manovra confortevole del veicolo. Inoltre dovrebbe venire realizzato un dispositivo, che possa venire fabbricato economicamente e presenti contemporaneamente le caratteristiche di confortevolezza richieste per quanto riguarda il comportamento su strada. Inoltre dovrebbe venire realizzato un dispositivo di cui sopra, che migliori dispositivi secondo lo stato della tecnica1e assicuri contemporaneamente una usura minore e una elevata sicurezza di funzionamento.

Questo viene ottenuto secondo il concetto inventivo per il fatto che con una marcia inserita nel cambio superiore alla prima marcia, con motore in moto e pedale del gas non azionato e freno non azionato e a velocità maggiori di una velocità limite predeterminabile,i l momento torcente.trasmissibile.dalla frizione viene aumentato in modo tale che il veicolo avanzi ulteriormente e a velocità al di sotto della velocità limite, il momento torcente trasmissibile dalla frizione venga ridotto, cosicché non avviene alcun avanzamento o avanzamento lento da fermo.

E' opportuno se una marcia superiore è almeno una delle marce:da seconda marcia a quinta o sesta marcia, a seconda se viene impiegato un cambio a cinque marce o un cambio a seimarce.

E' vantaggioso se la velocità limite predeterminabile è una velocità del veicolo nel campo da 2 a 10 km/h, preferibilmente nel campo da 3 a 5 km/h.

Inoltre è vantaggioso se la velocità limite predeterminabile è leggibile da una memoria o da un campo caratteristico.

Analogamente è opportuno se la velocità limite predeterminabile viene scelte differentemente in funzione della marcia inserita.

Secondo un'ulteriore concetto inventivo, nel caso di un procedimento per il comando, come comando o regolazione, di un sistema di trasmissione di momento torcente, può essere vantaggioso se viene impiegato un dispositivo menzionato precedentemente.

L'invenzione viene illustrata esemplificativamente con l'aiuto delle figure.

In questo caso:

la figura 1mostra una rappresentazione schematica di un veicolo e la figura 2 mostra uno schema a blocchi.

La figura 1 mostra schematicamente un veicolo 1 con una unità di azionamento 2, come un motore o un motore termico. Inoltre nella catena di azionamento del veicolo è rappresentata una frizione 3 e un cambio 4. In questo esempio di esecuzione la frizione 3 è disposta nel flusso di forza fra motore e cambio, ove un momento di azionamento del motore viene trasmesso attraverso la frizione al cambio e dal cambio 4 dal lato della presa dimoto ad un albero di presa di moto 5 e ad un asse 6 collegato in cascata nonché alle ruote 6a.

La frizione 3 è configurata come frizione ad attrito, come frizione ad attrito a secco, frizione a lamelle, frizione a polvere magnetica, frizione ad attrito funzionante a umido o frizione di superamento del convertitore, ove la frizione può essere una frizione autoregolante, compensante l'usura. Il cambio 4 è rappresentato come cambio di velocità manuale, come cambio di velocità a marce. Corrispondentemente al concetto inventivo, il cambio può essere però anche un cambio di velocità automatizzato, che può venire azionato in modo automatizzato per mezzo di almeno un attuatore. Come cambio di velocità automatizzato è da intendere inoltre un cambio automatizzato, che viene azionato con una interruzione della forza di trazione e il processo di cambio del rapporto di trasmissione viene eseguito in modo comandato per mezzo di almeno un attuatore.

Inoltre può trovare impiego anche un cambio automatico, ove un cambio automatico è un cambio sostanzialmente senza interruzione della forza di trazione durante i processi di cambio e che di regola è costruito mediante stadi pianetari.

Inoltre può venire impiegato un cambio regolabile in modo continuo. come per esempio un cambio ad avvolgimento di pulegge a gradini. Il cambio automatico può essere eseguito anche con un sistema di trasmissione di momento torcente 3, disposto dal lato della presa di moto, come frizione o frizione ad attrito. La frizione può essere eseguita inoltre come frizione di avviamento e/o frizione invertitrice per l'inversione della direzione di rotazione e/o frizione di sicurezza con un momento torcente trasmissibile comandabile in modo mirato.

La frizione 3 presenta un lato di azionamento 7 e un lato di presa di moto 8, ove un momento torcente viene trasmesso dal lato di azionamento 7 al lato di presa di moto 8, in quanto il disco della frizione 3a viene sollecitato con forza per mezzo della piastra di spinta 3b, la molla a tazza 3c e il cuscinetto di disinnesto 3e "nonché il volano 3d. Per questa sollecitazione la leva di disinnesto 20 viene azionata per mezzo di un dispositivo di azionamento, come un attuatore.

Il comando dello stato di innesto della frizione 3 avviene per mezzo di una unità di comando 13, con un apparecchio di comando, che può comprendere l'elettronica di comando 13a e l'attuatore 13b. In un'altra esecuzione vantaggiosa, 1'attuatore e l'elettronica di comando possono essere disposti anche in due unità costruttive differenti, come corpi.

L'unità di comando 13 può contenere l'elettronica di comando e l'elettronica di potenza per il comando del motore elettrico 12 dell'attuatore 13b. Con ciò si può ottenere per esempio vantaggiosamente che il sistema richieda come unico spazio di montaggio lo spazio di montaggio per l’attuatore con l'elettronica. L'attuatore è costituito da un motore di azionamento 12, come un motore elettrico, ove il motore elettrico 12 agisce su una pompa idraulica 11 tramite una trasmissione, come una trasmissione a vite o trasmissione ad ingranaggi a denti frontali o trasmissione a manovella o trasmissione a vite motrice. Questa azione sulla pompa idraulica può avvenire direttamente o tramite una tiranteria.

Il movimento del pezzo di uscita dell'attuatore, come lo stantuffo della pompa idraulica 11a, viene rivelato con un sensore di percorso della frizione 14, che rivela il posizionamento o la posizione o la velocità o l'accelerazione di una grandezza, che è proporzionale alla posizione o alla posizione di innesto, rispettivamente alla velocità o all'accelerazione della frizione. La pompa idraulica 11 è collegata con il cilindro ricevente 10 tramite una conduttura di mezzi in pressione 9, come una conduttura idraulica. L'elemento di uscita 10a del cilindro ricevente è connesso operativamente con la leva di disinnesto o i l mezzo di disinnesto 20, cosicché un movimento del pezzo di uscita 10a del cilindro ricevente 10 fa si che i l mezzo di disinnesto 20 venga anch’esso spostato o ribaltato, per comandare il momento torcente trasmissibile dalla frizione 3.

L'attuatore 13b per il comando del momento torcente trasmissibile dalla frizione può essere azionabile da un mezzo in pressione, cioè esso può essere equipaggiato con una pompa idraulica del mezzo in pressione e un cilindro ricevente. Il mezzo in pressione può essere per esempio un fluido idraulico o un mezzo pneumatico. L'azionamento della pompa idraulica del mezzo in pressione può essere previsto mediante un motore elettrico, ove il motore elettrico 12 può venire comandato elettronicamente. L'elemento di azionamento dell'attuatore 13b. oltre ad un elemento di azionamento a motore elettrico può essere anche un altro elemento di azionamento, per esemplo azionato da mezzi in pressione. Inoltre possono venire impiegati attuatori magnetici per regolare una posizione di un elemento.

Nel caso della frizione ad attrito, il comando del momento torcente trasmissibile avviene per il fatto che la pressione di contatto delle guarnizioni di attrito del disco della frizione fra il volano 3d e la piastra di spinta 3b avviene in modo mirato. Mediante la posizione del mezzo di disinnesto 20, come forcella di disinnesto o disinnestatore centrale, può venire comandata in modo mirato una sollecitazione con forza della piastra di spinta rispettivamente delle guarnizioni di attrito, ove la piastra di spinta in questo caso può venire spostata fra due posizioni di estremità e regolata e fissata a piacere. Una posizione di estremità corrisponde ad una posizione della frizione completamente innestata e l'altra posizione di estremità ad una posizione della frizione completamente disinnestata. Per il comando di un momento torcente trasmissibile,che è per esempio minore del momento del motore temporaneamente presente, può venire comandata per esempio una posizione della piastra di spinta 3b, che è in una zona intermedia fra le due posizione di estremità. La frizione può venire fissata in questa posizione per mezzo del comando mirato dei mezzi di disinnesto 20. Possono venire comandati però anche momenti della frizione trasmissibili, che sono definitamente al di sopra dei momenti del motore temporaneamente presenti. In un tal caso possono venire trasmessi momenti del motore temporaneamente presenti, ove le disuniformità di momento torcente della catena di azionamento, sotto forma di per esempio picchi di momento torcente, vengono smorzate e/o isolate.

Come stato di innesto viene intesa inoltre la posizione di innesto della frizione, che assicura un momento torcente trasmissibile definito. Perciò lo stato di innesto sostanzialmente è rappresentativo del momento torcente trasmissibile dalla frizione, che può giungere da 0 fino al valore massimo del momento torcente.

Per il comando, come comando o regolazione, della frizione vengono impiegati inoltre sensori, che sorvegliano almeno temporaneamente le grandezze rilevanti dell'intero sistema e forniscono le grandezze di stato, i segnali e i valori di misura necessari per il comando, che vengono elaborati dall'unità di comando, ove può essere previsto ed esistere un collegamento di segnale con altre unità elettroniche, come per esempio con una elettronica del motore o una elettronica di un sistema antibloccaggio (ABS) o una regolazione antislittamento (ASR). I sensori rivelato per esempio numeri di giri, come numeri di giri di ruota, numeri di giri del motore, la posizione della leva di carico, la posizione della valvola a farfalla, la posizione di marcia del cambio, un'intenzione di cambio e ulteriori grandezze caratteristiche specifiche del veicolo.

La figura 1 mostra che trovano impiego un sensore della valvola a farfalla 15, un sensore del numero di giri del motore 16 nonché un sensore tachimetrico 17, che passano valori di misura rispettivamente informazioni all'apparecchio di comando. L'unità elettronica, come unità di calcolatore, dell'unità di comando 13a elabora le grandezze di ingresso del sistema e passa segnali di comando all'attuatore 13b. Il sensore tachimetrico rivela la velocità del veicolo e la mette a disposizione dell'unità di comando. Questo può avvenire anche attraverso un bus dati, come un bus CAN.

Il cambio è eseguito come cambio di velocità a marce, ove i rapporti di trasmissione vengono cambiati per mezzo di una leva del cambio o il cambio viene azionato o comandato per mezzo di questa leva del cambio. Inoltre sulla leva di azionamento, come leva del cambio 18, del cambio di velocità manuale è disposto almeno un sensore 19b, che rivela l'intenzione di cambio e/o la posizione di marcia e la passa all'apparecchio di comando. Il sensore 19a è articolato al cambio e rivela la posizione di marcia momentanea e/o un'intenzione di cambio. Il riconoscimento dell'intenzione di cambio con impiego di almeno uno dei due sensori 19a e 19b può avvenire per il fatto che il sensore è un sensore di forza, che rivela la forza che agisce sulla leva del cambio. Inoltre il sensore può essere eseguito però anche come sensore di percorso o di posizione, ove l’unità di comando riconosce un'intenzione di cambio, dalla variazione temporale del segnale di posizione.

L'apparecchio di comando è in collegamento di segnale almeno temporaneamente con tutti i sensori, e valuta i segnali di sensore e le grandezze di ingresso del sistema in modo tale che in funzione del punto di funzionamento momentaneo l'unità di comando invii ordini di comando o di regolazione ad almeno un attuatore. L'elemento di azionamento 12 dell'attuatore, come motore elettrico, riceve dall'unità di comando, che comanda l'azionamento della frizione, una grandezza di regolazione in funzione dei valori di misura e/o grandezze di ingresso del sistema e/o segnali della sensoristica collegata. A tal scopo, nell'apparecchio di comando è implemeritato un programma di comando come hardware e/o come software,che valuta i segnali di ingresso e con l'aiuto di confronti e/o funzioni e/o campi caratteristici calcola o determina le grandezze di uscita.

L'apparecchio di comando 13 ha implementato in modo vantaggioso una unità di determinazione del momento torcente, una unità di determinazione della posizione di marcia, una unità di determinazione dello slittamento e/o una unità di determinazione dello stato di funzionamento, oppure esso è in collegamento di segnale con almeno una di queste unità. Queste unità possono essere implementate mediante programmi di comando come hardware e/o come software, cosicché per mezzo dei segnali di sensori in ingresso possono venire determinati i l momento torcente dell'unità di azionamento 2 del veicolo 1, la posizione di marcia del cambio 4 nonché lo slittamento, che regna nella zona del sistema di trasmissione di momento torcente, e lo stato di funzionamento momentaneo del veicolo. L'unità di determinazione della posizione di marcia con l'aiuto dei segnali del sensore 19a e 19b determinano la marcia temporaneamente inserita. In questo caso i sensori sono articolati alla leva di cambio e/o a mezzi di regolazione interni al cambio, come per esempio un albero del cambio centrale e un'asta del cambio, e questi rivelano per esempio la posizione:e/o la velocità di questi componenti. Inoltre un sensore della leva di carico 31 può essere disposto sulla leva di carico 30, come pedale del gas, che rivela la posizione della leva di carico. Un ulteriore sensore 32 può fungere da interruttore di folle, cioè con pedale del gas azionato, come leva di carico, questo interruttore di folle 32 è acceso e con pedale non azionato esso è spento, cosicché mediante questa informazione digitale si può riconoscere se è azionata la leva di carico, come il pedale del gas. Il sensore della leva di carico 31 rivela il grado di azionamento delle leva di carico.

La figura 1 oltre al pedale del gas 30, come leva di carico, e ai sensori in collegamento con esso, mostra un elemento di azionamento 40 dei freni per l'azionamento del freno di esercizio o del freno di stazionamento, come pedale del freno, leva del freno a mano o elemento di azionamento, azionato manualmente o a pedale, del freno di stazionamento. Almeno un sensore 41 è disposto sull'elemento di azionamento 40 e sorveglia il suo azionamento. Il sensore 41 è eseguito per esemplo come sensore digitale, come interruttore, ove questo rivela se l'elemento di azionamento è azionato o meno. Con questo sensore può essere in collegamento di segnale un dispositivo di segnalazione, come una luce del freno, che segnala che il freno è azionato. Questo può avvenire sia per il freno di esercizio che per il freno di stazionamento. Il sensore può essere eseguito però anche come sensore analogico, ove un tale sensore, come per esempio un potenziometro, determina il grado di azionamento dell'elemento di azionamento. Anche questo sensore può essere in collegamento di segnale con un dispositivo di segnalazione.

La figura 2 mostra uno schema a blocchi 100 per la rappresentazione di un procedimento secondo l'invenzione in caso di impiego di un dispositivo secondo l'invenzione. Nel blocco 101 viene avviato il procedimento, ove questo viene eseguito in modo temporizzato. Nel blocco 102 si interroga se il numero di giri del motore nmot è maggiore di 400 l/min. Se così è, si può ritenere che il motore sia in moto. Se così non è, il motore è fermo e in 103 si passa ad un altro sottoprogramma di comando. Nel blocco 104 si interroga se il pedale del gas è azionato. Se cosi è, in 105 si passa ad una strategia di avviamento. Se il pedale del gas in 104 non è azionato, nel blocco 106 si interroga se è azionato un freno, come freno di esercizio e/o un freno di stazionamento. Se così è, in 107 si passa ad una interruzione di un processo di avanzamento lento.

Nel blocco 108 da un sensore di riconoscimento di marcia viene rilevata quale marcia è inserita nel cambio o se nel cambio è inserito un folle. Questo sensore rileva per esempio una posizione di un organo di cambio dal lato della trasmissione e riconosce, in base alla posizione, la marcia inserita.

Nel blocco 109 si interroga se è inserito il folle nel cambio. Se così è, in 110 viene ulteriormente eseguito un altro procedimento. Se non è inserito alcun folle, in 111 si interroga se è inserita nel cambio la prima marcia o la marcia indietro. Se così è, in 112 viene instaurato un momento di avanzamento lento, affinchè il veicolo avanzi lentamente prima che in 113 venga concluso il procedimento.

Se nel blocco 111 non è inserita la prima marcia o la marcia indietro, nel blocco 114 è inserita la seconda marcia o una marcia superiore. Successivamente in 115 viene letta la velocità limite. Questa può venire letta in funzione della marcia inserita, oppure, in un altro esempio di esecuzione, può venire scelta indipendentemente dalla marcia.

Nel blocco 116 la velocità del veicolo viene confrontata con questo valore limite della velocità. Se la velocità del veicolo è maggiore del valore limite, in 112 viene instaurato il momento di avanzamento, affinchè il veicolo avanzi ulteriormente. Se la velocità del veicolo è minore del valore limite, il momento di avanzamento in 117 non viene instaurato o eliminato. Ciò non provoca alcun avanzamento lento in questa marcia, ma un ulteriore avanzamento in questa marcia.

Le rivendicazioni brevettuali depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per 11ottenimento di un'ulteriore protezione brevettuale. La richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori caratteristiche rese note finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni.

I riferimenti impiegati in sottorivendicazioni rimandano all'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; essi non sono da intendere come una rinuncia all'ottenimento di una protezione oggettiva autonoma per le caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti i riferimenti.

Gli oggetti di queste sottorivendicazioni formano però anche invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti della precedenti sottorivendicazioni.

L'invenzione inoltre non è limitata agli esempi di esecuzione della descrizione. Invece nell'ambito dell'invenzione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolari varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che sono inventivi per esempio mediante combinazione o modifiche di singole caratteristiche rispettivamente elementi o passi di procedimenti, descritti in connessione con la descrizione generale e forme di esecuzione nonché descritti nelle rivendicazioni e contenuti nei disegni, e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi lassi di procedimento rispettivamente sequenze di passi di procedimento, anche per quanto riguarda procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il comando di uno stato di innesto di una frizione nella catena di azionamento di un autoveicolo con un motore, una frizione e un cambio, con una unità di azionamento comandabile da una unità di comando, come un attuatore, per l'azionamento, come innesto e/o disinnesto, della frizione, caratterizzato dalla sua particolare esecuzione e dal suo particolare modo di funzionamento corrispondentemente ai documenti della presente domanda.
2. 2. Dispositivo per il comando di uno stato di innesto di una frizione nella catena di azionamento di un autoveicolo con un motore, una frizione e un cambio con un elemento di selezione per la selezione di una marcia del cambio, con una unità di azionamento, comandabile da una unità di comando, come un attuatore, per l'azionamento, come innesto e/o disinnesto, della frizione, con una unità di comando in collegamento di segnale con sensori ed eventualmente altre unità elettroniche, come un'elettronica del motore, ove con la prima marcia o la marcia indietro inserita nel cambio, con motore in moto e pedale del gas non azionato e freno non azionato, il momento torcente trasmissibile dalla frizione viene aumentato in modo tale che il veicolo avanzi, ove con una marcia superiore inserita nel cambio, con motore in moto e pedale del gas non azionato e freno non azionato e a velocitàmaggiori di una velocità limite predeterminabile, il momento torcente trasmissibile dalla frizione viene aumentato in modo tale che il veicolo avanzi ulteriormente e a velocità al di sotto della velocità limite, il momento torcente trasmissibile dalla frizione viene ridotto, in modo tale che non avvenga alcun avanzamento o avanzamento lento da fermo.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che una marcia superiore è almeno una delle marce: da seconda marcia a quinta o sesta marcia.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la velocità limite predeterminabiìe è una velocità del veicolo nel campo da 2 a 10 km/h, preferibilmente nel cambio da 3 a 5 km/h.
5. 5. Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la velocità limite predeterminabile è leggibile da una memoria o da un campo caratteristico.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la velocità limite predeterminabiìe viene scelta differentemente in funzione della marcia inserita.
7. 7. Procedimento per il comando o la regolazione di uno stato di innesto di una frizione, in particolare per mezzo di un dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni.