ITMI20011323A1 - Procedimento e dispositivo per compensare l'influenza del numero di giri sulla curva caratteristica di una frizione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un procedimento e un dispositivo per la compensazione dell'influenza del numero di giri sulla curva caratteristica di una frizione.

Frizioni automatizzate, in particolare quelle frizioni comandate elettronicamente, che vengono comandate da un apparecchio di comando equipaggiato preferibilmente con un microprocessore con relative memorie, trovano sempre più impiego in autoveicoli. Essi migliorano non soltanto la confortevolezza di azionamento, bensì contribuiscono, soprattutto in connessione con cambi automatizzati, alla riduzione del consumo.

Una grandezza importante per il funzionamento rispettivamente per il comando di tali frizioni automatizzate è una curva caratteristica, che stabilisce il percorso nominale di un organo di regolazione in funzione di un momento da trasmettere dalla frizione, in particolare il momento di slittamento della frizione. Questa curva caratteristica, chiamata anche curva caratteristica del momento di regolazione, nel corso della vita della frizione, varia lentamente a causa di usura e altro e viene attualizzata rispettivamente adattata per la compensazione di queste variazioni lente mediante controllo automatico in punti di funzionamento predeterminati. Una variazione a breve termine della curva caratteristica del momento di regolazione, per esempio una variazione entro pochi secondi, non viene riconosciuta dal sistema di comando della frizione.

Numerose frizioni presentano però tali variazioni, che avvengono

mente nel tempo, della loro curva caratteristica del momento di regolazione, per esempio variazioni che dipendono dal rispettivo numero di giri. Il mancato riconoscimento di variazioni della curva caratteristica può condurre ad un funzionamento non soddisfacente della frizione, ad usura supplementare della frizione e a perdite di confortevolezza al cambio e in particolare all'avviamento.

Alla base dell'invenzione vi è il compito si realizzare una soluzione per il problema menzionato precedentemente.

Una soluzione di questo compito viene ottenuta con le caratteristiche della rivendicazione 1.

Secondo l'invenzione, si tiene conto di influenze, provocate dal numero di giri della frizione, sulla curva caratteristica del momento di regolazione, che agiscono di volta in volta in modo rapidamente variabile istantaneamente e corrispondentemente a variazioni del numero di giri, in quanto le posizioni (nominali) di un organo di regolazione, date dalla curva caratteristica del momento di regolazione, vengono variate corrispondentemente per la frizione. In tal modo la curva caratteristica del momento di regolazióne, che può contenere già una dipendenza dal numero di giri del momento della frizione da trasmettere ed è la base dell'intero comando della frizione, viene mantenuta e viene corretta mediante un semplice software di correzione, che può essere depositato sotto forma di funzioni o campi caratteristici. Le correzioni necessarie, dipendenti dal numero di giri, possono venire registrate sul banco prova in modo specifico per il veicolo e/o per la frizione e venir depositate nel software.

Le sottorivendicazioni da 2 a 5 riguardano forme di esecuzione e perfezionamenti vantaggiosi del procedimento secondo l'invenzione.

La rivendicazione 6 caratterizza la struttura fondamentale di un dispositivo per la soluzione del compito dell'invenzione.

Il dispositivo secondo la rivendicazione 6 viene perfezionato in modo vantaggioso con le caratteristiche delle rivendicazioni da 7 a 10.

L'invenzione è adatta per l'impiego per ciascun tipo di frizioni automatizzate, il cui comportamento, in particolare la sua curva caratteristica del momento di regolazione, dipende dal numero di giri.

L'invenzione è particolarmente adatta per l'impiego in autoveicoli con una frizione automatizzata, comandata da un apparecchio di comando in funzione di parametri di funzionamento della linea di azionamento.

L'invenzione viene illustrata esemplificativamente con ulteriori particolari in base à disegni schematici.

La figura 1 rappresenta uno schema a blocchi di un dispositivo secondo 1'invenzione e

la figura 2 rappresenta una curva caratteristica del momento di regolazione e

la figura 3 rappresenta componenti di un azionamento idraulico della frizione. Secondo la figura 1, la linea di azionamento di un autoveicolo contiene un motore a combustione interna 2, una frizione 4 e un cambio 6, dal quale un albero di azionamento 8 conduce a ruote di azionamento non rappresentate.

Il cambio 6, che può essere un cambio di velocità manuale tradizionale, un cambio di velocità manuale automatizzato, o un cambio del braccio di puleggia conica con rapporto di trasmissione variabile in modo continuo o un altro cambio che richiede una frizione, nell'esempio rappresentato è un cambio di velocità manuale automatizzato. Per l'azionamento rispettivamente per l'azionamento del cambio 6 serve un dispositivo di comando 9, che è comandabile in modo di per se noto da un dispositivo di selezione 10 per mezzo di una leva di selezione 12 attraverso un apparecchio di comando 14.

La frizione 4 è per esempio una frizione a dischi di attrito con un dispositivo di azionamento 16, che è eseguito in modo idraulico, elettrico, elettroidraulico e in altro modo di per sè noto e presenta un organo di regolazione per l'azionamento per esempio di una leva di disinnesto della frizione.

Sensori contenuti nella linea di azionamento, come un sensore di pressione 18 per il rilevamento della pressione di aspirazione del motore 2, . un sensore di numero di giri 20 per il rilevamento del numero di giri nM dell'albero a gomiti del motore, un sensore 22 per il rilevamento della posizione α di un pedale dell'acceleratore 24, un sensore 26 per il rilevamento della posizione della leva di selezione 12 e un ulteriore sensore di numero di giri 28 per il rilevamento del numero di giri dell'albero di azionamento, sono collegati con gli ingressi dell'apparecchio di comando 14.

Nell'apparecchio di comando 14, che contiene in modo di per sè noto un microprocessore con memoria 29 associata, sono depositati campi caratteristici rispettivamente programmi, con i quali vengono comandati attuatori, come un organo di regolazione del carico 30 per la regolazione del carico del motore 2, il dispositivo di azionamento 16 della frizione nonché il dispositivo di regolazione 9 del cambio 6.1 singoli attuatori possono essere costruiti in modo tale che la loro posizione sia nota direttamente nell'apparecchio di comando 14, per esempio come motori passopasso, o possono essere previsti ulteriori trasduttori di posizione, come per esempio un trasduttore di posizione 32 per il rilevamento della posizione di un organo di rivelazione per la frizione 4 e la sua retroazione all'apparecchio di comando 14.

Strutture in funzione del dispositivo descritto sono di per se note e quindi non vengono illustrate in dettaglio. A seconda del desiderio del guidatore comunicato attraverso il pedale dell'acceleratore 24 e il desiderio comunicato attraverso la leva di selezione 12 secondo un programma di marcia rispettivamente una direzione di marcia, l'organo di regolazione del carico 30, il dispositivo di azionamento 16 e il dispositivo di regolazione 9 vengono azionati in modo mutuamente adattato in funzione dei segnali forniti dai sensori affinché risulti una marcia confortevole.

Per l'azionamento della frizione 4 per esempio in una memoria dell'apparecchio di comando 14 è depositata una curva caratteristica del momento di regolazione, che è la base del comando della frizione e che indica il momento di slittamento della frizione in funzione della posizione nominale, regolata dal dispositivo di azionamento 16, di un organo di regolazione della frizione 4. Un esempio di una tale curva caratteristica del momento di regolazione è rappresentata in figura 2, ove l'ascissa indica la posizione s dell'organo di regolazione e l'ordinata il momento di volta in volta trasmissibile della frizione, cioè il rispettivo momento di slittamento. In s1 la frizione è completamente aperta; in S0 essa è completamente chiusa. SR indica una posizione di riferimento, rispetto alla quale le posizioni s sono percorsi di regolazione. SR può essere definita per esempio mediante un arresto.

Per ragioni connesse alla buona regolazione, all'uso della frizione e al consumo di energia del dispositivo di azionamento, il momento della frizione di volta in volta trasmissibile (momento di slittamento) deve essere grande soltanto quanto è ogni volta necessario, ove viene mantenuta una sicurezza sufficiente contro uno slittamento. Il momento necessario da trasmettere risulta dal desiderio del guidatore rispettivamente dalla posizione del pedale dell'acceleratore 24, per esempio dal carico rilevato dal sensore 18 del motore a combustione interna 2, nonché da eventuali e ulteriori parametri di funzionamento, come il numero di giri del motore 20.

La curva caratteristica del momento di regolazione ha un'influenza decisiva su un avviamento confortevole e uno svolgimento confortevole dei processi di cambio. La curva caratteristica varia nel corso della durata della frizione e viene attualizzata rispettivamente registrata per esempio in funzione dell'usura in presenza di condizioni di funzionamento più determinate, per esempio uno slittamento nel caso di un momento del motore predeterminato, una chiusura o apertura completa della frizione e così via, in modo di per sé noto.

Variazioni istantanee rispettivamente veloci della curva caratteristica del momento di regolazione, che sono provocate per esempio sulla base della costruzione della frizione (che possono essere predeterminate insieme dalle condizioni di montaggio spaziali) dal numero di giri, non vengono riconosciute e corrispondentemente non vengono considerate. Questo nel funzionamento di marcia può condurre a problemi, come perdite di confortevolezza all'avviamento, cambi poco confortevoli e anche slittamento involontario della frizione.

Ampie prove hanno dato come risultato che a seconda della costruzione della frizione, la posizione nominale s dell'organo di regolazione rispettivamente il percorso nominale, del quale esso deve venire spostato dalla posizione di riferimento SR, affinché possa venire trasmesso un momento torcente predeterminato, aumenta o diminuisce dipendentemente dal numero di giri della frizione rispettivamente dell'albero a gomiti del motore, se la frizione è flangiata a questo albero. In questo caso esistono per esempio due diversi fattori di influenza: da un lato la curva caratteristica del momento di regolazione si sposta dipendentemente dal numero di giri complessivamente in direzione della freccia doppia I, per esempio con numero di giri crescente verso posizioni nominali maggiori rispettivamente verso percorsi di spostamento maggiori, ove questo spostamento può dipendere inoltre dal rispettivo movimento di slittamento. D'altro lato varia la posizione zero della frizione, che è la posizione s0, in corrispondenza della quale la frizione è completamente chiusa e il sistema di disinnesto è privo di forza, per esempio a causa di uno spostamento della posizione delle linguette della molla a tazza, dipendentemente dal numero di giri (freccia doppia II).

Secondo l'invenzione le menzionate nonché eventualmente ulteriori variazioni della curva caratteristica del momento di regolazione dipendenti dal numero di giri, che sono di volta in volta efficaci istantaneamente, vengono compensate in guanto la curva caratteristica del momento di regolazione depositata nell'apparecchio di comando 14 viene variata corrispondentemente a influenze di numero di giri misurate sul banco prova o determinate col calcolo. Le variazioni Δs possono essere memorizzate come funzione dipendente dal numero di giri Δ s = f(nM) nella memoria 29 dell'apparecchio di comando 14 (nM= numero di giri del motore rispettivamente della frizione) oppure come campo caratteristico. In caso di determinazione puntiforme di Δs, di volta in volta si interpola. Grazie alla variazione della curva caratteristica del momento di regolazione, che avviene istantaneamente corrispondentemente al numero di giri ogni volta presente, corrispondentemente alle variazioni depositate nella memoria 29 possono venire impediti cambi poco confortevoli, troppo duri o troppo agevoli, o un avviamento poco confortevole o uno slittamento indesiderato della frizione. Le variazioni necessarie per la compensazione di queste variazioni, dipendenti dal numero di giri, del percorso nominale rispettivamente della posizione nominale si posso approssimare rispettivamente indicare per esempio mediante le seguenti espressioni:

1. Spostamento dipendente dal numero di giri della curva caratteristica:

(1),

ove a1 e a2 sono costanti e è il numero di giri della frizione rispettivamente il numero di giri del motore.

2. Variazione, dipendente dal numero di giri, della posizione zero della frizione:

(2),

ove sono costanti.

3. Per la variazione complessiva risulta:

Si capisce che possono venire impiegate anche altre relazioni quali polinomi di secondo grado per l'approssimazione, per esempio polinomi di terzo grado.

4. Variazione, dipendente dal numero di giri, dalla posizione zero della frizione con dispositivo di compensazione (foro di compensazione):

sono ampiamente diffusi dispositivi di azionamento della frizione 16 con una struttura secondo la figura 3:

in un cilindro 36 riempito con fluido idraulico lavora uno stantuffo 38, che è connesso attraverso un organo di regolazione 40 con un motore elettrico 42, che viene comandato dall'apparecchio di comando 14 (figura 1). Il cilindro presenta un foro di compensazione 44, che è collegato attraverso una conduttura 45 con un recipiente di compensazione (non rappresentato). Dalla cavità in pressione 46 del cilindro parte una conduttura 48, che conduce ad un cilindro di azionamento 50 della frizione, in cui lavora uno stantuffo di azionamento 52, che è connesso tramite la sua asta di stantuffo per esempio con la leva di disinnesto 54 della frizione. La posizione A, che viene indicata generalmente come posizione zero della frizione di compensazione o scarico o posizione zero della frizione nominale, è la posizione, al cui superamento da parte dello stantuffo 38 secondo la figura 3 verso destra, nella cavità in pressione 46 si instaura pressione per l'azionamento della frizione. La posizione A corrisponde alla posizione s0 in figura 2. Nel caso della struttura descritta l'organo di regolazione 40 non è connesso direttamente con la leva di disinnesto 54, bensì con interposizione della trasmissione idraulica, definita dalle sezioni trasversali dei cilindri 36 e 50, ove il foro di compensazione 44 inoltre fa sì che variazioni della posizione zero della leva di disinnesto 54 vengano di volta in volta trasmesse all'organo di regolazione 40, quando viene superato il foro di compensazione 44. Un instaurarsi di pressione nella cavità in pressione 46 all'inizio del disinnesto della frizione è possibile, dopo un superamento del foro di compensazione 44 verso sinistra, soltanto quando il foro di compensazione 44 viene superato verso destra. Corrispondentemente a ciascun processo di compensazione avviene automaticamente una correzione della variazione esistente della posizione zero della frizione nel caso del numero di giri che regna durante il processo di compensazione.

La variazione, dipendente dal numero di giri, menzionata precedentemente in 2, della posizione zero della frizione Δ S2, quindi in presenza di un dispositivo di compensazione o di un dispositivo corrispondente, operante qui in modo puramente meccanico, con cui possono venire compensate istantaneamente variazioni della posizione zero della frizione, è come segue:

(4),

ove ns è il numero di giri del motore nel caso dell'ultimo rispettivamente dell'immediatamente precedente processo di compensazione (numero di giri di compensazione). Tali processi di compensazione avvengono in modo di per sè noto nel funzionamento di marcia pratico in presenza di stati di funzionamento predeterminati. Come mostra la precedente relazione, mediante il termine tra parentesi le correzioni necessarie, determinate sul banco prova, della posizione zero possono venire ridotte della regolazione o registrazione raggiunta mediante il processo di compensazione.

L'intera correzione per la compensazione di variazioni, dipendenti dal numero di giri, del percorso nominale di un organo di regolazione della frizione è quindi nuovamente data da:

rispettivamente (5)

5. Considerazione del momento minimo.

Le correzioni precedentemente descritte fanno sì che il dispositivo di azionamento 16 sia sempre attivo, poiché il numero di giri del motore non è mai costante.

Per mantenere ridotta la sollecitazione del dispositivo di azionamento 16, in campi di funzionamento, in cui l'apparecchio di comando fissa, dipendentemen e da parametri di funzionamento della linea di azionamento, un momento della frizione minimo posto al di sotto di un momento predeterminato, vengono eseguite soltanto correzioni corrispondenti al secondo termine di

Con ciò si ottiene che l'attuatore rispettivamente il dispositivo di azionamento, quando il comando si trova nella zona di un momento minimo da trasmettere dalla frizione (per esempio funzione di avanzamento lento), sia fermo in una posizione, che corrispondentemente alla curva caratteristica del momento di regolazione, corrisponde alla posizione nominale s, ma è corretta della compensazione eseguita durante l'ultimo processo di compensazione .

Ulteriori possibilità di ridurre la sollecitazione del dispositivo di azionamento sono come segue:

- una correzione rispettivamente variazione del percorso nominale avviene soltanto quando il valore di correzione Δ s supera un valore di soglia predeterminato.

- una correzione avviene soltanto in determinate situazioni di marcia, nelle quali è forzatamente necessaria una gestione della frizione precisa per una buona confortevolezza con buona accelerazione, per esempio all'avviamento e/o all'innesto della frizione dopo un processo di cambio.

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

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 combinazioni di caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti i riferimenti.

Poiché gli oggetti delle sottorivendicazioni per quanto riguarda lo stato della tecnica nel giorno di priorità possono formare invenzioni pròprie e autonome, la richiedente si riserva di renderli oggetto di rivendicazioni indipendenti o di domande divisionali. Essi possono contenere inoltre anche invenzioni autonome, ohe presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni. Gli esempi di esecuzione non sono da intendere come limitazione dell'invenzione. Invece nell'ambito della presente descrizione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare tali varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che per esempio mediante combinazione o modifica di singole caratteristiche rispettivamente elementi o passi di procedimento, descritti in connessione con la descrizione generale e le forme di esecuzione nonché le rivendicazioni, e contenuti nei disegni, sono rilevabili dall'esperto per quanto riguarda la soluzione del compito, e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento rispettivamente sequenze di passi di procedimento, anche per quanto riguarda procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per compensare l'influenza del numero di giri sulla curva caratteristica del momento di regolazione di una frizione, con il quale procedimento viene misurato il numero di giri della frizione e viene variata una posizione nominale, corrispondente alla curva caratteristica del momento di regolazione, di un organo di regolazione per la frizione in funzione del numero di giri.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, ove la curva caratteristica del momento di regolazione viene variata complessivamente dipendentemente dal numero di giri, e una posizione zero dell'organo di regolazione, corrispondente alla curva caratteristica del momento di regolazione, in corrispondenza della quale posizione la frizione è completamente innestata, viene variata dipendentemente dal numero di giri.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui alla variazione della posizione zero viene presa in considerazione una compensazione, che avviene meccanicamente, di variazioni, dipendenti dal numero di giri, della posizione zero dell'organo di regolazione.
4. 4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, ove le variazioni avvengono in modo dipendente dalla prima e dalla seconda potenza del numero di giri.
5. 5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, ove la variazione dipendente dal numero di giri della posizione nominale nel caso di una frizione contenuta in autoveicolo avviene soltanto all'avviamento e/o all'innesto dopo un processo di cambio.
6. 6. Dispositivo per compensare l'influenza del numero di giri sulla curva caratteristica del momento di regolazione di una frizione, contenente sensori per il rilevamento di parametri di funzionamento rilevanti per l'azionamento di una frizione, contenuta in una linea di azionamento di un autoveicolo, un dispositivo di azionamento per l'azionamento di un organo di regolazione della frizione e un apparecchio di comando, che comanda il dispositivo di azionamento corrispondentemente ad una curva caratteristica del momento di regolazione memorizzata, che indica una posizione nominale dell'organo di regolazione in funzione di parametri di funzionamento rilevati dai sensori, un sensore di numero di giri per il rilevamento di un numero di giri della frizione, un dispositivo di memoria, in cui sono memorizzate variazioni, dipendenti dal numero di giri, della curva caratteristica del momento nominale, e un dispositivo di correzione, che varia la posizione nominale corrispondentemente alle variazioni memorizzate.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, ove l'organo di regolazione del dispositivo di azionamento contenente un motore di regolazione è connesso con uno stantuffo, che lavora in un cilindro munito di un foro di compensazione, connesso idraulicamente con un componente di azionamento della frizione, il quale cilindro è connesso mediante una conduttura con un ulteriore cilindro, in cui lavora uno stantuffo per la movimentazione di un componente di azionamento della frizione, e il dispositivo di correzione varia le posizioni nominali dell'organo di regolazione inoltre dipendentemente dal rispettivo numero di giri, che aveva la frizione all'ultimo superamento del foro di compensazione da parte dello stantuffo.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, ove al di sotto di un momento minimo, che deve venir trasmesso dalla frizione, la posizione nominaie dell'organo di regolazione viene variata soltanto dipendentemente dal numero di giri, che aveva la frizione all’ultimo superamento di una posizione di compensazione.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, ove la variazione Δ s della posizione nominale dell'organo di regolazione avviene corrispondentemente alla seguente relazione:

   ove sono costanti, nm è il numero di giri della frizione istantaneo e nsb il numero di giri, che aveva la frizione all'ultimo superamento di una posizione di compensazione.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, ove la variazione Δs della posizione nominale dell'organo di regolazione al di sotto di un momento minimo da trasmettere dalla frizione, avviene corrispondentemente alla seguente relazione:

    ove b1 e b2 sono costanti e e il numero di giri, che aveva la frizione all'ultimo superamento di una posizione di compensazione.