ES2323892T3 - Procedimiento y dispositivo de control automatico del mecanismo de transmision para una caja de cambios de vehiculos industriales o comerciales. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo de control automatico del mecanismo de transmision para una caja de cambios de vehiculos industriales o comerciales. Download PDF

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Abstract

Dispositivo de control automático del mecanismo de transmisión para una caja de cambios de vehículos industriales y comerciales, comprendiendo dicho dispositivo una palanca de cambio de transmisión, con selección de función automática o semiautomática, un panel que comprende un volante (V), que comprende: - una palanca de cambio de transmisión (L(ARRIBA-ABAJO) situada en el volante, que se puede accionar manualmente empujando en direcciones de control diferentes desde una posición central de reposo, con retorno automático, estando dispuestas una primera y una segunda dirección de control de la palanca de cambio de transmisión en direcciones opuestas respecto a la posición de reposo y accionando uno o dos mecanismos de transmisión superiores o inferiores, respectivamente, dependiendo de la duración del accionamiento; - un primer, un segundo y un tercer pulsador (D(M), (N), (R(M)), dispuestos en el panel cercano a la palanca de cambio de transmisión, accionados por medio de presión manual, con dos funciones diferentes dependiendo de la duración de la presión, que seleccionan funciones automáticas o semiautomáticas de cambio de marchas, marcha hacia atrás, posición de punto muerto, maniobra hacia delante, maniobra hacia atrás; - una unidad de control electrónico (CNT), que puede generar señales de control del mecanismo de transmisión de dicha palanca de cambio de transmisión, en respuesta a señales de entrada, proporcionando dicha palanca de cambio de transmisión y dichos pulsadores a dicha unidad de control electrónico (CNT) dichas señales de entrada en función del accionamiento manual, caracterizándose el dispositivo porque: - con una breve presión de dicho primer pulsador (D(M)) se cambia entre dicha función automática del mecanismo de transmisión y dicha función semiautomática del mecanismo de transmisión, mientras que con la presión prolongada se selecciona dicha función de maniobra hacia delante; - con dicho segundo pulsador (N) se selecciona dicha posición de punto muerto; - con una breve presión del tercer pulsador (R(M)) se selecciona dicha función de marcha hacia atrás, mientras que con una pulsación prolongada se selecciona dicha función de maniobra hacia atrás; - dicha palanca de cambio de transmisión (L(ARRIBA-ABAJO)), cuando se acciona en dicha primera dirección de control, aumenta una marcha cuando el accionamiento es breve o aumenta dos marchas cuando el accionamiento es más prolongado, y cuando se acciona en una segunda dirección de control, reduce una marcha cuando el accionamiento es breve o reduce dos marchas cuando el accionamiento es más prolongado.

Description

Procedimiento y dispositivo de control automático del mecanismo de transmisión para una caja de cambios de vehículos industriales o comerciales.
Esta invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo de control automático del mecanismo de transmisión para una caja de cambios de vehículos industriales o comerciales.
En los vehículos industriales se usan palancas de cambio con varias marchas hacia delante y una o más marchas hacia atrás.
La activación manual de dichas marchas por medio de una palanca de selección convencional, por lo general, es una operación incómoda, que requiere considerable esfuerzo físico del conductor y puede, en algunos casos, distraerle mientras conduce. Además, para una elección óptima de la marcha que se debe engranar es necesario que el conductor tenga bastante experiencia, teniendo en cuenta la situación operativa del vehículo y los límites de velocidad de rotación a los que debe funcionar el motor.
Estos inconvenientes se han resuelto sólo parcialmente en el engranaje automático, es decir, en los que el engranaje de marchas se realiza con medios de accionamiento hidráulico controlados por una unidad de control electrónico en respuesta a señales de entrada generadas por un dispositivo de selección manual; por lo general, dicho dispositivo comprende una palanca que se puede desplazar a lo largo de un plano desde una posición central de reposo hasta dos posi-
ciones de activación opuestas, correspondientes al engranaje de la marcha superior o inferior a la marcha engranada.
Asimismo, con frecuencia se proporcionan medios para obtener rápidamente el engranaje de una marcha no adyacente a la marcha engranada. Normalmente, dichos medios consisten en pulsadores y/o pequeñas palancas unidas a la empuñadura de la palanca.
En el documento US 6.260.432 B1 se describe un dispositivo de control automático de transmisión por engranajes del tipo que se ha citado anteriormente, que describe un dispositivo de selección para una transmisión automática de un automóvil, provisto de una palanca de cambio de transmisión situada en un volante, adecuada para accionarla manualmente empujando en una dirección de control diferente desde una posición central de reposo, y de pulsadores dispuestos en el panel cercano a la palanca y que se accionan manualmente. La palanca de cambio de transmisión y los pulsadores están conectados a una unidad de control que recibe señales de entrada correspondientes.
Los dispositivos de control del tipo que se ha descrito brevemente hacen que la selección de marchas sea, sin duda, más cómoda respecto a las palancas tradicionales. No obstante, dichos dispositivos implican, que el conductor tenga que llevar a cabo acciones poco intuitivas y, en cierto modo, muy distintas de la práctica de manejo a la que el conductor está acostumbrado. Las consecuencias negativas de esta situación son considerables. Durante el uso, el conductor debe estar demasiado atento al funcionamiento del mecanismo de transmisión y distraerse de la conducción, además es relativamente fácil realizar una activación accidental e imprevista, con los riesgos evidentes que esto conlleva. Un dispositivo de control, un procedimiento y un programa informático, según la presente invención, tienen las características de las reivindicaciones independientes 1, 3 y 8.
Por lo tanto, el objetivo de esta invención es indicar un procedimiento y un dispositivo de control automático del mecanismo de transmisión para una caja de cambios de vehículos industriales o comerciales que solucione todos los inconvenientes que se han mencionado anteriormente.
El objeto de la presente invención es un dispositivo automático del mecanismo de transmisión para una caja de cambios de vehículos industriales o comerciales, comprendiendo dicho dispositivo un cambio de marchas, con selección automática o semiautomática de funciones y un panel que comprende un volante (V), caracterizado porque comprende:
-
una unidad de control electrónico, que puede generar señales de control para el mecanismo de transmisión de dicho cambio de marchas en respuesta a señales de entrada;
-
una palanca de cambio de transmisión situada en el volante, que se puede accionar manualmente empujando en direcciones de control diferentes desde una posición central de reposo, con retorno automático, estando dispuestas una primera y una segunda dirección de control de la palanca de cambio en direcciones opuestas respecto a la posición de reposo y accionando uno o dos mecanismos de transmisión superiores o inferiores, respectivamente, dependiendo de la duración del accionamiento;
-
un primer, un segundo y un tercer pulsador dispuestos en el panel cercano a la palanca de cambio de transmisión, accionados por medio de presión manual, con dos funciones diferentes dependiendo de la duración de la presión, que seleccionan funciones automáticas o semiautomáticas de cambio de marchas, marcha hacia atrás, posición de punto muerto, maniobra hacia delante, maniobra hacia atrás;
-
proporcionando dicha palanca de cambio de transmisión y dichos pulsadores a la unidad de control electrónico dichas señales de entrada en función del accionamiento manual.
Un objeto específico de la presente invención es un procedimiento y un dispositivo de control automático del mecanismo para una caja de cambios de vehículos industriales o comerciales, según se describe más detalladamente en las reivindicaciones que forman parte integral de la presente descripción.
Los objetivos y ventajas de la presente invención resultarán evidentes en vista de la descripción detallada de una forma de realización de la misma (y de las variantes de la misma) y de los dibujos adjuntos que se dan a modo de ejemplo no limitante, en los que:
la fig. 1 ilustra una representación esquemática de un dispositivo de control automático y semiautomático del mecanismo de transmisión de un vehículo, objeto de la presente invención;
las figs. 2 y 3 ilustran diagramas de flujo operativo del dispositivo.
En particular, en relación con la figura 1, el dispositivo de control comprende una palanca, situada en el volante, y pulsadores en el salpicadero situado cerca de la palanca.
La palanca L (ARRIBA-ABAJO), situada en el volante V, que se usa para cambiar de marcha, es una palanca multiusos, en el sentido de que también sirve para controlar otras funciones, tales como, Control de Crucero, Limite de Velocidad, Ralentizador Hidráulico, etc., está provista de cuatro direcciones de desplazamiento ortogonal, dos de las mismas con retorno automático a la posición central, y dos pulsadores.
Para control semiautomático del mecanismo de transmisión se usan dos direcciones de desplazamiento opuestas, en un sentido superior e inferior, respectivamente. Por ejemplo, un movimiento corto en una dirección controla un aumento de una marcha, mientras que manteniendo desplazada la palanca más tiempo se obtiene un aumento de dos marchas. En la dirección opuesta se obtiene una reducción de una o dos marchas.
No se describirán el resto de funciones que controla la palanca.
Hay tres pulsadores adyacentes dispuestos en el panel cercano a la palanca de cambio de transmisión, que se accionan por medio de presión manual, con diferentes funciones dependiendo, asimismo, de la duración de la presión.
El pulsador D(M) selecciona las siguientes funciones de marcha hacia delante:
con una breve presión del pulsador (control D), cambio entre mecanismo de transmisión automática y cambio de marcha semiautomático; con una presión prolongada del pulsador (control Dm), selección de la función de maniobra hacia delante.
El pulsador N selecciona la posición de punto muerto del mecanismo de transmisión.
El pulsador R(M) selecciona las siguientes funciones de marcha hacia atrás:
con una breve presión del pulsador (control R), selección de la marcha hacia atrás normal; con una presión prolongada del pulsador (control Rm), selección de maniobra hacia atrás.
CNT indica una unidad de control electrónico que recibe las señales generadas por la activación de la palanca situada en el volante, en particular, las señales del mecanismo de transmisión hacia delante y hacia atrás y, asimismo, recibe las señales de los tres pulsadores D(M), N y R(M) y lleva a cabo el control del modo de funcionamiento de la unidad del mecanismo de transmisión.
La CNT procesa dichas señales y genera señales de control que son procesadas por las unidades de control electrónico del vehículo, a fin de generar señales de control destinadas a los dispositivos de accionamiento neumático del mecanismo de transmisión.
Adicionalmente, en el panel puede haber un visualizador que muestre la marcha actualmente engranda y el modo de funcionamiento seleccionado.
A continuación, se describirá el modo de funcionamiento del dispositivo de control del mecanismo de transmisión objeto de la invención, indicando las operaciones de control que lleva a cabo la unidad de control electrónico CNT, en función de las órdenes dadas por el conductor usando la palanca situada en el volante y los pulsadores situados en el panel.
En particular, en relación con la figura 2 se describe el modo de funcionamiento de conducción normal.
Una vez puesto en marcha el vehículo (bloque 1), se inicia un procedimiento de control de funciones del vehículo (bloque 2). Por cuanto se refiere al mecanismo de transmisión, el dispositivo de control automático del mecanismo de transmisión está dispuesto en el modo semiautomático, con la palanca de cambio en la posición de punto muerto.
A continuación, se comprueba (bloque 3) si con el pulsador D(M) se acciona el control D. Si el resultado es SÍ, se pasa al bloque 4, si es NO al bloque 12.
Si el vehículo está en punto muerto o en maniobra hacia delante o hacia atrás, con el comando D sólo se puede seleccionar el modo automático.
En el bloque 4, se activa el modo de funcionamiento automático. Se determina la marcha de detección del arranque, en función de información previamente memorizada, antes de parar el motor, por ejemplo, relativa al lugar de parada, ya sea cuesta arriba o cuesta abajo, o en función de la cantidad de carga del vehículo, etc.
En el bloque siguiente 5, se puede modificar la marcha de detección previamente calculada.
En el bloque 6 se inicia la aceleración del vehículo, con el consiguiente modo automático (bloque 7) en funcionamiento.
El bloque 8 requiere velocidades de transmisión provisionales en modo automático, activando la palanca situada en el volante hacia marchas superiores o inferiores. En este caso, el dispositivo de control del mecanismo de transmisión mantiene automáticamente la marcha requerida manualmente durante un tiempo determinado, por ejemplo, 5 segundos (bloque 9) y, a continuación, vuelve a la marcha calculada en el bloque 7.
En el caso de una breve presión del pulsador D(M), bloque 10, del bloque 8 se pasa al bloque 12 que inicia el funcionamiento en modo automático, de lo contrario se vuelve al bloque 7.
Si en el bloque 12, no se requiere la marcha hacia atrás (NO), se pasa al bloque 13 en el que se puede accionar manualmente la palanca situada en el volante para cambiar de marcha. Si se activa brevemente el pulsador D(M), bloque 14, se vuelve al funcionamiento semiautomático (bloque 7).
Si en el bloque 12 se requiere la marcha hacia atrás (SÍ), se mete la marcha hacia atrás lenta (bloque 15). Mediante la activación de la palanca situada en el volante, se puede pasar a marcha hacia atrás rápida, que está provista de dos velocidades de retroceso. Si se proporciona una única velocidad de retroceso, al activar el pulsador R(M) se engrana la marcha relativa.
Cuando el vehículo está parado se sale de la marcha hacia atrás, punto C de la figura 3.
El mecanismo de transmisión puede tener una función automática adicional: tanto en el modo automático como en el semiautomático, si la unidad de control CNT confirma una velocidad angular del árbol del motor inferior a un mínimo preestablecido, por ejemplo, 1.000 rpm y el mecanismo de transmisión está en una marcha superior a la establecida, activando la palanca L (ARRIBA-ABAJO), en el sentido de una reducción de una o dos marchas, la marcha cambia automáticamente de manera que la velocidad angular del árbol del motor se toma como valor medio.
En particular, en relación con el diagrama de flujo de la figura 3, se describe el modo de funcionamiento de conducción de maniobra.
El inicio del modo de funcionamiento de la conducción de maniobra (bloque 20), puede tener lugar si el vehículo está parado, con el motor funcionando y la palanca de cambio de transmisión en punto muerto, sin parar el motor, que de lo contrario, al volver a ponerlo en marcha, podría causar un inicio desde el bloque 1 de la figura 2, como se ha descrito anteriormente.
Además, tras el frenado, se puede pasar a la condición del bloque 20 en cualquier momento.
Durante una maniobra hay dos posibles modos de conducción:
-
"Maniobra normal": el vehículo se mueve a poca velocidad (por ejemplo, hasta 6 Km/h) a velocidades bajas, con marchas bajas, hacia delante con las marchas 1ª ó 2ª, hacia atrás con las dos velocidades de retroceso, si se puede, si no sólo con una. En este caso se obtiene el control del embrague pisando el pedal del acelerador hasta el 70% del intervalo máximo, obteniendo de ese modo un movimiento del vehículo más rápido, con la posibilidad de regular el posicionamiento del mismo de forma menos precisa.
-
"Maniobra especial": el vehículo se mueve a poca velocidad, hacia delante sólo con la 1ª marcha, hacia atrás sólo con la marcha hacia atrás lenta, si se dispone de dos velocidades de retroceso. En este caso, el control del embrague se obtiene pisando el pedal del acelerador hasta el intervalo máximo (100%), obteniendo de ese modo un movimiento del vehículo más lento, pero con la posibilidad de regular el posicionamiento del mismo de forma muy precisa.
Al moverse el vehículo, se puede activar la palanca situada en el volante que determina un mecanismo de transmisión (bloque 21).
Se pasa a la función de "Maniobra Normal", que al inicio del movimiento, a velocidades bajas, corresponde a la conducción normal en modo semiautomático que se ha descrito anteriormente en relación con el diagrama de la figura 2, punto B, al que se debería hacer referencia.
Por otro lado, los pulsadores D(M) o R(M) (bloque 23) se pueden activar durante más tiempo, a fin de activar la función de "Maniobra Especial" (bloque 24) hacia delante o hacia atrás, de la que se puede salir cuando el vehículo está parado, volviendo al punto C.
Además, la unidad de control electrónico CNT, junto con otras unidades de control electrónico del vehículo, comprueba la posibilidad de cambio de dirección del vehículo.
Un cambio de dirección hacia delante - hacia atrás o viceversa sólo es posible cuando el vehículo está parado. Por lo tanto, si se activa uno de los dos pulsadores D(M) o R(M) tanto breve como prolongadamente, estando el otro previamente activado, se lleva a cabo el engranaje de la marcha relativa sólo si la velocidad del vehículo es igual a cero, de lo contrario no se engrana y se emite una señal de alerta (zumbido). La acción de engranaje de marcha también se lleva a cabo si el vehículo está desacelerando y se detiene por un tiempo limitado (por ejemplo 1,5 segundos) desde que se da la orden, a fin de facilitar y agilizar las operaciones de maniobra hacia delante y hacia atrás.
Las funciones que lleva a cabo la unidad de control electrónico CNT se pueden realizar de manera ventajosa con un programa informático que comprende medios de codificación para llevar a cabo una o más etapas del procedimiento que se ha descrito anteriormente, cuando se ejecuta este programa en un ordenador. Por lo tanto, se entiende que el alcance de la invención abarca dicho programa informático y medios legibles por ordenador que comprenden un mensaje grabado, comprendiendo dichos medios legibles por ordenador medios de codificación de programas para llevar a cabo una o más etapas del procedimiento, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.
Los expertos en la materia podrán realizar variaciones del ejemplo no limitante que se ha descrito, las cuales están contempladas dentro del ámbito de protección de la presente invención.
Usando la descripción anterior, los expertos en la materia pueden comprender el objeto de la invención, sin introducir detalles de construcción adicionales. Esto también es aplicable al programa informático para la realización de la unidad de control electrónico CNT, que se puede escribir usando un lenguaje de programación conocido por sí mismo en el campo de la automoción.

Claims (9)

1. Dispositivo de control automático del mecanismo de transmisión para una caja de cambios de vehículos industriales y comerciales, comprendiendo dicho dispositivo una palanca de cambio de transmisión, con selección de función automática o semiautomática, un panel que comprende un volante (V), que comprende:
- una palanca de cambio de transmisión (L(ARRIBA-ABAJO) situada en el volante, que se puede accionar manualmente empujando en direcciones de control diferentes desde una posición central de reposo, con retorno automático, estando dispuestas una primera y una segunda dirección de control de la palanca de cambio de transmisión en direcciones opuestas respecto a la posición de reposo y accionando uno o dos mecanismos de transmisión superiores o inferiores, respectivamente, dependiendo de la duración del accionamiento;
- un primer, un segundo y un tercer pulsador (D(M), (N), (R(M)), dispuestos en el panel cercano a la palanca de cambio de transmisión, accionados por medio de presión manual, con dos funciones diferentes dependiendo de la duración de la presión, que seleccionan funciones automáticas o semiautomáticas de cambio de marchas, marcha hacia atrás, posición de punto muerto, maniobra hacia delante, maniobra hacia atrás;
- una unidad de control electrónico (CNT), que puede generar señales de control del mecanismo de transmisión de dicha palanca de cambio de transmisión, en respuesta a señales de entrada, proporcionando dicha palanca de cambio de transmisión y dichos pulsadores a dicha unidad de control electrónico (CNT) dichas señales de entrada en función del accionamiento manual, caracterizándose el dispositivo porque:
-
con una breve presión de dicho primer pulsador (D(M)) se cambia entre dicha función automática del mecanismo de transmisión y dicha función semiautomática del mecanismo de transmisión, mientras que con la presión prolongada se selecciona dicha función de maniobra hacia delante;
-
con dicho segundo pulsador (N) se selecciona dicha posición de punto muerto;
-
con una breve presión del tercer pulsador (R(M)) se selecciona dicha función de marcha hacia atrás, mientras que con una pulsación prolongada se selecciona dicha función de maniobra hacia atrás;
-
dicha palanca de cambio de transmisión (L(ARRIBA-ABAJO)), cuando se acciona en dicha primera dirección de control, aumenta una marcha cuando el accionamiento es breve o aumenta dos marchas cuando el accionamiento es más prolongado, y cuando se acciona en una segunda dirección de control, reduce una marcha cuando el accionamiento es breve o reduce dos marchas cuando el accionamiento es más
\hbox{prolongado.}
2. Dispositivo de control automático del mecanismo de transmisión según la reivindicación 1, caracterizado porque se proporcionan dos o más marchas hacia atrás pudiéndose seleccionar las mismas mediante el accionamiento de dicha palanca de cambio de transmisión (L(ARRIBA-ABAJO)), pasando con el movimiento en dicha primera dirección de control de una velocidad inferior a una velocidad superior o pasando con el movimiento en dicha segunda dirección de control de una velocidad superior a una velocidad inferior.
3. Un procedimiento de control automático del mecanismo de transmisión para una caja de cambios de vehículos industriales o comerciales, que comprende un dispositivo de control automático del mecanismo de transmisión según la reivindicación 1 ó 2, comprendiendo, al poner en marcha el vehículo, las etapas de:
- establecer dicha función semiautomática del mecanismo de transmisión, con el mecanismo de transmisión en punto muerto;
- tras la activación de dicha función automática del mecanismo de transmisión, determinar una marcha de detección del arranque, en función de información previamente memorizada, antes de parar el motor, caracterizándose el procedimiento porque dichas funciones de maniobra hacia delante y maniobra hacia atrás sólo se pueden seleccionar cuando el vehículo está parado, el motor funcionando y el mecanismo de transmisión en punto muerto.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque dichas funciones de maniobra hacia delante y maniobra hacia atrás comprenden:
-
una "Maniobra Normal" que mueve el vehículo hacia delante con dos marchas bajas, hacia atrás con dos velocidades de retroceso, si dispone de las mismas, de lo contrario sólo con una, siendo posible el control del embrague con un desplazamiento del acelerador de hasta el 70% del intervalo máximo;
-
una "Maniobra Especial" que mueve el vehículo a muy poca velocidad, hacia delante sólo con la 1ª marcha, hacia atrás sólo con la marcha hacia atrás lenta, si se dispone de dos velocidades de retroceso, siendo posible dicho control del embrague pisando el acelerador hasta un intervalo máximo del 100%.
\newpage
5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque durante la activación de dicha función automática del mecanismo de transmisión se permite un cambio de marcha provisional, mediante la activación de dicha palanca de cambio de transmisión (L(ARRIBA-ABAJO)) hacia marchas superiores o inferiores, manteniendo automáticamente, por un tiempo determinado, la marcha requerida manualmente, antes de volver a la marcha establecida previamente con dicha función automática del mecanismo de transmisión.
6. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque sólo se permite un cambio de dirección hacia delante-hacia atrás cuando el vehículo está parado, de manera que si se activa uno de dichos primer o segundo pulsadores (D(M), R(M), tanto breve como prolongadamente, estando el otro previamente activado, sólo se permite el engranaje de la marcha relativa si la velocidad del vehículo es igual a cero, con la emisión de una señal de alerta (zumbido), llevándose a cabo, asimismo, dicho engranaje de marcha si el vehículo está desacelerando y se detiene por un tiempo limitado tras dicha activación.
7. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque, tanto en dicho modo automático como en dicho modo semiautomático, si se comprueba que una velocidad angular del árbol del motor de dicho vehículo es inferior a un mínimo preestablecido y el mecanismo de transmisión está en una marcha superior a la establecida, activando la palanca de cambio de transmisión (L(ARRIBA-ABAJO), en el sentido de un aumento de una o dos marchas, dicha marcha cambia automáticamente de manera que dicha velocidad angular del árbol del motor se toma como un valor medio.
8. Programa informático que comprende medios de codificación de programas adecuados para realizar las etapas de las reivindicaciones 3 a 7 cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.
9. Medios legibles por ordenador que comprenden un programa grabado, comprendiendo dichos medios legibles por ordenador medios de codificación de programas adecuados para realizar las etapas de las reivindicaciones 3 a 7 cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.
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