ES2868178T3 - Método y aparato para controlar una transmisión de cambios por cable - Google Patents

Abstract

Un método de control de una transmisión (100) de cambios por cable, comprendiendo el método: monitorizar un ajuste de un ensamblaje (300) de cambios que establece una marcha seleccionada desde el engranaje de la transmisión (100) mientras la transmisión (100) está en una marcha deseada; activar un motor (400) para ajustar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios cuando la monitorización del ensamblaje (300) de cambios indica entonces que el ajuste actual en ese momento del ensamblaje (300) de cambios está fuera de una ventana (622) de ajuste grueso de la marcha deseada, la ventana (622) de ajuste grueso centrada alrededor de una posición objetivo nominal para la marcha deseada mientras que está dentro de un rango aceptable de la marcha deseada; y apagar el motor (400) cuando la monitorización del ajuste del ensamblaje (300) de cambios indica que el ajuste está dentro de una ventana (624) de ajuste fino de la marcha deseada, la ventana (624) de ajuste fino también centrada alrededor de la posición objetivo nominal para la marcha deseada, siendo la ventana (624) de ajuste fino más estrecha que la ventana (622) de ajuste grueso.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y aparato para controlar una transmisión de cambios por cable

Antecedentes

Tradicionalmente el cambio de marchas en una caja de cambios de un vehículo se hace mediante enlace mecánico. Se han desarrollado sistemas de cambios por cable en los cuales los modos de transmisión son acoplados/cambiados en un automóvil sin ningún enlace mecánico. Sin embargo, los diseños actuales de cambios por cable no se prestan bien por sí mismos a los vehículos de tareas todoterreno/utilitarias (ATV/UTV) y similares. Estos tipos de vehículos están sujetos a duras condiciones y se usan en ubicaciones remotas. Si una transmisión de cambios por cable falla en una marcha en una ubicación remota, el diseño en transmisiones actuales de cambios por cable o cajas de transferencia que se usan en la industria automotriz necesitaría despedazarse para desacoplar o colocar la transmisión en neutral antes de que se puede mover el vehículo.

Por las razones establecidas anteriormente y por otras razones establecidas a continuación que serán evidentes para los expertos en la técnica tras leer y entender la presente especificación, hay una necesidad en la técnica de una transmisión de cambios por cable que se preste por sí misma a vehículos de ATV/UTV.

Con referencia a la técnica anterior, el documento US 2010/0000363 A1 divulga un dispositivo de cambios de marchas que aborda problemas que se producen durante el cambio de engranaje en una transmisión.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un método de control de una transmisión de cambios por cable de acuerdo con la reivindicación 1 y un sistema de control de cambios para una transmisión de cambios por cable de acuerdo con la reivindicación 14.

En una realización, se proporciona un método de control de una transmisión de cambios por cable. El método monitoriza un ajuste de un ensamblaje de cambios que establece una marcha seleccionada del engranaje de la transmisión mientras la transmisión está en una marcha deseada. Se activa un motor para ajustar el ajuste del ensamblaje de cambios cuando la monitorización del ensamblaje de cambios indica que el ajuste actual en ese momento del ensamblaje de cambios está fuera de una ventana gruesa de una marcha deseada. La ventana de ajuste grueso se centra alrededor de una posición objetivo nominal para la marcha deseada mientras que está dentro de un rango aceptable de la marcha seleccionada. El motor es apagado cuando la monitorización del ajuste del ensamblaje de cambios indica que el ajuste está dentro de una ventana de ajuste fino de la marcha deseada. La ventana de ajuste fino también se centra alrededor de la posición objetivo nominal para la marcha deseada. La ventana de ajuste fino es más estrecha que la ventana de ajuste grueso.

En otra realización, se proporciona un sistema de control de cambios para una transmisión de cambios por cable. El sistema de control de cambios incluye un ensamblaje de cambios, un sensor, un motor eléctrico y un controlador. El ensamblaje de cambios está configurado y dispuesto para colocar el engranaje de la transmisión en una marcha seleccionada. El sensor es usado para detectar un ajuste del ensamblaje de cambios. El motor eléctrico está acoplado para cambiar el ajuste del ensamblaje de cambios. El controlador está en comunicación con el sensor. El controlador está además operativamente acoplado para activar selectivamente el motor eléctrico para cambiar el ajuste del ensamblaje de cambios mientras la transmisión está en una marcha deseada. El controlador también está configurado para activar selectivamente el motor eléctrico para cambiar el ajuste de ensamblaje de cambios cuando el ajuste actual en ese momento del ensamblaje de cambios está fuera de una ventana de ajuste grueso establecida para una marcha deseada y para desactivar el motor eléctrico cuando el ajuste actual en ese momento del ensamblaje de cambios está dentro de una ventana de ajuste fino para la marcha deseada. En donde la ventana gruesa se centra alrededor de una posición objetivo nominal para la marcha deseada y dentro de un rango aceptable para la marcha deseada y la ventana de ajuste fino también se centra alrededor de la posición objetivo nominal para la marcha deseada. La ventana de ajuste fino es más estrecha que la ventana de ajuste grueso.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención puede entenderse más fácilmente y ventajas y usos adicionales de la misma serán más fácilmente evidentes, cuando se consideren en vista de la descripción detallada y las siguientes figuras en las cuales:

La figura 1 es una vista en perspectiva lateral de un sistema de transmisión variable continua (CVT) de una realización de la presente solicitud;

La figura 2 es una primera vista en perspectiva lateral de una caja de cambios del sistema de CVT de la figura 1;

La figura 3 es una segunda vista en perspectiva lateral de la caja de cambios de la figura 2;

La figura 4A es una primera vista en perspectiva lateral parcial de la caja de cambios de la figura 2 no ensamblada; La figura 4B es una segunda vista lateral parcial de la caja de cambios no ensamblada que ilustra los elementos restantes de la figura 4A;

La figura 5A es una primera vista en perspectiva lateral de los componentes de cambios por cable de la caja de cambios de una realización de la presente invención;

La figura 5B es una segunda vista lateral de los componentes de cambios por cable de la figura 5A;

La figura 5C es una vista lateral en sección transversal parcial de los componentes de cambios por cable ilustrados en la figura 5A;

La figura 6 es una vista en perspectiva lateral con una vista en sección transversal parcial de un tren de marchas de componentes de cambios por cable de una realización de la presente invención;

La figura 7 es una vista lateral no ensamblada de un ensamblaje de tambor de cambios de una realización de la presente invención;

La figura 8A es una vista lateral de los componentes de cambios por cable que ilustra dientes de embrague de garras de un embrague de garras de estacionamiento que engranan con dientes de placa de estacionamiento de una placa de estacionamiento de una realización de la presente invención;

La figura 8B es una vista lateral de los componentes de cambios por cable que ilustra dientes de embrague de garras de un embrague de garras de estacionamiento que no engranan con los dientes de placa de estacionamiento de una placa de estacionamiento de una realización de la presente invención;

La figura 9A ilustra una vista en perspectiva lateral del ensamblaje de tambor de cambios que ilustra la interacción de una leva de cambios y la carcasa de tambor de cambios con un pasador de posicionamiento de horquilla de cambios en una primera posición dentro de una pista;

La figura 9B ilustra una vista en perspectiva lateral del ensamblaje de tambor de cambios que ilustra la interacción de la leva de cambios y la carcasa de tambor de cambios con el pasador de posicionamiento de horquilla de cambios en una segunda posición dentro de la pista;

La figura 9C ilustra una vista en perspectiva lateral del ensamblaje de tambor de cambios que ilustra la interacción de la leva de cambios y la carcasa de tambor de cambios con el pasador de posicionamiento de horquilla de cambios en una tercera posición dentro de una pista;

La figura 10 es una vista en perspectiva lateral de un ensamblaje de cambios de otra realización;

La figura 11 es una vista en perspectiva trasera del ensamblaje de cambios de la figura 10;

La figura 12 es un diagrama de bloques de un sistema de control de cambios de una realización de la presente invención;

La figura 13A es un gráfico de sectores de ventana objetivo de una realización de la presente invención:

La figura 13B es un gráfico de pista de leva de tambor de una realización de la presente invención;

La figura 14 es un diagrama de flujo operacional de una realización de la presente invención; y

Las figuras 15A hasta 15E son gráficos de sectores de ventana objetivo que ilustran las operaciones de cambios de una realización de la presente invención.

De acuerdo con la práctica común, las diversas características descritas no están dibujadas a escala sino que están dibujadas para enfatizar características específicas relevantes para la presente invención. Los caracteres de referencia denotan elementos similares a lo largo de las figuras y texto.

Descripción detallada

En la siguiente descripción detallada, se hace referencia a los dibujos acompañantes, que forman una parte de la misma, y en los cuales se muestran a modo de ilustración realizaciones específicas en las cuales se pueden practicar las invenciones. Estas realizaciones se describen con suficiente detalle para permitir a los expertos en la técnica practicar la invención, y debe entenderse que se pueden usar otras realizaciones y que se pueden hacer cambios sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. La siguiente descripción detallada, por lo tanto, no debe tomarse en un sentido limitante, y el alcance de la presente invención está definido solamente por las reivindicaciones y equivalentes de las mismas.

Realizaciones de la presente invención proporcionan una caja de cambios que cambia los rangos de marcha a través de un motor de cambios eléctrico que está controlado por una señal eléctrica de un dispositivo de entrada de operador en lugar de un enlace mecánico. En las realizaciones, se proporciona una anulación manual-mecánica en caso de falla de potencia eléctrica o falla del motor de cambios eléctrico. Además, en realizaciones, se proporciona un mecanismo de leva cargado por resorte para la marcha de estacionamiento. Realizaciones también proporcionan un sistema de transmisión híbrido que controla tanto rangos de marcha (alta/baja) así como dirección (avance/marcha atrás). Esta configuración híbrida hace posible el control dividido de rango y dirección. Realizaciones también proporcionan un cambio automático para estacionar en un vehículo apagado. Además, algunas realizaciones proporcionan un algoritmo de control de motor que actúa como un retén electrónico para mantener la posición adecuada mientras que al mismo tiempo evita arranques/paradas no deseados de motor.

Con referencia a la figura 1, se muestra una primera vista en perspectiva lateral de un sistema 50 de transmisión variable continua (CVT) que implementa una realización de cambios por cable de la presente solicitud. El sistema 50 de CVT de ejemplo incluye un embrague 600 primario que estaría acoplado al cigüeñal de un motor (no se muestra), un segundo embrague 630 que está acoplado a un árbol 272 de entrada de un ensamblaje 100 de caja de cambios de cambios por cable (caja de cambios 100) y una correa 620 que transfiere la rotación del embrague 600 primario al embrague 630 secundario. Como se conoce en la técnica, cada uno de los embragues 600 y 630 primario y secundario tienen poleas móviles que posicionan selectivamente la correa 620 seleccionan distancias desde los respectivos postes centrales para establecer una marcha actual en ese momento. La figura 2 ilustra una primera vista en perspectiva lateral de la caja de cambios 100 sin los embragues 600 y 630 primario y secundario. La caja de cambios 100 incluye una primera sección 102 de carcasa y una segunda sección 104 de carcasa. También se ilustra en la figura 2 el árbol 272 de entrada en el cual el embrague 630 secundario está acoplado para proporcionar rotación de entrada. También se ilustra un árbol 122 de salida delantera con espinas 122a sobre las cuales se acopla un ensamblaje para proporcionar una fuerza de rotación a las ruedas delanteras de un vehículo típico de tracción en las cuatro ruedas (no se muestra). La figura 2 ilustra además el orificio 182a estriado. El orificio 182a estriado se usa para transmitir rotación a las ruedas traseras del vehículo (no se muestra). La figura 3 ilustra una segunda vista en perspectiva lateral de la caja de cambios 100. En esta vista se ilustra el cabezal 420a de activación de anulación de cambios manual que se gira selectivamente para anular una configuración electrónica de cambios por cable. Esto se discute además con detalle a continuación.

Se ilustra una vista no ensamblada de la caja de cambios 100 de una realización en las figuras 4A y 4B. Como se discutió anteriormente, la caja de cambios 100 incluye una primera sección 102 de carcasa y una segunda sección 104 de carcasa que forman la carcasa de la caja de cambios 100. La primera sección 102 de carcasa está acoplada a la segunda sección 104 de carcasa a través de sujetadores 106. Los pasadores 509 de alineación son usados para alinear la primera sección 102 de carcasa con la segunda sección 104 de carcasa durante la unión. La caja de cambios 100 incluye una pluralidad de ensamblajes de engranajes que están alojados dentro de la carcasa. En particular, los ensamblajes de engranajes incluyen un ensamblaje 120 de salida delantera, un segundo ensamblaje 200 de árbol, un tercer ensamblaje 150 de árbol, un cuarto ensamblaje 160 de árbol, un ensamblaje 180 de salida trasera, un ensamblaje 240 de horquilla de cambios, un ensamblaje 270 de entrada y un ensamblaje 300 de cambios. El ensamblaje 300 de cambios en esta realización es un ensamblaje 300 de tambor de cambios. Las secciones 102 y 104 de carcasa están diseñadas para sujetarlos ensamblajes de engranajes en ubicaciones seleccionadas en relación entre sí. Por ejemplo, la carcasa 104 incluye un tubo 557 receptor para recibir el ensamblaje 120 de salida delantera. La carcasa 104 también incluye una primera abertura 530 de marcha que se extiende dentro del tubo 557 receptor. Un árbol 162 del cuarto ensamblaje 160 de árbol se recibe dentro de la primera abertura 530 de marcha y está en comunicación operacional con el ensamblaje 120 de salida. La carcasa 104 también incluye un asiento 532 loco para sostener un cojinete 159 de bolas del tercer ensamblaje 150 de árbol. La carcasa 104 incluye además un asiento 534 principal para sostener un cojinete 239 de bolas del segundo ensamblaje 200 de árbol. La carcasa 104 incluye una abertura 536 de entrada. Un árbol 272 de entrada del ensamblaje 270 de entrada se extiende a través de la abertura 536 de entrada. Se recibe un sello 524 dentro de la abertura 536 de entrada. La carcasa 104 también incluye una abertura 522 de ensamblaje de salida trasera. El cojinete 186 del ensamblaje 180 de salida trasera y sello 512 se reciben en la abertura 522 de ensamblaje de salida trasera. La sección 104 de carcasa también incluye un asiento 537 de horquilla de cambios para sujetar un extremo del ensamblaje 240 de horquilla de cambios y un asiento 538 de tambor de cambios para sujetar un extremo del ensamblaje 300 de tambor de cambios. La primera carcasa 102 tiene características similares para sujetar los ensamblajes de engranajes en posición de modo que puedan comunicarse operativamente entre sí. Por ejemplo, el primer ensamblaje 102 de carcasa también incluye una abertura 520 de ensamblaje de salida trasera para recibir un cojinete 184 del ensamblaje 180 de salida trasera y un sello 510.

El ensamblaje 120 de salida incluye, un árbol 122 de salida delantera sobre el cual se montan un portador 124 de cojinete, marcha 137, cojinetes 126, 138 de bolas, arandela 139, anillos 134, 140 de retención, cuñas 128 y 132, anillo 130 de retención y sello 136 de labio. El tercer ensamblaje 150 de árbol incluye un tercer árbol 151 sobre el cual se montan una marcha 152, arandela 156, anillo 158 de retención y cojinetes 154 y 159 de bolas. El cuarto ensamblaje 160 de árbol incluye un cuarto árbol 162 sobre el cual están montados los cojinetes 166 y 176 de bolas, anillo 174 de retención, marcha 170 y arandela 172. También se incluye con el cuarto ensamblaje 160 de árbol una cubierta 168 de cojinete que se recibe en el cuarto árbol 162 y está diseñado para ser unido a una superficie interior de la segunda sección 104 de carcasa a través de sujetadores 178 para cubrir el cojinete 166. El cojinete 166 se recibe en un asiento 531 de cojinete alrededor de la primera abertura 530 de marcha en la superficie interior de la sección 104 de carcasa. El ensamblaje 180 de salida trasera incluye marcha 182. Los cojinetes 184 y 186 están montados en lados opuestos de un poste central de marcha 182. Los cojinetes 184 y 186 se reciben en asientos alrededor de la segunda abertura 522 de ensamblaje de marchas y segunda abertura 520 de ensamblaje de marchas de las respectivas secciones 102 y 104 de carcasa. El segundo ensamblaje 200 de árbol incluye un segundo árbol 202 sobre el cual está montada una marcha 204 baja, cojinetes 206, 220 y 232 de agujas, arandelas 208, 222, 230 y 236, anillos 210, 224, 228 y 238 de retención, garra 212 de cambios de estacionamiento, cojinetes 214 y 239 de bolas, diente de rueda 216 con cadena 218, garra 226 de acoplamiento y marcha 234. El ensamblaje 240 de horquilla de cambios incluye un riel 242 de horquilla de cambios sobre el cual está montado un par de horquillas 250 y 256 de cambios que se acoplan a la respectiva garra 212 de cambios de estacionamiento y a la garra 226 de acoplamiento del segundo ensamblaje 200 de árbol. También están montados en el riel 242 de horquilla de cambios los anillos 246 y 262 de retención, arandelas 244 y 260 de copa, resortes 248, 252, 253, y 258 de compresión, y collar 254 de cambios. El ensamblaje 270 de entrada de esta realización incluye un árbol 272 de entrada sobre el cual están montados los cojinetes 274 y 276, y collar 278 de manguito. El ensamblaje 300 de tambor de cambios incluye un tambor 302 de cambios. El tambor 302 de cambios incluye una carcasa 301 de tambor de cambios con un poste 301a de tambor de cambios sobre el cual están montados una leva 320 de cambios cargada por resorte con resorte 322 de leva de cambios, anillo de retención 326 y una arandela 324. El ensamblaje 300 de tambor de cambios en esta realización incluye un sensor de posición angular para determinar la posición angular del tambor 302 de cambios (ajuste del tambor 302 de cambios). Además, en esta realización de ejemplo, se usa un ensamblaje de sensor de posición de efecto Hall. En particular, está montado en un extremo del tambor de cambios un casquillo 328 no ferroso que sostiene un imán 330. Un sensor 511a de posición giratoria de efecto Hall, como se ilustra en la figura 4A, está montado próximo al imán 330. El sensor de posición giratoria de efecto Hall está montado en esta realización a través de sujetadores 513. Los cables 511 de sensor están acoplados a un controlador, que se discute a continuación, para monitorizar la orientación angular de la carcasa 301 de tambor de cambios (es decir el ajuste del ensamblaje de cambios). Aunque, se muestra un sensor de posición de efecto Hall, se pueden usar otros tipos de sensores de posición conocidos en la técnica. Además, aunque el imán 330 en el sistema de tipo de efecto Hall descrito anteriormente está montado en el casquillo 328, se contemplan otras configuraciones tales como, pero no limitadas a, integrar el imán internamente dentro de la carcasa 301 de tambor de cambios, montar el imán en la carcasa 301 de tambor de cambios, e implementar el imán en una configuración de rotor de tal manera que cuando la carcasa 301 de tambor gira el rotor gira. Se proporciona a continuación una discusión detallada del ensamblaje de tambor de cambios.

Con referencia a la figura 4A, un primer colector 106 de montaje trasero está montado en la primera sección 102 de carcasa y un segundo colector 108 de montaje trasero está montado en la segunda sección 104 de carcasa a través de sujetadores 110. La caja de cambios 100 incluye un sensor 112 de velocidad que está acoplado operativamente para monitorizar los ensamblajes de la caja de cambios para determinar una velocidad. El sensor 112 de velocidad está acoplado a la primera sección de carcasa en esta realización a través de una configuración de junta tórica 113 y sujetador 119. Se usa un tubo 121 de ventilación para ventilar la carcasa. La primera sección 102 de carcasa incluye además una cavidad 103 exterior que aloja un tren 431 de marcha que se discute a continuación. Una primera cubierta 114 de motor está diseñada para cubrir la cavidad 103 exterior a través de sujetadores 115. Se usa un pasador 123 de alineación para alinear la primera cubierta 114 de motor en relación con la primera sección 102 de carcasa para cubrir la cavidad 103 exterior. La primera cubierta 114 de motor incluye una cavidad 111 de motor en la cual se recibe un motor 400 eléctrico. Un colector 109 de cableado está acoplado a la primera cubierta 114 de motor. Una segunda cubierta 116 de motor es entonces acoplada para cubrir la cavidad 111 de motor a través de sujetadores 117. Un miembro 420 de anulación de cambios manual pasa a través de las aberturas en la segunda cubierta 116 de motor, la primera cubierta 114 de motor y la primera sección 102 de carcasa para acoplar el ensamblaje 300 de tambor de cambios. El miembro 420 de anulación de cambios manual incluye una porción 420a de cabezal de manipulación que está configurada para ser manipulada para anular un mecanismo de cambios eléctrico como se discute además a continuación en detalle. El miembro 420 de anulación de cambios manual incluye además tiras 420b externas próximas a un segundo extremo y una sección 420c de liberación que está próxima a las tiras 420b externas. La sección 420c de liberación del miembro 420 de anulación de cambios manual tiene un diámetro que es menor que el diámetro de la sección de tiras 420b externas. Montados además en el miembro 420 de anulación de cambios manual están las arandelas 430, anillo 432 de retención, miembro 434 de desviación de anulación y una marcha 436 por cambios desacoplable. Posicionado dentro de la cavidad 103 exterior está un primer árbol 438 de tren de marchas sobre el cual se montan un sello 440, cojinetes 444 y una primera marcha 442 y una segunda marcha 446. El primer árbol 438 de tren de marchas está acoplado al motor 400. También posicionado dentro de la cavidad 103 exterior está un segundo árbol 450 de tren de marchas sobre el cual está montada una tercer marcha 452, una cuarta marcha 454 y cojinetes 456 respectivos. También se muestra en la figura 4A el tapón 502 que bloquea de manera roscada un puerto de salida (no se muestra) en la primera sección 102 de carcasa y tapón 504 que bloquea de manera roscada un puerto 503 de salida en la segunda sección 104 de carcasa. Además, una placa 506 de estacionamiento está acoplada a la primera sección 102 de carcasa a través de sujetadores 507.

Las figuras 5A y 5B ilustran primera y segunda vistas en perspectiva lateral de los componentes de cambios por cable de la caja de cambios 100 sin la carcasa. Los componentes incluyen el ensamblaje 300 de tambor de cambios, el motor 400 de cambios, el miembro 420 de anulación de cambios manual, el ensamblaje 240 de horquilla de cambios y el segundo ensamblaje 200 de árbol. Las figuras 5A y 5B ilustran cómo los ensamblajes están en comunicación de trabajo entre sí. El ensamblaje 300 de tambor de cambios incluye un tambor 302 de cambios con una carcasa 301. Una superficie de extremo de la leva 320 de cambios cargada por resorte y una superficie de extremo de la carcasa 301 forman una primera muesca 304 de horquilla de cambios (o muesca 304 de horquilla de cambios de estacionamiento) en la cual se recibe un pasador 250a de posicionamiento de horquilla de cambios de la primera horquilla 250 de cambios (u horquilla 250 de cambios de estacionamiento). La carcasa 301 tiene además una muesca 306 de collar de cambios en la cual se recibe una porción 254a de posicionamiento de collar de cambios del collar 254 de cambios. La carcasa 301 de tambor de cambios incluye además una segunda muesca 308 de horquilla de cambios en la cual se recibe un pasador 256a de posicionamiento de horquilla de cambios de la segunda horquilla 256 de cambios. La conformación de cada una de las muescas 304, 306 y 208 (o guías de muesca en general) está conformada para mover selectivamente la respectiva primera horquilla 250 de cambios, collar 254 de cambios y segunda horquilla 256 de cambios a una ubicación deseada para cambiar el engranaje de la caja de cambios 100 cuando se gira el ensamblaje 300 de tambor de cambios. Es decir, las horquillas 250 y 256 de cambios y los respectivos embragues 212 y 226 de garras son movidos por el tambor 302 de cambios. Se usa un tren 431 de marchas de tambor de cambios para girar el tambor 302 de cambios. El tren 431 de marchas de tambor de cambios incluye marchas 442, 446, 454, 452 y 436 como se discutió anteriormente. En operación normal, el motor 400 que está en comunicación operacional con el tren 431 de marchas de tambor de cambios gira el tambor 302 de cambios para mover selectivamente las horquillas 250 y 256 de cambios y el collar 254 de cambios del segundo ensamblaje 200 de árbol para cambiar las marchas de la caja de cambios 100. En realizaciones, el miembro 420 de anulación de cambios manual está configurado para anular el motor 400 cuando sea necesario. En realizaciones, el mecanismo acoplado por resorte descrito anteriormente se usa no solo para marchas de estacionamiento sino para todas las marchas del ensamblaje 100 de caja de cambios.

La figura 5C ilustra una vista en sección transversal de la figura 5A. Esta vista en sección transversal ilustra que la carcasa 301 de tambor de cambios incluye tiras 331 interiores que se acoplan a las tiras 420b exteriores en el miembro 420 de anulación de cambios manual. Esta conexión bloquea la rotación del miembro 420 de anulación de cambios manual a la rotación del tambor 302 de cambios. La marcha 436 por cambios desacoplable se acopla selectivamente al miembro 420 de anulación de cambios manual a través de las tiras 420b exteriores. En particular, la marcha 436 por cambios desacoplable incluye tiras 436a de marchas interiores que acoplan selectivamente las tiras 420b de marchas exteriores en el miembro 420 de anulación de cambios manual. El miembro 434 de desviación posicionado entre la arandela 430/anillo 432 de retención y la marcha 436 por cambios desacoplable (se muestra mejor en la figura 5C) desvía la marcha 436 por cambios desacoplable para acoplar las tiras 420b exteriores del miembro 420 de anulación de cambios manual. Como ilustra la vista en sección transversal parcial de la figura 6, la marcha 436 por cambios desacoplable acopla la marcha 451. La marcha 451 también es parte del tren 431 de marchas. También se ilustra en la figura 6 la marcha 455 posicionada entre las marchas 454 y 452 en el segundo árbol 450 de tren de marchas. La marcha 446 se monta en el primer árbol 438 de tren de marchas a través del casquillo 444. La marcha 442 está acoplada al primer árbol 438 de tren de marchas. Las marchas 442 y 446 se acoplan a las marchas 454 y 455, respectivamente del segundo árbol 450 de tren de marchas. En una realización, las marchas 455 y 454 son marchas de grupo que están acopladas operativamente en conjunto. De manera similar, 452 y 451 pueden ser marchas de grupo acopladas operativamente en conjunto. Cuando se activa el motor 400 el tren 431 de marchas mueve la marcha 436 por cambios desacoplable que está acoplada al miembro 420 de anulación de cambios manual que a su vez está bloqueado de manera giratoria al tambor 302 de cambios. Si se necesita una anulación manual de cambios de la caja de cambios 100, el cabezal 420a de manipulación del miembro 420 de anulación de cambios manual se empuja en la carcasa 301 de tambor de cambios contrarrestando la fuerza de desviación del miembro 434 de desviación. Esto desacopla las tiras 436a de marchas interior de la marcha 436 por cambios desacoplable de las tiras 420b de marchas exterior del miembro 240 de anulación de cambios manual y posiciona la marcha 436 por cambios desacoplable en la sección 420c de liberación (se muestra mejor en la figura 5C) del miembro 240 de anulación de cambios manual. Esto desacopla el tren 431 de marchas del miembro 420 de anulación de cambios manual. La anulación 420 de cambios manual luego se puede girar para girar el tambor 302 de cambios a una orientación deseada para cambiar el engranaje de la caja de cambios 100.

Realizaciones del sistema de cambios por cable usan un motor eléctrico pequeño de bajo peso y bajo coste que proporciona un tiempo de ciclo de cambios rápido. Además, se usa un motor de rpm relativamente altas con una relación de marchas de reducción de velocidad grande para lograr una rpm apropiada en el tambor de cambios. Una combinación de la relación de marchas, pérdida de eficiencia dentro del tren de marchas y el torque necesario para hacer girar el árbol 438 del motor, hace difícil, si no imposible, retroceder el sistema desde el mecanismo de tambor de cambios sin desconectar el motor 400 del tambor 300 de cambios como se describe anteriormente. Por tanto, sin el sistema de anulación manual, si el vehículo pierde potencia eléctrica el operador estará atascado en cualquier marcha en la que estuviera la caja de cambios 100 en el momento de la pérdida de potencia eléctrica. Si el vehículo estuviera en "Estacionamiento" el vehículo no podría ser remolcado debido a que las ruedas estarían bloqueadas por la caja de cambios 100. En un sistema tradicional de cambios por cable la transmisión tendría que desensamblarse con el fin de cambiar manualmente las marchas girando el sistema de levas de cambios. El mecanismo de anulación manual descrito anteriormente permite a un operador desacoplar el tambor 302 de cambios del motor 400 eléctrico y el tren 431 de marchas asociado para cambiar manualmente la caja de cambios 100.

Otra ventaja de la configuración de los ensamblajes 120, 150, 160, 180, 200, 240 y 270 en la caja de cambios 100 es que proporciona una caja de cambios 100 que no solo cambia las relaciones de marcha sino que también cambia tanto el rango de marchas (alto/bajo) como dirección (avance/marcha atrás). Por tanto la caja de cambios 100 proporciona un híbrido de un diseño típico de línea de transmisión para automóviles donde las relaciones de marcha de avance y la dirección (avance/marcha atrás) cambiarían por la transmisión y el rango de marchas (Alta/Baja y/o 2wd/4wd) cambiaría por la caja de transferencia. Los ensamblajes de caja de cambios típicos de una línea de transmisión accionada por CVT en aplicaciones de ATV/UTV funcionan básicamente como una caja de transferencia que se encuentra en la aplicación de coche/camión automotrices, pero tienen que incorporar una marcha atrás que los automóviles no tienen dado que tienen una transmisión separada para proporcionar esa función.

En las realizaciones, una marcha de estacionamiento bloquea un árbol de caja de cambios para que no gire conectándose operativamente a la carcasa de caja de cambios. Esto se puede hacer con un embrague de garras montado en un árbol que se bloquea en una placa de embrague de unión fijada a la carcasa o a través de un trinquete fijado a la carcasa que acopla el embrague de garras en uno de los árboles. Debido a la naturaleza del cambio de embrague de garras, habrá ocasiones cuando uno cambia para estacionar pero los dientes no se alinean, lo que evita que las partes caigan en un engranaje completo. Se sentarán en una condición "bloqueada" o de “arriba a arriba". Con el cambio puramente mecánico, se puede usar un retén cargado por resorte para mantener una precarga en el mecanismo de cambios de tal manera que tan pronto como el vehículo ruede una pequeña cantidad y los espacios de dientes se alineen, las partes terminarán el cambio y caerán en un engranaje completo. Con un mecanismo de cambios alimentado eléctricamente, el motor 400 está tratando de girar el ensamblaje 300 de leva de cambios a posiciones angulares específicas para cada marcha y luego se apaga. Si el embrague 212 de garras aterriza en la condición bloqueada mientras que cambia a Estacionamiento con una configuración de cambios eléctricos, no puede depender de un sistema de retén cargado por resorte para finalizar el cambio debido a que eso significaría que el retén necesitaría poder retroceder el tren de marchas de motor eléctrico una vez que las partes están alineadas, lo cual debido a la relación, eficiencia y torque de motor libre, no siempre es posible. Para finalizar el cambio, un motor eléctrico necesitaría permanecer energizado para impartir un torque constante hasta que haya un movimiento relativo entre los dientes de embrague de garras para lograr un acoplamiento completamente engranado. Esto no es deseable debido a que calará el motor, causando calor y desperdicio de gasto eléctrico. Aunque, es posible sobredimensionar el motor y cableado asociado para disipar calor suficiente para evitar un calado, se incurrirá en un coste indeseable y penalización de peso. Una realización de la presente invención usa una leva 320 de cambios cargada por resorte que es una pieza separada del tambor 302 de cambios para abordar este problema. Permite la funcionalidad (resorte\desacople directo). Si una garra de estacionamiento aterriza en una condición de bloqueo, el motor de cambios puede girar el tambor de cambios a su posición angular objetivo y apagarse. Cuando un tambor 302 de cambios gira, un resorte 322 de torsión mantiene una precarga de torsión en la leva 320 de cambios de tal manera que la lengüeta 320a de leva de cambios se mantiene contra la superficie 303a con alguna fuerza de precarga. Tan pronto como el vehículo rueda levemente, permitiendo que los embragues de garras se acoplen, la leva de cambios finaliza el cambio. La característica de desacople directo de la leva 320 de cambios permite que el motor 400 eléctrico mueva directamente el embrague de garras fuera del acoplamiento sin aplicar el trabajo a través de un resorte. Para las cajas de cambios con una pluralidad de rangos de cambios, típicamente hay una cantidad limitada de rotación disponible en el mecanismo de leva de cambios (tambor de cambios). Para un tambor de cambios accionado por motor eléctrico, para mantener bajos el tamaño, peso y coste de motor se desea obtener tanta ventaja mecánica como sea posible en las pistas de leva de tambor de cambios. Si simplemente carga por resorte la leva 320 de cambios en ambas direcciones (entrando y saliendo de la marcha), se tendría que permitir una rotación más angular para la posición de marcha de estacionamiento, lo cual perjudicaría el objetivo de maximizar la rotación versus a la ventaja mecánica. Si se cambió fuera del estacionamiento y las condiciones de carga crearon fricción que intenta mantener los embragues de garras de estacionamiento en engranaje, el resorte de torsión necesitaría enrollar primero hasta que la bobina se una, en cuyo punto actuaría como una conexión sólida que luego iniciaría para mover la horquilla de cambios\embrague de garras fuera del engranaje. Una vez que se completa el cambio y los embragues de garras están en completo acoplamiento, no pueden salirse debido a que las pistas de leva bloquean que la horquilla se mueva.

Con referencia a la figura 7, se ilustra una perspectiva lateral no ensamblada del ensamblaje 300 de tambor de cambios. Como se discutió anteriormente y se ilustra en la figura 7, el ensamblaje 300 de tambor de cambios incluye un tambor 302 de cambios que tiene una carcasa 301 de tambor de cambios. La carcasa 301 de tambor de cambios incluye un poste 301a de tambor de cambios. La leva 320 de cambios cargada por resorte se recibe alrededor del poste 301a de tambor de cambios. Formada dentro del poste 301a de tambor de cambios de la carcasa 301 está una abertura 301b de sujeción de resorte. La carcasa 301 de tambor de cambios también incluye una ventana 301c de tambor de cambios que está posicionada próxima del poste 301a de tambor de cambios. La leva 320 de cambios incluye una lengüeta 320a de leva de cambios que está posicionada dentro de la ventana 301c de tambor de cambios en la carcasa 301 de tambor de cambios y una ranura 320b de sujeción de resorte. El resorte 322 de leva de cambios incluye un primer extremo 322a que se recibe en la ranura 320b de sujeción de resorte de la leva 320 de cambios y un segundo extremo 322b que se recibe en la abertura 301b de sujeción de resorte en el poste 301a de tambor de cambios.

Las figuras 8A y 8B ilustran una vista lateral del ensamblaje 300 de tambor de cambios, el motor 400, el ensamblaje 240 de horquilla de cambios y el segundo ensamblaje 200 de árbol. La figura 8A ilustra los dientes 212a de embrague de garras del embrague 212 de garras de estacionamiento que engranan con los dientes 506a de placa de estacionamiento de la placa 506 de estacionamiento. La figura 8B ilustra los dientes 212a de embrague de garras del embrague 212 de garras de estacionamiento que no engranan con los dientes 506a de placa de estacionamiento de la placa 506 de estacionamiento. Como se describió anteriormente, la placa 506 de estacionamiento está fijada a la carcasa 102. Las figuras 9A-9B ilustran la posición del pasador 250a de posicionamiento de horquilla de cambios de la horquilla 250 de cambios de estacionamiento en la pista 304 del ensamblaje 300 de tambor de cambios y la lengüeta 320a de leva de cambios de la leva 320 de cambios en la ventana 301c de la carcasa 301 de tambor de cambios cuando los dientes 212a de embrague de garras del embrague 212 de garras de estacionamiento no están engranados con los dientes 506a de placa de estacionamiento de la placa 506 de estacionamiento. Con referencia a la figura 9A, la muesca 304 de horquilla de cambios de estacionamiento incluye una primera sección 304a que es generalmente perpendicular a un eje de la carcasa 301 de tambor de cambios, una segunda sección 304b (o sección 304b de rampa) que se extiende generalmente en un ángulo desde la primera sección 304a y una tercera sección 304c que es de nuevo generalmente perpendicular al eje de la carcasa 301 de tambor de cambios. La tercera sección 304c se extiende desde la segunda sección 304b. Cuando los dientes 506a y 212a están en una posición bloqueada (no engranados cuando se colocan en estacionamiento u otra marcha seleccionada), el pasador 250a de posicionamiento de horquilla de cambios de la horquilla 250 de cambios de estacionamiento está en una posición bloqueada que se ilustra en la figura 9A. En la posición bloqueada el pasador 250a de posicionamiento de horquilla de cambios no está alineado con la primera sección 304a de la muesca 304 de horquilla de cambios de estacionamiento. El torque impartido en la leva 320 de cambios a través del resorte 322 de leva de cambios hace que la lengüeta 320s de leva de cambios sea desviada inicialmente contra la primera pared 303a lateral de la ventana 301c como también se ilustra en la figura 9A. A medida que la carcasa 301 de tambor de cambios se gira ya sea por el torque aplicado desde el motor 400 de cambios eléctrico, o a través del torque de anulación 420 de cambios manual, este torque contrarresta el torque de desviación suministrado por el resorte 322 de leva de cambios a través de la sección 304b de rampa que acopla el pasador 250b de posicionamiento de horquilla de cambios que permite que la carcasa 301 de tambor de cambios gire en relación con la leva 320 de cambios. Cuando esto sucede la lengüeta 320a de leva de cambios de la leva 320 de cambios se mueve libremente en la ventana 301c de la carcasa 301 de tambor de cambios hacia la segunda pared lateral como se ilustra en la figura 9B. Este movimiento relativo crea una precarga de torsión adicional en el resorte 322 de leva de cambios y permite que el tambor 301 de cambios alcance su posición angular objetivo (estacionamiento en este ejemplo) a pesar de que la leva 320 de cambios y el pasador 250a de posicionamiento de horquilla de cambios no lo hayan hecho. El sistema de cambios está ahora en un estado de precarga. Si el vehículo rueda ligeramente, la rotación en la rueda provocaría un movimiento relativo entre el embrague 212 de garras de estacionamiento y la placa 506 de estacionamiento, lo cual a su vez permite que los dientes 212a y 506a se acoplen. Para aplicaciones distintas de la marcha de Estacionamiento, el movimiento relativo en los embragues de garras podría provenir de la rotación del árbol de entrada a partir de la aplicación del regulador o rotación de la rueda debido al rodamiento de vehículo. Cuando los dientes 212a y 506a se alinean para permitir el acoplamiento como se muestra en la figura 8A, la leva 320 de cambios gira de vuelta a su posición inicial como se muestra en la figura 9A y el pasador 250a de posicionamiento de horquilla de cambios se empuja hacia arriba de la superficie en rampa de la leva 320 de cambios hacia su posición 304a final. Una vez que el pasador 250a de posicionamiento de horquilla de cambios está alineado con la primera sección 304a de la muesca 304 de horquilla de cambios de estacionamiento, la fuerza de desviación del resorte 322 de leva de cambios gira la leva 320 de cambios por lo que la lengüeta 320a de leva de cambios se acopla una vez más a la primera pared 303a de la ventana 301c de la carcasa 301 de tambor de cambios como se ilustra en la figura 9C. Cuando la caja de cambios 100 se cambia fuera de estacionamiento, el motor 400 girar el tambor 302 de cambios. Debido a que la lengüeta 320a de leva de cambios se acopla con la primera pared 303a en la ventana 301c de la carcasa 301, la leva 320 de cambios gira con el tambor 302 de cambios sin uso del resorte 322 de leva de cambios (desacople directo). Esto mueve el pasador 250a de posicionamiento de horquilla de cambios de la horquilla 250 de cambios fuera de la primera sección 304a de la muesca 304 de horquilla de cambios de estacionamiento y dentro de la tercera sección 304c de la muesca de cambios de estacionamiento que a su vez mueve la garra 212 de cambios de estacionamiento para mover el engranaje de la caja de cambios 100 fuera de estacionamiento. Como se discutió anteriormente, esta característica se denomina el "desacople directo" debido a que no requiere el uso del resorte de leva de cambios. En realizaciones, el ancho angular de la ventana 301c es tan grande o más grande que el recorrido angular necesario para mover el pasador 250a de posicionamiento de horquilla de cambios desde la posición bloqueada ilustrada en la figura 9A a la marcha posicionada ilustrada en la figura 9C.

Las figuras 10 y 11 ilustran otra realización de un ensamblaje de cambios que implementa una leva de disco plano en lugar de un tambor de cambios como se describió anteriormente. El ensamblaje de cambios (ensamblaje 900 de leva con disco de levas de cambios) de las figuras 10 y 11 incluye un disco 908 de levas de cambios. El disco 908 de levas de cambios incluye guías 907a y 907b de paso de corte de cambios que actúan como las muescas 304 y 308 de horquilla de cambios del tambor 302 de cambios del ensamblaje 300 de tambor de cambios discutido anteriormente. Por ejemplo, un pasador 930a de horquilla de cambios de una horquilla 930 de cambios se recibe en el paso 907a de corte de cambios. Un pasador (no se muestra) de una horquilla 932 de cambios de estacionamiento se recibiría en el paso 907b de corte de cambios. La horquilla 930 de cambios está montada de manera deslizante en un segundo árbol 942 de cambios similar al árbol 242 de cambios discutido anteriormente. Un miembro 933 de desviación de horquilla de cambios montado en el segundo árbol 942 de cambios desvía la horquilla 930 de cambios. La horquilla 930 de cambios se acopla a una garra 913 de cambios que está montada de manera deslizable en un árbol 912 de entrada en esta realización. También se ilustran como montados en el árbol 912 de entrada en esta realización cojinetes 971 y 972, marcha 915 y diente de rueda 971.

El diente de rueda 971 está acoplado giratorio al diente de rueda 960 a través de la cadena 961. El diente de rueda 960 está montado en un segundo árbol 970. También montados en el segundo árbol 970 están los cojinetes 962 y 950 que se recibirían en los respectivos asientos de carcasa (no se muestran). Marchas 952, 954, 956 adicionales y una marcha 958 de bloqueo de estacionamiento también están montadas en el segundo árbol 970. La marcha 958 de bloqueo de estacionamiento incluye ranuras 958b de sujeción que están posicionadas entre los dientes 958a de marcha de estacionamiento. El ensamblaje 900 de leva de disco también incluye un trinquete 920 de estacionamiento.

El trinquete 920 de estacionamiento tiene un primer extremo 920a que está diseñado para encajar en las ranuras 958b de sujeción de la marcha 958 de bloqueo de estacionamiento para bloquear la caja de cambios 100 en el estacionamiento. El trinquete 920 de estacionamiento tiene además una porción 920b media que está montada de manera giratoria en un árbol 942 de trinquete de estacionamiento. Un miembro 924 de desviación de trinquete montado en el árbol 922 de trinquete de estacionamiento desvía el trinquete 920 de estacionamiento por lo que el primer extremo 920a del trinquete 920 de estacionamiento está desviado fuera de las ranuras 958b de sujeción de la marcha 958 de bloqueo de estacionamiento. Además, la horquilla 932 de cambios de estacionamiento está configurada y dispuesta para alinear selectivamente la marcha 958 de bloqueo de estacionamiento con el trinquete 920 de estacionamiento. Una rampa 911 de estacionamiento se extiende desde una superficie del cambio 908 de disco de levas. Un segundo extremo 920c del trinquete 920 de estacionamiento se acopla selectivamente a la rampa 911 de estacionamiento del disco 908 de levas de cambios cuando se gira el disco 908 de leva de cambios. La rampa 911 de estacionamiento ejerce una fuerza en el segundo extremo 920c del trinquete 920 de estacionamiento para contrarrestar la fuerza de desviación del miembro 924 de desviación de trinquete. Como resultado, el primer extremo 920a del trinquete 920 de estacionamiento es recibido en una ranura 958b de sujeción de la marcha 958 de bloqueo de estacionamiento que bloquea la transmisión en estacionamiento. La transmisión permanecerá bloqueada en estacionamiento hasta que se gire el disco 908 de levas de cambios. La característica de rampa 911 de estacionamiento podría ser una parte separada que esté conectada al disco 908 de leva de cambios a través de resorte para proporcionar una función similar a la del ensamblaje de tambor de cambios cilíndrico descrito anteriormente.

El disco 908 de levas de cambios es girado por un árbol 904 de cambios con disco de levas de cambios. Un miembro 905 de marcha por cambios que está bloqueado en rotación con el árbol 904 de cambios con disco de levas de cambios incluye dientes 905b de marcha por cambios que se emparejan con dientes 903 de disco de levas de cambios en un árbol 909 de posición centralmente ubicado del disco 908 de levas de cambios. Acoplado al árbol 909 de posición está un sensor 912 de posición configurado para detectar la posición de marcha actual en ese momento de la caja de cambios 100. Esta realización ilustra además una manivela 902 de campana que está montada en el árbol 904 de cambios con disco de levas de cambios a través del sujetador 911 y un ensamblaje 906 de émbolo de retén. La rotación de la manivela 902 de campana cambia el engranaje. El ensamblaje 906 de émbolo de retén está acoplado operativamente al árbol 909 de posición para ajustar un ajuste de marcha del ensamblaje 900 de cambios si es necesario. Como se discutió anteriormente, la característica 911 de rampa acoplada al disco 908 de cambios, en una realización, proporciona funcionalidad similar a la disposición de leva 320 de cambios al entrar y salir de las marchas de la caja de cambios 100.

Con referencia a la figura 12, se ilustra un diagrama de bloques de un sistema 600 de control de cambios de una realización. Como se ilustra, el sistema 600 de control de cambios incluye un controlador 602 que está acoplado para recibir señales de un sensor 606 de posición. El controlador 602 (unidad de control de motor en una realización) usa un algoritmo de control de retén almacenado en su memoria 604 para controlar el motor 400 En realizaciones, después de que el sistema recibe el comando de cambios del operador, el motor 400 se energiza bajo control del controlador 602 para accionar el tambor 302 de cambios a una posición objetivo angular específica donde permanecerá hasta que se produzca un cambio subsecuente por el operador. También se ilustran en el diagrama de bloques las entradas 610 (1-n). Un operador del vehículo usa las entradas 610 (1-n) para transmitir señales al controlador 602 para cambiar marchas. La configuración de cambios eléctrico de las realizaciones hace posible tener múltiples entradas 610 (1-n). Por ejemplo, puede haber entradas independientes (conmutadores, palancas, diales, botones, etc.) para seleccionar diferentes rangos o funciones de marcha. En particular, realizaciones permiten diferentes esquemas de cambios de operador que están optimizados para el mercado particular de un vehículo. Por ejemplo, esto permitirá que la "función de dirección" y la "función de rango de marcha" sean divididas entre múltiples dispositivos de operador. Se podría usar una primera entrada 610-1 para seleccionar entre rangos altos, bajos y de estacionamiento y se podría usar una segunda entrada 610-2 para seleccionar entre avance y marcha atrás. Además, las entradas 610 (1-n) pueden incluir entradas de vehículo tales como, pero no limitadas a, velocidad de avance, velocidad de motor, posición de regulador, etc. que el controlador 602 usa para determinar cuándo cambiar las marchas.

El controlador 602 puede ser implementado en circuitería electrónica digital, o con un procesador programable (por ejemplo, un procesador de propósito especial o un procesador de propósito general tal como un ordenador) firmware, software, o en combinaciones de estos. El aparato que incorpora estas técnicas puede incluir dispositivos de entrada y salida apropiados, un procesador programable, y un medio 604 de almacenamiento que incorpora de manera tangible instrucciones de programa para ejecución por el procesador programable. Un proceso que incorpora estas técnicas puede ser realizado por un procesador programable que ejecuta un programa de instrucciones para realizar funciones deseadas operando en datos de entrada y generando salida apropiada. Las técnicas pueden ser implementadas ventajosamente en uno o más programas que son ejecutables en un sistema programable que incluye al menos un procesador programable acoplado para recibir datos e instrucciones de, y transmitir datos e instrucciones a, un sistema de almacenamiento de datos, al menos un dispositivo de entrada, y al menos un dispositivo de salida. Generalmente, un procesador recibirá instrucciones y datos de una memoria de solo lectura y/o una memoria de acceso aleatorio. Los dispositivos de almacenamiento adecuados para incorporar de manera tangible instrucciones y datos de programas de ordenador incluyen todas las formas de memoria no volátil, incluyendo a modo de ejemplo, dispositivos de memoria semiconductores, tales como EPROM, EEPROM, y dispositivos de memoria flash; discos magnéticos tales como discos duros internos y discos extraíbles; discos magnetoópticos; y discos de CD-ROM.

Cualquiera de los anteriores puede complementarse por, o incorporarse en, circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) especialmente diseñados.

Como se discutió anteriormente, realizaciones usan un algoritmo de control para determinar cuándo apagar el motor 400 cuando alcanza una posición objetivo de una marcha seleccionada. Debido a la inercia mecánica y al tiempo de reacción del controlador 602 electrónico, hay cierta tolerancia en la posición de parada. Por tanto, se aplica una ventana de tolerancia aceptable. Sin embargo, incluso con una ventana bastante amplia para un objetivo, hay una posibilidad de que el motor se detendrá en el borde de la ventana objetivo. El más mínimo movimiento mecánico del tambor 302 o deriva\ruido de señal eléctrica podría dar como resultado que el sistema se vea como fuera de la ventana objetivo. Esto haría que el motor 400 se energizara brevemente para desplazar el tambor 302 una cantidad muy pequeña. El motor 400 podría terminar oscilando (encenderse, apagarse, encenderse, apagarse, etc.) si termina sentado justo en el límite de la posición objetivo. El problema es cómo mantener los componentes mecánicos en una posición mientras el vehículo está sujeto a vibración. Aunque se podría usar un sistema de retén, mecánico, cargado por resorte agregaría componentes y coste al sistema global. Para ayudar a minimizar el tamaño y coste de motor el gasto de corriente en el ciclo de trabajo del motor necesita ser minimizado durante los eventos de cambios. "Oscilar" puede dar como resultado ciclos de carga indeseables, ruido, calor, y consumo de corriente en el sistema eléctrico de vehículo. Como se discutió anteriormente, realizaciones de la presente invención usan un algoritmo de control de retén electrónico para abordar este problema. En particular, realizaciones usan el motor 400 eléctrico y el algoritmo de control de posición para evitar una oscilación indeseada y actuar como un retén electrónico.

Con referencia a la figura 13A se ilustra un gráfico 620 de sectores de ventana objetivo de una realización. El gráfico 620 de sectores representa la posición angular y tamaño de una sección "en marcha" de pistas 304, 308 de leva. La ventana objetivo incluye una ventana 624 de ajuste fino que es una ventana estrecha que está centrada en el objetivo nominal. La ventana objetivo incluye además una ventana 622 de ajuste grueso que es una ventana más amplia que también está centrada en el objetivo nominal. El tramo entre la ventana 624 de ajuste fino y la ventana 622 de ajuste grueso es lo suficientemente grande de tal manera un pequeño movimiento mecánico del ensamblaje de cambios (tal como el ensamblaje 300 de tambor de cambios o ensamblaje 900 de disco de levas de cambios discutido anteriormente) o pequeñas variaciones de señal eléctrica se situarán entre estos dos límites. El ancho total de la ventana 622 de ajuste grueso es más estrecho que el ancho "en marcha" de tambores de cambios de la pista de leva "plana" (es decir está dentro de un rango aceptable para su marcha seleccionada). En realizaciones, cuando el motor 400 acciona el ensamblaje de cambios a una posición objetivo, el sensor 606 de posición verá primero el ajuste del ensamblaje de cambios pasar por el borde de la ventana 622 de ajuste grueso, luego finalmente verá el ajuste del ensamblaje de cambios ingresar a la ventana 624 de ajuste fino. Una vez que se ha alcanzado la ventana 624 de ajuste fino, el controlador 602 que implementa el algoritmo de control ordena al motor 400 que se apague. El algoritmo de control no le dirá al motor 400 que se encienda para corregir un ajuste de ensamblaje de cambios (debido al movimiento mecánico o al ruido de señal eléctrica, hasta que la desviación del objetivo sea lo suficientemente grande como para caer fuera de la ventana 622 de ajuste grueso. Esto evita que el controlador 602 encienda y apague en ciclos constantemente el motor (oscilación) con el fin de lidiar con pequeños movimientos mecánicos del ensamblaje de cambios o un pequeño ruido eléctrico en las señales de control. La figura 13B ilustra un gráfico 630 de pista de leva de tambor que traza una línea central de las pistas 304 y 308 de leva de tambor de cambios del tambor 302 de cambios del ensamblaje 300 de tambor de cambios en un patrón plano desenvuelto. El tramo angular de la ventana 622 de ajuste grueso es menor que el ancho de la porción 636 en marcha (rango) de la pista 308 de leva. Cada sección "plana" de las pistas 304 y 308 de leva es donde la horquilla/embrague 250, 256, 212, 226 de garras se mantiene en una marcha particular.

La figura 14 ilustra un diagrama 700 de flujo de operación de una realización. El proceso inicia con el operador seleccionando una nueva posición de marcha (702). Una vez que se ha seleccionado una nueva posición de marcha la unidad 602 de control de motor mira una señal de posición de tambor del sensor 606 de posición de tambor y determina la dirección que el motor necesita recorrer para llegar a la nueva posición de marcha deseada (704). El motor 400 gira el ensamblaje de cambios en la dirección deseada. El sensor 606 de posición proporciona retroalimentación de posición angular (706). Al recibir señales del sensor 606 de posición, la unidad 602 de control de motor monitoriza el ajuste del ensamblaje de cambios que pasa a través del límite de ventana 624 de ajuste grueso hacia el objetivo nominal (607). Una vez que la unidad 602 de control de motor observa el ajuste del ensamblaje de cambios que pasa a través del límite de ventana 624 de ajuste fino, la unidad 602 de control de motor detiene el motor 400 (714). Subsecuentemente, si el ajuste de ensamblaje de cambios (tal como la posición del tambor 302 de cambios) gira involuntariamente una pequeña cantidad debido a la vibración, o la unidad 602 de control de motor ve ligera variación en la señal eléctrica, haciendo que la unidad 602 de control de motor vea que se ha movido fuera de la ventana 624 de ajuste de ventana fina pero aún dentro de la ventana 622 de ajuste grueso, la unidad 602 de control de motor mantiene el motor apagado (714). Si el tambor 302 de cambios gira involuntariamente lo suficiente para moverse más allá del límite de la ventana 622 de ajuste grueso, la unidad 602 de control de motor ordena al motor 400 que gire el tambor 302 de cambios de vuelta hacia la posición objetivo nominal (714). Una vez que un tambor ha alcanzado de nuevo la ventana 624 de ajuste fino, el motor 400 se apaga (716). Luego el sistema continúa monitorizando la posición del tambor de cambios en (712) (es decir, el ajuste del ensamblaje de cambios).

Las figuras 15A hasta 15E ilustran un gráfico 800 de sectores de ventana objetivo con una posición 802 objetivo nominal y cómo funciona el algoritmo de control de retén en una realización. La figura 15A ilustra el gráfico 800 de sectores de ventana objetivo cuando se proporciona un nuevo comando para cambiar a una nueva posición objetivo.

El motor 400 se enciende para girar el tambor 302 de cambios por lo que el ajuste de posición 802 objetivo nominal del ensamblaje de cambios está dentro de las ventanas objetivo. La figura 15B ilustra que la posición 802 objetivo nominal está ahora dentro de la ventana 804 grueso pero aún no ha alcanzado la ventana 806 fina por lo que el motor 400 continúa accionado. La figura 15C ilustra que la posición 802 objetivo nominal ha alcanzado ahora la ventana 806 fina por lo que el motor 400 se apaga. La figura 15D ilustra la situación donde el tambor 302 de cambios se gira debido a la vibración, pero todavía está dentro de la ventana 804 grueso. En esta situación el motor 400 permanece apagado. La figura 15E ilustra dónde el tambor 302 de cambios ha girado lo suficiente para caer fuera de la ventana 804 grueso. En esta situación, el motor 400 sería encendido por el controlador 602 para desplazar la posición del tambor 302 de cambios de vuelta a la ventana 806 fina.

Aunque se han ilustrado y descrito en este documento realizaciones específicas, los expertos normales en la técnica apreciarán que cualquier disposición, que se calcule para lograr el mismo propósito, puede ser sustituida por la realización específica mostrada. Esta solicitud está prevista para cubrir cualquier adaptación o variación de la presente invención. Por ejemplo, el sistema de transmisión y engranajes de algunas líneas de transmisión puede no necesitar "marcha de estacionamiento" de la anulación manual. Por lo tanto, está previsto de manera manifiesta que esta invención esté limitada solamente por las reivindicaciones anexas.

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Un método de control de una transmisión (100) de cambios por cable, comprendiendo el método: monitorizar un ajuste de un ensamblaje (300) de cambios que establece una marcha seleccionada desde el engranaje de la transmisión (100) mientras la transmisión (100) está en una marcha deseada;

activar un motor (400) para ajustar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios cuando la monitorización del ensamblaje (300) de cambios indica entonces que el ajuste actual en ese momento del ensamblaje (300) de cambios está fuera de una ventana (622) de ajuste grueso de la marcha deseada, la ventana (622) de ajuste grueso centrada alrededor de una posición objetivo nominal para la marcha deseada mientras que está dentro de un rango aceptable de la marcha deseada; y

apagar el motor (400) cuando la monitorización del ajuste del ensamblaje (300) de cambios indica que el ajuste está dentro de una ventana (624) de ajuste fino de la marcha deseada, la ventana (624) de ajuste fino también centrada alrededor de la posición objetivo nominal para la marcha deseada, siendo la ventana (624) de ajuste fino más estrecha que la ventana (622) de ajuste grueso.

2. El método de la reivindicación 1, que comprende además:

cuando se selecciona una nueva marcha, activar el motor (400) para cambiar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios; y

apagar el motor (400) una vez que el ajuste del ensamblaje (300) de cambios indica que está dentro de la ventana (624) de ajuste fino de la nueva marcha seleccionada.

3. El método de la reivindicación 1, en donde ajustar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios comprende además: girar al menos una porción del ensamblaje (300) de cambios con el motor (400).

4. El método de la reivindicación 3, que comprende además:

si el ajuste del ensamblaje (300) de cambios indica que la ventana (624) de ajuste fino se ha sobrepasado, invertir una dirección de la rotación de la al menos porción del ensamblaje (300) de cambios.

5. El método de la reivindicación 1, que comprende además:

establecer una ventana (624) de ajuste fino y una ventana (622) de ajuste grueso para cada marcha.

6. El método de la reivindicación 1, en donde monitorizar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios comprende además:

generar señales con un sensor (511a, 606) de posición que está configurado y dispuesto para leer la posición de al menos una porción del ensamblaje (300) de cambios; y

procesar las señales generadas del sensor (511a, 606) de posición con un controlador (602) para determinar el ajuste actual en ese momento del ensamblaje (300) de cambios.

7. El método de la reivindicación 6, que comprende además:

controlar operación del motor (400) con el controlador (602).

8. El método de la reivindicación 7, que comprende además:

seleccionar engranaje de la transmisión (100) de cambios por cable con al menos una entrada (610) que está en comunicación con el controlador (602).

9. El método de la reivindicación 5, que comprende además:

cuando se selecciona una nueva marcha, activar el motor (400) para cambiar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios; y

apagar el motor (400) una vez que el ajuste del ensamblaje (300) de cambios indica que está dentro de la ventana (624) de ajuste fino de la nueva marcha seleccionada.

10. El método de la reivindicación 9, que comprende además:

determinar cuándo el ajuste del ensamblaje (300) de cambios está dentro de la ventana (624) de ajuste fino.

11. El método de la reivindicación 10, en donde determinar cuándo el ajuste del ensamblaje (300) de cambios está dentro de la ventana (624) de ajuste fino comprende además:

monitorizar cuando el ajuste del ensamblaje (300) de cambios pasa a través de un borde de la ventana (624) de ajuste fino para nueva marcha.

12. El método de la reivindicación 5, en donde monitorizar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios comprende además:

generar señales con un sensor (511a, 606) de posición que está configurado y dispuesto para leer la posición de al menos una porción del ensamblaje (300) de cambios; y

procesar las señales generadas del sensor (511a, 606) de posición con un controlador (602) para determinar el ajuste actual en ese momento del ensamblaje de cambios.

13. El método de la reivindicación 5, que comprende además:

colocar la transmisión (100) de cambios por cable en una marcha de estacionamiento tras apagado de un vehículo usando la transmisión (100) de cambios por cable.

14. Un sistema (600) de control de cambios para una transmisión (100) de cambios por cable, comprendiendo el sistema (600) de control de cambios:

un ensamblaje (300) de cambios configurado y dispuesto para colocar engranaje de la transmisión (100) en una marcha seleccionada;

un sensor (511a, 606) para detectar un ajuste del ensamblaje (300) de cambios;

un motor (400) eléctrico acoplado para cambiar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios; y

un controlador (602) en comunicación con el sensor (511a, 606), el controlador (602) además operacionalmente acoplado para activar selectivamente el motor (400) eléctrico para cambiar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios, caracterizado porque el controlador (602) está configurado además para activar selectivamente el motor (400) eléctrico para cambiar el ajuste del ensamblaje (300) de cambios mientras que la transmisión (100) está en una marcha deseada cuando el ajuste actual en ese momento del ensamblaje (300) de cambios está fuera de una ventana (622) de ajuste grueso establecida para la marcha deseada y desactivar el motor (400) eléctrico cuando el ajuste actual en ese momento del ensamblaje (300) de cambios está dentro de una ventana (624) de ajuste fino establecida para la marcha deseada, en donde la ventana (622) de ajuste grueso está centrada alrededor de una posición objetivo nominal para la marcha deseada y dentro de un rango aceptable para la marcha deseada y la ventana (624) de ajuste fino también está centrada alrededor de la posición objetivo nominal para la marcha deseada, siendo la ventana (624) de ajuste fino más estrecha que la ventana (622) de ajuste grueso.

15. El sistema de control de cambios de la reivindicación 14, que comprende además:

al menos una entrada (610) de usuario en comunicación con el controlador (602) para seleccionar una marcha de la transmisión (100).

16. El sistema (600) de control de cambios de la reivindicación 15, en donde la al menos una entrada (610) de usuario comprende además:

una primera entrada (610-1) para seleccionar una marcha de rango; y

una segunda entrada (610-2) para seleccionar una marcha de dirección.

17. El sistema de control de cambios de la reivindicación 14, en donde el ensamblaje (300) de cambios comprende además uno de un ensamblaje de tambor de cambios y un ensamblaje (900) con disco de levas de cambios.

18. El sistema de control de cambios de la reivindicación 17, en donde el ensamblaje (300) de cambios incluye además un ensamblaje de tambor de cambios que incluye;

un tambor (302) de cambios que tiene al menos una guía (304, 306, 308) de muesca que tiene un perfil seleccionado; y

una leva (320) de cambios acoplada operativamente al tambor (302) de cambios, la leva (320) de cambios configurada y dispuesta para completar un cambio a una marcha sin la ayuda del motor (400) eléctrico.

19. El sistema de control de cambios de la reivindicación 14, en donde además el controlador (602) está configurado para activar el ensamblaje (300) de cambios para colocar la transmisión (100) en una marcha de estacionamiento tras apagado de un vehículo usando la transmisión (100).