IT9067237A1 - COMMAND DEVICE FOR A VEHICLE SPEED CHANGE - Google Patents

COMMAND DEVICE FOR A VEHICLE SPEED CHANGE

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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:

"Dispositivo di comando per un cambio di velocità di autoveicoli" "Control device for a gearbox of motor vehicles"

RIASSUNTO SUMMARY

Dispositivo di comando del cambio di rapporto di trasmissione per un gruppo di trasmissione di autoveicoli comprendente un cambio di velocità ad ingranaggi collegato al motore del veicolo con l'interposizione di un innesto a frizione e munito di una pluralità di organi di innesto delle marce associati a rispettivi attuatori di comando. E' prevista un'unità elettronica di controllo che riceve un segnale indicativo dell'azionamento dell'innesto a frizione e seleziona la marcia da inserire in funzione della velocità e dell'accelerazione del veicolo rilevati in un istante prossimo a quello di azionamento dell'innesto a frizione. Gear change control device for a motor vehicle transmission assembly comprising a gearbox connected to the vehicle engine with the interposition of a friction clutch and provided with a plurality of gear engagement members associated with respective control actuators. An electronic control unit is provided which receives a signal indicative of the actuation of the friction clutch and selects the gear to be engaged according to the speed and acceleration of the vehicle detected in an instant close to that of actuation of the clutch. friction.

(Figura 1) (Figure 1)

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un dispositivo di comando del cambio di rapporto di trasmissione per un gruppo di trasmissione di autoveicoli comprendente: The present invention relates to a gear ratio change control device for a motor vehicle transmission unit comprising:

- un cambio di velocità includente un albero primario collegato al motore del veicolo con l'interposizione di un innesto a frizione ed un albero secondario collegato alle ruote motrici del veicolo, - a gearbox including a primary shaft connected to the vehicle engine with the interposition of a friction clutch and a secondary shaft connected to the driving wheels of the vehicle,

- una pluralità di organi di innesto delle marce associati a rispettivi mezzi attuatori, e - a plurality of gear engagement members associated with respective actuator means, e

- un'unità elettronica di controllo predisposta per rilevare parametri operativi indicativi delle condizioni di marcia del veicolo, per selezionare la marcia da inserire in funzione dei parametri operativi rilevati e per comandare i mezzi attuatori per l'inserimento della marcia selezionata. - an electronic control unit designed to detect operating parameters indicative of the vehicle running conditions, to select the gear to be engaged according to the operating parameters detected and to command the actuator means for engaging the selected gear.

Un dispositivo del tipo sopra indicato è noto dalla domanda di brevetto europeo n. 276609. Il dispositivo noto illustrato in EP 276609 è provvisto di un attuatore che comanda l'azionamento dell'innesto a frizione e che agisce sotto il controllo di un'unità di elaborazione. In tale dispositivo noto, l'unità di elaborazione comanda il cambio di marcia in modo del tutto automatico: essa sceglie l'istante cui effettuare il cambio di marcia in funzione della velocità di rotazione del motore, comanda l'azionamento dell'innesto a frizione, seleziona la marcia da inserire e comanda gli attuatori che inseriscono la marcia selezionata. A device of the type indicated above is known from European patent application no. 276609. The known device illustrated in EP 276609 is provided with an actuator which controls the actuation of the friction clutch and which acts under the control of a processing unit. In this known device, the processing unit controls the gear change in a completely automatic way: it chooses the instant at which to change gear according to the rotation speed of the engine, it commands the actuation of the friction clutch , selects the gear to be engaged and controls the actuators that engage the selected gear.

Il principale inconveniente del dispositivo noto sopra menzionato risiede nel fatto che tale dispositivo, così come ogni altro tipo di cambio automatico, rende del tutto spersonalizzato lo stile di guida del veicolo. Infatti la scelta del momento in cui effettuare il cambio di marcia e la velocità con cui il conducente agisce sui pedali della frizione e dell'acceleratore durante la manovra di cambio marcia influenzano in modo sostanziale lo stile di guida del veicolo. The main drawback of the known device mentioned above lies in the fact that this device, like any other type of automatic gearbox, renders the driving style of the vehicle completely depersonalized. In fact, the choice of when to change gear and the speed with which the driver acts on the clutch and accelerator pedals during the gear change maneuver substantially influence the driving style of the vehicle.

Allo scopo di rimediare al suddetto inconveniente, la presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di comando del cambio di rapporto di trasmissione del tipo precisato all'inizio, caratterizzato dal fatto che l'innesto a frizione è comandato tramite un pedale azionabile dal conducente, dal fatto che sono previsti mezzi sensori atti a rilevare l'azionamento dell'innesto a frizione e dal fatto che l'unità di controllo è predisposta per ricevere dai suddetti mezzi sensori un segnale indicativo dell'azionamento dell'innesto a frizione e per selezionare la marcia da inserire in funzione dei parametri operativi rilevati in un istante prossimo a quello di azionamento dell'innesto a frizione. In order to remedy the aforementioned drawback, the present invention relates to a control device for the gear ratio change of the type specified at the beginning, characterized in that the friction clutch is controlled by means of a pedal operated by the driver, by the the fact that sensor means are provided for detecting the actuation of the friction clutch and the control unit is arranged to receive from the aforementioned sensor means a signal indicative of the actuation of the friction clutch and to select the gear to be entered according to the operating parameters detected in an instant close to that of actuation of the friction clutch.

Come risulterà evidente nel seguito della descrizione, il dispositivo secondo la presente invenzione rende automatiche soltanto le operazioni che non condizionano lo stile di guida del conducente, cioè soltanto le operazioni dì selezione ed inserimento della marcia. Infatti la scelta della marcia da inserire, in determinate condizioni di velocità ed accelerazione del veicolo, costituisce una scelta obbligata, mentre la manovra di disinserimento della marcia precedente ed inserimento della nuova marcia è un'operazione puramente meccanica che non dipende dallo stile del conducente. Al contrario, il dispositivo secondo l'invenzione lascia al conducente la possibilità di scegliere in quale momento effettuare il cambio di marcia e la possibilità di agire direttamente sui pedali della frizione e dell'acceleratore secondo il suo personale stile di guida. As will be evident in the following description, the device according to the present invention automates only the operations that do not affect the driving style of the driver, that is, only the operations for selecting and engaging the gear. In fact, the choice of the gear to be engaged, under certain vehicle speed and acceleration conditions, is an obligatory choice, while the maneuver to disengage the previous gear and engage the new gear is a purely mechanical operation that does not depend on the driver's style. On the contrary, the device according to the invention leaves the driver the possibility to choose at which moment to change gear and the possibility to act directly on the clutch and accelerator pedals according to his personal driving style.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione dettagliata che segue fatta con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become evident in the course of the detailed description which follows made with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

- la figura 1 è una vista schematica di un dispositivo di comando secondo la presente invenzione, e - figure 1 is a schematic view of a control device according to the present invention, and

- la figura 2 è una vista schematica di un attuatore di comando di un organo di innesto delle marce. Figure 2 is a schematic view of an actuator for controlling a gear engagement member.

Con riferimento ai disegni, con 1 è indicato un cambio di velocità per autoveìcoli, includente un albero primario 2 portante una prima serie dì ruote dentate 4 che sona sempre in presa con corrispondenti ruote dentate 6 portate da un albero secondario 8. L'albero primario 2 è collegato al motore 10 del veicolo con l'interposizione di un innesto a frizione 12 di tipo convenzionale mentre l'albero secondario 8 è collegato, in modo noto, alle ruote motrici del veicolo. L'albero secondario 8 è munito, in modo convenzionale, di organi di innesto 14 associati alle ruote dentate 6 dell'albero secondario 6, e spostabili fra una posizione di folle ed una posizione di ingranamento nella quale collegano in rotazione una ruota dentata 6 con l'albero secondario 8. Nei cambi di velocità ad ingranaggi a comandao manuale, gli organi di innesto 14 sono comandati in scorrimento mediante una leva dì comando azionata dal conducente. Nel cambio illustrato nella figura 1 a ciascun organo di innesto 14 è associato un attuatore di comando 16 atto a provocare uno scorrimento dell'associato organo di innesto fra la posizione di folle e la posizione di ingranamento. Gli attuatori 16 sono collegati ad un'unità elettronica di controllo 18 che provvede ad azionare gli attuatori 16 secondo le modalità che verranno spiegate nel seguito. With reference to the drawings, 1 indicates a gearbox for motor vehicles, including a primary shaft 2 carrying a first series of toothed wheels 4 which is always engaged with corresponding toothed wheels 6 carried by a secondary shaft 8. The primary shaft 2 is connected to the engine 10 of the vehicle with the interposition of a friction clutch 12 of the conventional type, while the secondary shaft 8 is connected, in a known way, to the driving wheels of the vehicle. The secondary shaft 8 is provided, in a conventional way, with coupling members 14 associated with the toothed wheels 6 of the secondary shaft 6, and which can be moved between an idle position and an engagement position in which they connect in rotation a toothed wheel 6 with the secondary shaft 8. In the gearboxes with manual control, the engagement members 14 are controlled in sliding by means of a control lever operated by the driver. In the gearbox illustrated in Figure 1, each clutch member 14 is associated with a control actuator 16 adapted to cause the associated clutch member to slide between the neutral position and the engagement position. The actuators 16 are connected to an electronic control unit 18 which activates the actuators 16 in the manner that will be explained below.

L'innesto a frizione 12 è comandato tramite un pedale 20, come è usuale per i cambi di velocità a comando manuale. Al pedale 20 è associato un sensore di prossimità 22 che invia all’unità di controllo 18 un segnale indicativo dell'azionamento del pedale 20 e quindi dell'intenzione del conducente di effettuare un cambio di marcia. The friction clutch 12 is controlled by a pedal 20, as is usual for gearboxes with manual control. A proximity sensor 22 is associated with the pedal 20 which sends to the control unit 18 a signal indicative of the operation of the pedal 20 and therefore of the driver's intention to change gear.

L'albero secondario 8 del cambio di velocità 1 è asso·' ciato ad un sensore di velocità 24 che rileva la velocità di rotazione dell'albero secondario (proporzionale alla velocità del veicolo). Il sensore di velocità 24 invia ad intervalli di tempo costanti un segnale indicativo della velocità rilevata all'unità di controllo 18. All'interno dell'unità 18 il valore attuale di velocità viene confrontato con il valore della velocità V. rilevato nell'istante precedente. Il valore V^-V^ ® proporzionale all'accelerazione media del veicolo nell'intervallo fra due rivelaziom successive The secondary shaft 8 of the gearbox 1 is associated with a speed sensor 24 which detects the rotation speed of the secondary shaft (proportional to the speed of the vehicle). The speed sensor 24 sends at constant time intervals a signal indicative of the speed detected to the control unit 18. Inside the unit 18 the current speed value is compared with the value of the speed V. detected in the previous instant . The value V ^ -V ^ ® is proportional to the average acceleration of the vehicle in the interval between two successive detections

Quando viene attivato il pedale 20 di comando dell’inesto a frizione 12, l'unità di controllo 18 seleziona la marcia da inserire in funzione dei valori di velocità ed accelerazione rilevati in un istante prossimo a quello di azionamento del pedale 20 When the pedal 20 controlling the friction clutch 12 is activated, the control unit 18 selects the gear to be engaged according to the speed and acceleration values detected in an instant close to that of pedal operation 20

Nel seguito viene riportata una tabella che illustra i criteri secondo cui l'unità di comando 18 seleziona la marcia da inserire. Below is a table illustrating the criteria according to which the control unit 18 selects the gear to be engaged.

V -V^ Maccelerazione) 13 26 41 69 V^-V^^l {moto uniforme) 15 30 46 80 II III IV V V -V ^ Acceleration) 13 26 41 69 V ^ -V ^^ l {uniform motion) 15 30 46 80 II III IV V

V^-V^^ -1 {rallentamento) 17 37 53 95 V^-V ^-5 (frenata) 19 45 63 108 I valori di velocità che definiscono i vari campi sono espressi in km/h e sono naturalmente da intendersi come del tutto indicativi. Quindi se il valore di V -V nell’istante in cui viene azionato il pedale 20 è, ad esempio, -2 (rallentamento) e la velocità del veicolo V è di 40 km/h l'unità di controllo 18 seleziona il terzo rapporto di velocità. Se, a pari velocità (40 km all'ora) il valore di V^-V^ fosse stato pari a -7 (frenata) l'unità di controllo 18 avrebbe selezionato il secondo rapporto di trasmissione. V ^ -V ^^ -1 {slowdown) 17 37 53 95 V ^ -V ^ -5 (braking) 19 45 63 108 The speed values that define the various ranges are expressed in km / h and are of course to be understood as all indicative. Therefore, if the value of V -V at the instant in which pedal 20 is operated is, for example, -2 (slowdown) and the vehicle speed V is 40 km / h, the control unit 18 selects the third gear of speed. If, at the same speed (40 km per hour) the value of V ^ -V ^ had been equal to -7 (braking), the control unit 18 would have selected the second transmission ratio.

All'unità di controllo 18 sono inoltre collegati una coppia di pulsanti indicati con 26 e 28 che possono essere azionati dal conducente per selezionare la retromarcia (manovra consentita con ^ 5 km/h) ed il folle. Connected to the control unit 18 are also a pair of buttons indicated with 26 and 28 which can be operated by the driver to select reverse gear (maneuver allowed with ^ 5 km / h) and neutral.

Nella figura 2 è illustrata una forma di attuazione preferita dell'attuatore di comando 16 che comanda lo scorrimento dell'organo di innesto 14 sotto il controllo dell'unità 18. Come è visibile nella figura 2 ciascun attuatore 16 comprende una coppia di leve 30 articolate intorno ad assi fissi 32 fra loro paralleli ed ortogonali alla direzione di scorrimento dell'organo di innesto 14. Le leve 30 sono articolate fra loro in 34 intorno ad un asse parallelo agli assi d'articolazione 32. Ciascuna leva 30 porta un elemento di spinta ed aggancio 36 articolato ad un'estremità della leva in 38. Fra ciascun elemento dì spinta ed aggancio 36 e la rispettiva leva 30 è interposto un elettromagnete 40 che comanda l'oscillazione dell'elemento 36 fra una posizione sollevata illustrata nella figura 2 ed una posizione abbassata non illustrata. Le leve 30 vengono comandate in rotazione nel verso indicato dalle frecce A all'atto dell'azionamento del pedale 20 tramite un sistema di leve (non illustrato) oppure tramite mezzi attuatori anch'essi non illustrati. Durante la rotazione delle leve 30 la porzione d'estremità 42 degli elementi 36 agisce contro un'appendice 44 dell'organo di innesto 14. In questa prima fase della manovra tutti gli organi di innesto 14 vengono portati nella loro posizione di folle. Successivamente, l'unità di controllo 18 seleziona la marcia da inserire e comanda 1'elettromagnete 40 che corrisponde alla marcia selezionata. L'elettromagnete 40 che viene selezionato si porta in una condizione attivata spingendo nella posizione abbassata l'elemento 36. L'estremità 42 dell'elemento 36 aggancia un incavo 48 dell'organo di innesto 14 per cui quest'ultimo viene trascinato nella sua posizione di innesto per effetto del ritorno delle leve 30 nella loro posizione di riposo illustrata nella figura 2. Figure 2 illustrates a preferred embodiment of the control actuator 16 which controls the sliding of the coupling member 14 under the control of the unit 18. As can be seen in Figure 2, each actuator 16 comprises a pair of articulated levers 30 around fixed axes 32 parallel to each other and orthogonal to the sliding direction of the clutch member 14. The levers 30 are articulated to each other in 34 around an axis parallel to the articulation axes 32. Each lever 30 carries a thrust element and coupling 36 articulated at one end of the lever at 38. An electromagnet 40 is interposed between each thrust and coupling element 36 and the respective lever 30 which controls the oscillation of the element 36 between a raised position illustrated in Figure 2 and a lowered position not shown. The levers 30 are rotated in the direction indicated by the arrows A upon actuation of the pedal 20 by means of a system of levers (not shown) or by means of actuator means also not shown. During the rotation of the levers 30, the end portion 42 of the elements 36 acts against an appendage 44 of the clutch member 14. In this first phase of the maneuver, all the clutch members 14 are brought into their neutral position. Subsequently, the control unit 18 selects the gear to be engaged and controls the electromagnet 40 which corresponds to the selected gear. The electromagnet 40 which is selected moves into an activated condition by pushing the element 36 into the lowered position. The end 42 of the element 36 engages a recess 48 of the coupling member 14 so that the latter is dragged into its position engagement due to the return of the levers 30 to their rest position illustrated in Figure 2.

Naturalmente fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the details of construction and the embodiments may be varied widely with respect to those described and illustrated without thereby departing from the scope of the present invention.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1. - Dispositivo di comando del cambio di rapporto di trasmissione per un gruppo di trasmissione di autoveicoli, comprendente: - un cambio di velocità (1) includente un albero primario (2) collegato al motore (10) del veicolo con l'interposizione di un innesto a frizione (12) ed un albero secondario (8) collegato alle ruote motrici del veicolo, - una pluralità di organi di innesto delle marce (14) associati a rispettivi mezzi attuatori (16), e - un'unità elettronica di controllo (18) predisposta per rilevare parametri operativi indicativi delle condizioni di marcia del veicolo, per selezionare la marcia da inserire in funzione dei parametri operativi rilevati e per comandare i mezzi attuatori (16) per l'inserimento della marcia selezionata, caratterizzato dal fatto che l'innesto a frizione (12) è comandato tramite un pedale (20) azionabile dal conducente, dal fatto che sono previsti mezzi sensori (22) atti a rilevare l'azionamento dell'innesto a frizione (12) e dal fatto che l'unità di controllo (18) è predisposta per ricevere dai suddetti mezzi sensori (22) un segnale indicativo dell’azionamento dell'innesto a frizione (12) e per selezionare la marcia da inserire in funzione dei parametri operativi rilevati in un istante prossimo a quello di azionamento dell'innesto a frizione (12). 2. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la suddetta unità di controllo (18) è predisposta per ricevere un segnale indicativo della velocità del veicolo in un istante prossimo a quello di azionamento del pedale (20) di comando dell'innesto a frizione (12), per confrontare tale velocità con valori di velocità predeterminati definenti una pluralità di campi corrispondenti ciascuno ad una marcia del cambio e per selezionare la marcia corrispondente al campo a cui appartiene la velocità del veicolo precedentemente rilevata, 3. - Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la suddetta unità di controllo (18) è predisposta per rilevare l'accelerazione del veicolo in un intervallo di tempo prossimo a quello di azionamento del pedale (20) di comando dell'innesto a frizione (12) e per selezionare in funzione del valore dell'accelerazione una serie dei suddetti valori di velocità definenti i suddetti campi. 4. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascun organo di innesto delle marce (14) è comandato in scorrimento fra una posizione di innesto e una posizione di folle mediante una leva (30) articolata attorno ad un asse (32) ortogonale alla direzione di scorrimento dell'organo di innesto (14) ed operativamente associata al pedale di azionamento (20) dell'innesto a frizione (12). 5. - Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che a ciascun organo di innesto delle marce (14) sono associate due leve (30) destinate a provocare lo scorrimento dell'organo di innesto (14) in versi opposti . 6. - Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ciascuna leva (30) porta un elemento di spinta ed aggancio (36) mobile fra una prima posizione di lavoro - nella quale esso, per effetto del movimento della leva (30), spinge l'organo di innesto (14) da una posizione di ingranamento ad una posizione di folle - ed una seconda posizione di lavoro - nella quale esso aggancia l'organo di innesto (14) e, per effetto del movimento della leva (30), la trascina dalla posizione di folle alla posizione di ingranamento - a ciascun elemento di spinta ed aggancio (36) essendo associato un attuatore (40) atto a provocare lo spostamento dell'elemento di spinta ed aggancio (36) fra la sua prima e la sua seconda posizione di lavoro. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati. CLAIMS 1. - Control device for the change of gear ratio for a transmission group of motor vehicles, comprising: - a gearbox (1) including a primary shaft (2) connected to the engine (10) of the vehicle with the interposition of a friction clutch (12) and a secondary shaft (8) connected to the driving wheels of the vehicle, - a plurality of gear engagement members (14) associated with respective actuator means (16), e - an electronic control unit (18) designed to detect operating parameters indicative of the vehicle running conditions, to select the gear to be engaged according to the operating parameters detected and to command the actuator means (16) for engaging the gear selected, characterized by the fact that the friction clutch (12) is controlled by means of a pedal (20) which can be operated by the driver, by the fact that sensor means (22) are provided for detecting the actuation of the friction clutch (12) and by the the control unit (18) is arranged to receive from the aforementioned sensor means (22) a signal indicative of the actuation of the friction clutch (12) and to select the gear to be engaged according to the operating parameters detected in a instant close to that of actuation of the friction clutch (12). 2. - Device according to Claim 1, characterized in that the aforementioned control unit (18) is arranged to receive a signal indicating the speed of the vehicle in an instant close to that of the actuation of the pedal (20) for controlling the clutch clutch (12), to compare this speed with predetermined speed values defining a plurality of fields each corresponding to a gear of the gearbox and to select the gear corresponding to the field to which the previously detected vehicle speed belongs, 3. - Device according to Claim 2, characterized in that the aforesaid control unit (18) is arranged to detect the acceleration of the vehicle in an interval of time close to that of the actuation of the pedal (20) for controlling the clutch friction (12) and to select a series of the aforementioned speed values defining the aforesaid fields as a function of the acceleration value. 4. - Device according to Claim 1, characterized in that each gear engagement member (14) is controlled to slide between an engagement position and a neutral position by means of a lever (30) articulated around an axis (32) orthogonal to the sliding direction of the clutch member (14) and operatively associated with the actuation pedal (20) of the friction clutch (12). 5. A device according to Claim 4, characterized in that two levers (30) designed to cause the clutch member (14) to slide in opposite directions are associated with each gear engagement member (14). 6. - Device according to Claim 5, characterized in that each lever (30) carries a thrust and coupling element (36) movable between a first working position - in which it, due to the movement of the lever (30), pushes the engagement member (14) from a meshing position to a neutral position - and a second working position - in which it engages the engagement member (14) and, due to the movement of the lever (30) , drags it from the neutral position to the engagement position - with each thrust and coupling element (36) being associated with an actuator (40) adapted to cause the displacement of the thrust and coupling element (36) between its first and his second working position. All substantially as described and illustrated and for the specified purposes.
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