ITMI20002821A1 - Autoveicolo con un motore di azionamento e un cambio con un dispositivo per la variazione del rapporto di trasmissione nonche' procedimento - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L’invenzione riguarda un autoveicolo con un motore di azionamento ET-un cambio con un dispositivo per la variazione del rapporto di trasmissione, un dispositivo di comando, un dispositivo di commutazione e un freno del veicolo, ove il cambio presenta almeno un modo di funzionamento per la variazione del rapporto di trasmissione, in cui una variazione del rapporto di trasmissione può venire avviata in modo automatizzato dal dispositivo di comando. Il dispositivo di commutazione dispone di almeno una posizione di marcia e una posizione di folle, e un movimento del dispositivo di commutazione dalla posizione di folle in una posizione di marcia provoca l'impostazione di un corrispondente rapporto di trasmissione nel cambio, nonché un procedimento per il funzionamento di un tale autoveicolo.

Per mezzo del dispositivo di commutazione presente sono avviabili da parte del guidatore da un lato cambi del rapporto di trasmissione, dall'altro lato per mezzo di esso possono venire avviati anche cambi del modo di funzionamento. La posizione del dispositivo di commutazione viene rivelata da uno o più sensori e viene trasmesso un corrispondente segnale al dispositivo di comando, cosicché secondo la posizione del dispositivo di commutazione vengono eseguiti processi di cambio.

E' noto combinare in simili veicoli l'impostazione di un corrispondente rapporto di trasmissione nel cambio con un contemporaneo azionamento del freno del veicolo affinché un'impostazione di un rapporto di trasmissione corrispondente nel cambio avvenga soltanto quando contemporaneamente viene azionato il freno del veicolo, un'impostazione involontaria di un rapporto di trasmissione viene perciò impedita.

Però vi sono situazioni di marcia in cui impedire un'impostazione di un corrispondente rapporto di trasmissione nel cambio è superfluo o addirittura svantaggiosa. Esemplificativamente va qui menzionato lo scuotimento libero per esempio su neve.

Alla base dell'invenzione vi è quindi il compito di rendere possibili in determinate situazioni di marcia un'impostazione di un corrispondente rapporto di trasmissione del cambio anche senza un azionamento del freno del veicolo, quindi di eliminare l'esigenza di azionamento del freno.

Il compito viene risolto in quanto un’impostazione di un rapporto di trasmissione corrispondente nel cambio, senza contemporaneo azionamento del freno del veicolo, viene reso possibile quando il dispositivo di commutazione si è trovato precedentemente per meno di un tempo determinato nella posizione di folle.

In un esempio di esecuzione preferito questo tempo è fra circa 0 e 5 secondi, preferibilmente nel campo di circa 1-2 secondi.

Di seguito viene illustrato più in dettaglio un esempio di esecuzione dell 'invenzione con l'aiuto di disegni.

Figura 1 mostra un veicolo con catena di azionamento, dispositivo di azionamento del cambio e dispositivo di comando in rappresentazione schematica,

Figura 2 mostra la disposizione delle posizioni di cambio nel dispositivo di commutazione

Figura 3 mostra uno schema a blocchi per la rappresentazione dell'impostazione di un rapporto di trasmissione in connessione con un azionamento del freno del veicolo,

Figura 4 mostra uno schema a blocchi per la rappresentazione dell'impostazione di un rapporto di trasmissione in connessione con un azionamento del freno del veicolo, dipendentemente dalla durata di permanenza nella posizione di folle.

La figura 1 mostra schematicamente ed esemplificativamente un veicolo 1 con dispositivo di trasmissione di momento torcente 4 e cambio 6. Il dispositivo di trasmissione di momento torcente 4 è disposto presentemente nel flusso di forza fra motore di azionamento 2 e cambio 6; opportunamente fra motore di azionamento 2 e il dispositivo di trasmissione di momento torcente 4 è disposta una massa volanica divisa, le cui masse parziali sono girevoli l’una rispetto all'altra con interposizione di un dispositivo ammortizzatore a molla, per cui vengono migliorate sostanzialmente in particolare le caratteristiche della tecnica delle vibrazioni della catena di azionamento. Preferibilmente l'invenzione viene combinata con un dispositivo di smorzamento per l'assorbimento rispettivamente la compensazione di urti di momento torcente rispettivamente con un dispositivo per la compensazione di urti di momento torcente rispettivamente con un dispositivo riducente l'urto di momento torcente rispettivamente un dispositivo per lo smorzamento di vibrazioni, come descritto in particolare nelle pubblicazioni DE OS 34 18 671, DE OS 3411 092, DE OS 3411 239, DE OS 3630 398, DE OS 3628 774 e DE OS 3721 712 della richiedente.

Il veicolo 1 viene azionato da un motore di azionamento 2, che è rappresentato presentemente come un motore a combustione interna, come motore a ciclo Otto o motore Diesel; in un altro esempio di esecuzione l'azionamento può avvenire anche per mezzo di un azionamento ibrido, a motore elettrico o a motore idraulico. Il dispositivo di trasmissione di momento torcente 4 nell'esempio di esecuzione mostrato è una frizione ad attrito, per mezzo della quale il motore di azionamento 2 è divisibile dal cambio 6 in particolare per l'avviamento o per l'esecuzione di processi di cambio. Mediante un crescente scuotimento di innesto rispettivamente di disinnesto della frizione viene trasmesso più o meno momento, a tal scopo una piastra reggispinta e una piastra di spinta vengono spostate l'una rispetto all'altra assialmente e trascinano più o meno un disco di attrito interposto. Il dispositivo di trasmissione di momento torcente 4 eseguito come frizione è vantaggiosamente autoregolante, cioè l'usura delle guarnizioni di attrito viene compensata in modo tale che sia assicurata una forza di disinnesto ridotta costante.

Preferibilmente 1'invenzione viene combinata con una frizione ad attrito, come descritto in particolare nelle domande DE OS 4239 291, DE OS 4239 289 e DE OS 43 06 505 della richiedente.

Per mezzo di un albero 8 le ruote 12 del veicolo 1 sono azionate tramite un differenziale 10. Alle ruote 12 azionate sono associati sensori di numero di giri 60, 61, ove eventualmente è previsto anche soltanto un sensore di numero di giri 60 oppure 61, che generano ciascuno un segnale corrispondente al numero di giri delle ruote 12; in aggiunta o in alternativa è previsto un sensore 52 in un altro punto adeguato nella catena di azionamento, per esempio sull'albero 8, per la determinazione del numero di giri di uscita del cambio, il numero di giri dì ingresso del cambio può venire determinato per mezzo di un ulteriore sensore oppure anche, come nel presente esempio di esecuzione, può venire determinato dal numero di giri del motore di azionamento, così per esempio può venire fissato il rapporto di trasmissione impostato nel cambio.

Un azionamento della frizione ad attrito 4, che può venire eseguita vantaggiosamente a spinta, ma in un altro esempio di esecuzione opportunamente può venire eseguita anche a trazione, avviene presentemente per mezzo di un dispositivo dì azionamento 46, come un attuatore della frizione. Per l'azionamento del cambio 6 è previsto un dispositivo di azionamento comprendente due attuatori 48, 50, ove uno degli attuatori esegue un movimento di selezione e l'altro un azionamento di cambio. L‘attuatore della frizione 46 e/o gli attuatori del cambio 48, 50 sono eseguiti come motori elettrici a corrente continua, ove in un altro esempio di esecuzione, in particolare quando sono richieste grandi forze di azionamento, può essere anche molto opportuno prevedere un sistema idraulico per l'azionamento.

Il comando della frizione 4 e del cambio 6 avviene mediante un dispositivo di comando 44, che forma opportunamente con l'attuatore della frizione 46 una unità costruttiva, ove in un altro esempio di esecuzione può essere anche di vantaggio applicare questi in un altro punto nel veicolo. L'azionamento di frizione 4 e cambio 6 può avvenire in modo automatizzato in un modo di funzionamento automatico mediante il dispositivo di comando 44, o in un modo di funzionamento manuale mediante un'immissione del guidatore per mezzo di un dispositivo di commutazione 70, come leva del cambio, ove 1'immissione viene rilevata per mezzo del sensore 71. Nel modo di funzionamento automatico i cambi del rapporto di trasmissione vengono eseguiti mediante un comando corrispondente degli attuatori 46, 48 e 50 secondo curve caratteristiche, che sono depositate in una memoria associata al dispositivo di comando 44. E’ presente una pluralità di programmi di marcia fissati da almeno una curva caratteristica, fra i quali il guidatore può scegliere, come un programma di marcia sportivo, in cui il motore di azionamento 2 viene fatto funzionare ottimizzato per la potenza, un programma economico, in cui il motore di azionamento 2 viene fatto funzionare ottimizzato per il consumo, oppure un programma invernale, in cui il veicolo 1 viene fatto funzionare ottimizzato per la sicurezza di marcia; inoltre nell'esempio di esecuzione descritto curve caratteristiche sono adattabili in modo adattativo per esempio al comportamento del guidatore e/o ad altre condizioni, come attrito del piano stradale, temperatura esterna, eccetera.

Un dispositivo di comando 18 comanda il motore di azionamento 2 mediante influenza sull'alimentazione della miscela o la sua composizione, ove in figura è rappresentata una valvola a farfalla 22 azionata per mezzo di un regolatore 30, il cui angolo di apertura viene rilevato per mezzo di un trasduttore angolare 20 e il cui segnale è a disposizione del dispositivo di comando 18. In altre esecuzioni della regolazione del motore di azionamento, al dispositivo di comando 18, se si tratta di un motore a combustione interna, viene messo a disposizione un corrispondente segnale, con l'aiuto del quale può venire determinata la composizione della miscela e/o il volume alimentato; opportunamente, viene impiegato anche il segnale di una sonda lambda presente. Inoltre al dispositivo di comando 18 nell'esempio di esecuzione presente è a disposizione un segnale di una leva di carico 14 azionata dal guidatore, la cui posizione viene rilevata per mezzo di un sensore 16, un segnale mediante un numero di giri del motore, generato da un sensore di numero di giri 28, che è associato all'albero di presa di moto del motore, un segnale di un sensore di pressione del tubo di aspirazione 26, nonché un segnale di un sensore della temperatura dell'acqua di raffreddamento 24.

I dispositivi di comando 18 e 44 possono essere eseguiti in zone parziali separate costruttivamente e/o funzionalmente, infatti essi sono collegati tra loro per esempio per mezzo di un bus CAN 54 o un altro collegamento elettrico per lo scambio di dati. Può essere però anche vantaggioso riunire le zone dei dispositivi di comando, in particolare poiché un'associazione delle funzioni non sempre è possibile univocamente ed è necessaria un'interazione. In particolare durante determinate fasi del cambio del rapporto di trasmissione, il dispositivo di comando 44 può comandare il motore di azionamento 2 per quanto riguarda il numero di giri e/o il momento .

Sia l'attuatore della frizione 46 che gli attuatori del cambio 48 e 50 generano segnali, dai quali può venire almeno derivata una posizione dell 'attuatore, che sono a disposizione del dispositivo di comando 44. La determinazione di posizione avviene presentemente entro l'attuatore, ove viene impiegato un trasduttore incrementale, che determina la posizione dell'attuatore con riferimento ad un punto di riferimento. In un altro esempio di esecuzione può essere però anche opportuno disporre il trasduttore al di fuori dell'attuatore e/o prevedere una determinazione di posizione assoluta per esempio per mezzo di un potenziometro. Una determinazione della posizione dell'attuatore è di grande importanza per guanto riguarda l'attuatore della frizione in particolare poiché con ciò il punto di presa della frizione 4 è associabile ad un percorso di innesto determinato e quindi ad una posizione dell'attuatore. Vantaggiosamente il punto di presa della frizione 4 viene determinato ripetutamente nuovamente alla messa in funzione e durante il funzionamento, in particolare in funzione di parametri come usura della frizione, temperatura della frizione, eccetera. Una determinazione delle posizioni dell'attuatore del cambio è importante per guanto riguarda la determinazione del rapporto di trasmissione inserito.

inoltre sono a disposizione del dispositivo di comando 44 segnali di sensori di numero di giri 62 e 63 delle ruote 65 e 66 non azionate. Per la determinazione di una velocità del veicolo può essere sensato considerare il valore medio per i sensori di numero di giri 62 e 63 rispettivamente 60 e 61, per compensare differenza di numero di giri ad esempio in caso di marcia in curva. Per mezzo dei segnali di numero di giri può venire determinata la velocità del veicolo e inoltre può venire eseguito anche un riconoscimento di slittamento. In figura sono rappresentati con linee continue collegamenti di uscita dei dispositivi di comando, mentre i collegamenti di ingresso sono rappresentati tratteggiati. Il collegamento dei sensori 60, 61 e 63 con il dispositivo di comando è soltanto indicato, i sensori 60, 61, 62 e 63 possono essere collegati ciascuno con la zona 42 e/o con la zona 44 del dispositivo di comando.

La zona parziale 3G del dispositivo di comando può influenzare il momento di azionamento rispettivamente frenante attraverso il motore di azionamento 2, la frizione 4 e/o il cilindro del freno di ruota 38. Questa zona del dispositivo di comando riceve segnali dai sensori di numero di giri di ruota 60, 61, 62 e 63 nonché dal sensore 34 per un azionamento del pedale del freno 32. Il dispositivo di comando vantaggiosamente è anche in grado di regolare lo slittamento di azionamento e/o di frenatura secondo una funzione ABS e/o ASR.

La figura 2 mostra la disposizione 100 delle posizioni di cambio sulla leva di selezione 60, ove N corrisponde ad una posizione di folle 101 ed R ad una posizione di marcia indietro 102. Le posizioni N, R e la posizione di marcia avanti (V) 103 al centro fra 104 e - 105 sono posizioni in cui la leva di selezione 60 viene ritenuta ad accoppiamento di forza o ad accoppiamento di forma, cosicché essa soltanto con superamento di una resistenza percepibile può venire spostata fuori da queste posizioni. Le posizioni 104, - 105 e D/M 106 sono posizioni in cui la leva di selezione 60 non viene ritenuta, la leva di selezione 60 viene ritenuta in modo precaricato sotto influenza di molla nella posizione di marcia avanti 103, e ritorna dalle posizioni 104, 105 e 106 automaticamente nella posizione di partenza 103.

Le posizioni 104 e - 105 provocano un cambio verso l'alto o verso il basso nello stadio di marcia immediatamente superiore o inferiore, se nel caso del cambio 4 si tratta di un cambio a marce, rispettivamente provoca una riduzione o un aumento del rapporto di trasmissione se nel caso del cambio 4 si tratta di un cambio continuo, con contemporaneo cambio nel modo di funzionamento manuale; la posizione D/M 106 provoca una commutazione fra modo di funzionamento manuale e automatico senza cambio del rapporto di trasmissione.

Lo schema a blocchi 200 in figura 3 mostra la regolazione di un rapporto di trasmissione in connessione con un azionamento del freno del veicolo. La leva di selezione si trova nella posizione di folle. Non è regolato alcun rappòrto di trasmissione (vedere blocco 201). Se la leva di selezione viene spostata dalla posizione di folle in una posizione di marcia (blocco 202), ove nel caso della posizione di marcia può trattarsi di una posizione di marcia avanti o di una posizione di marcia indietro, viene determinato se il freno del veicolo è azionato o meno (blocco 203). Se il freno del veicolo è azionato, viene regolato un corrispondente rapporto di trasmissione (vedere blocco 204). Se il freno del veicolo non è azionato, non viene ulteriormente regolato alcun rapporto di trasmissione (blocco 201) .

La figura 4 mostra un'esecuzione dell'invenzione particolarmente vantaggiosa. Nella schema a blocchi 300 è rappresentata una regolazione del rapporto di trasmissione in connessione con un azionamento del freno del veicolo, dipendentemente dalla durata di permanenza nella posizione di folle. Se non è regolato alcun rapporto di trasmissione (blocco 301) e la leva di selezione viene spostata dalla posizione di folle in una posizione di marcia (vedere 302), viene determinato se il freno del veicolo è azionato (vedere blocco 303). Se il freno del veicolo è azionato, avviene una regolazione di un rapporto di trasmissione (blocco 304). Se il freno del veicolo non è azionato, viene stabilito per quanto tempo precedentemente non era stato regolato alcun rapporto di trasmissione. Se non era stato regolato alcun rapporto di trasmissione, per un periodo più lungo di un tempo x 306, non viene ulteriormente regolato alcun rapporto di trasmissione (vedere blocco 301). Se non era regolato alcun rapporto di trasmissione per meno di un tempo x (vedere 307), nonostante l'azionamento mancante del freno del veicolo avviene una regolazione del rapporto di trasmissione corrispondente (vedere blocco 304).

Vantaggiosamente una regolazione di un rapporto di trasmissione, nonostante l'azionamento mancante del freno del veicolo, avviene quando la leva di selezione si è precedentemente trovata nella posizione di folle per meno di 0-5 secondi, preferibilmente per un tempo più breve dì 0,5 secondi.

In tal modo divengono possibili in particolare rapidi cambi fra la prima marcia e la marcia indietro, nei quali ogni volta deve venire superata la posizione di folle, senza un azionamento del freno del veicolo, per esempio per rendere possibile uno scuotimento libero su neve.

Secondo un ulteriore concetto inventivo viene proposto di prevedere in connessione con il cambio del presente veicolo un motore elettrico, il cui rotore è collegato per esempio con una massa volanica liberamente girevole, che è isolabile vantaggiosamente per mezzo di almeno una frizione dall'unità di azionamento, come motore termico, e dall'albero di presa di moto per l'utilizzo della forza d'inerzia, e preferibilmente forma questa massa, cosicché per mezzo di queste disposizioni sono possibili azionamenti ibridi. Il cambio secondo questa esecuzione rende possibile uno sfruttamento ampio del motore elettrico per esempio come unità di avviamento per il motore à combustione interna, generatore di corrente, azionamento parziale, azionamento pieno nonché come unità per la conversione di energìa cinetica in energia elettrica, oppure in energia di rotazione cinetica con impiego del rotore come massa volanica in caso di processi di frenatura del veicolo a motore termico disaccoppiato (recupero).

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

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

Poiché gli oggetti di queste sottorivendicazioni per quanto riguarda lo stato della tecnica, nel giorno di priorità possono formare invenzioni autonome e indipendenti, la richiedente si riserva di renderle oggetto di rivendicazioni indipendenti o domande divisionali. Esse possono contenere inoltre anche invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni.

Gli esempi di esecuzione non sono da intendere come limitazione dell'invenzione. Invece nell'ambito della presente descrizione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare tali varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che sono rilevabili dall'esperto per quanto riguarda la soluzione del compito o per esempio mediante .combinazione o modifica di singole caratteristiche rispettivamente elementi o passi di procedimento, descritti nella descrizione generale e nelle forme di esecuzione, nonché nelle rivendicazioni, e contenuti nei disegni, e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento rispettivamente sequenze di passi di procedimento, anche per quanto riguarda procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Autoveicolo con un motore di azionamento e un cambio con un dispositivo per la variazione del rapporto di trasmissione, un dispositivo di comando, un dispositivo di commutazione e un freno del veicolo, ove - il dispositivo di commutazione presenta almeno una posizione di marcia e una posizione di folle, - nel cambio non è regolato alcun rapporto di trasmissione quando il dispositivo di commutazione si trova nella posizione di folle, - una commutazione del dispositivo di commutazione dalla posizione di folle in una posizione di marcia fa si che venga regolato un rapporto di trasmissione corrispondente, - per la regolazione di un rapporto di trasmissione corrispondente è necessario un azionamento contemporaneo del freno del veicolo, caratterizzato dal fatto che l'esigenza di azionare il freno del veicolo viene eliminata quando il dispositivo di commutazione si è trovato precedentemente più brevemente di un tempo determinato nella posizione di folle.
2. 2. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il tempo determinato è fra 0 e 5 secondi, preferibilmente nel campo di circa 1-2 secondi.
3. 3. Autoveicolo con un motore di azionamento e un cambio con un dispositivo per la variazione del rapporto di trasmissione, un dispositivo di comando, un dispositivo di commutazione e un freno del veicolo, ove - il dispositivo di commutazione presenta almeno una posizione di marcia e una posizione di folle, - nel cambio non è regolato alcun rapporto di trasmissione quando il dispositivo di commutazione si trova nella posizione di folle, - una commutazione del dispositivo di commutazione dalla posizione di folle in una posizione di marcia fa si che venga regolato un rapporto di trasmissione corrispondente, per la regolazione di un rapporto di trasmissione corrispondente è necessario un azionamento contemporaneo del freno del veicolo.
4. 4. Procedimento per il funzionamento di un autoveicolo con un motore di azionamento e un cambio con un dispositivo per la variazione del rapporto di trasmissione, un dispositivo di comando, un dispositivo di commutazione e un freno del veicolo, ove - il dispositivo di commutazione presenta almeno una posizione di marcia e una posizione di folle, - nel cambio non è regolato alcun rapporto di trasmissione quando il dispositivo di commutazione si trova nella posizione di folle, - una commutazione del dispositivo di commutazione dalla posizione di folle in una posizione di marcia fa sì che venga regolato un rapporto di trasmissione corrispondente, - per la regolazione di un rapporto di trasmissione corrispondente è necessario un azionamento contemporaneo del freno del veicolo, caratterizzato dal fatto che l'esigenza di azionare il freno del veicolo viene eliminata quando il dispositivo di commutazione si è trovato precedentemente più brevemente di un tempo determinato nella posizione di folle.
5. 5. Procedimento per il funzionamento di un autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il tempo determinato è fra 0 e 5 secondi, preferibilmente nel campo di circa 1-2 secondi.
6. 6. Procedimento per il funzionamento di un autoveicolo con un motore di azionamento e un cambio con un dispositivo per la variazione del rapporto di trasmissione, un dispositivo di comando, un dispositivo di commutazione e un freno del veicolo, ove - il dispositivo di commutazione presenta almeno una posizione di marcia e una posizione di folle, - nel cambio non è regolato alcun rapporto di trasmissione quando il dispositivo di commutazione si trova nella posizione di folle, - una commutazione del dispositivo di commutazione dalla posizione di folle in una posizione di marcia fa si che venga regolato un rapporto di trasmissione corrispondente, - per la regolazione di un rapporto di trasmissione corrispondente è necessario un azionamento contemporaneo del freno del veicolo