ITMI20012104A1

ITMI20012104A1 - Sistemi di azionamento idraulici e in particolare sistemi di azionamento idraulici per sistemi di trasmissioni-cambi automatici

Info

Publication number: ITMI20012104A1
Application number: IT2001MI002104A
Authority: IT
Inventors: Christian Sporl
Original assignee: Luk Lamellen & Kupplungsbau
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2003-04-11
Also published as: GB0025000D0; US6553857B2; GB0124086D0; DE10148083B4; DE10148083A1; GB2367867B; GB2367867A; US20020069716A1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda sistemi di azionamento idraulici e, in particolare, sistemi di azionamento idraulici per sistemi di trasmissioni-cambi automatici.

I sistemi di cambio automatici ad esempio del tipo descritto nelle domande di brevetto Internazionali W097/05410 o W097/40300, il contenuto è espressamente incluso nella descrizione della presente domanda, attuatori a pressione di fluido sono impiegati per controllare azionamento di un meccanismo attuatore della frizione e/o di un meccanismo di impegno di ingranaggi. Conformemente a W097/05410, valvole di controllo separate sono impiegate per controllare il meccanismo attuatore della frizione e il meccanismo di impegno degli ingranaggi.

W097/40300 descrive un sistema di azionamento idraulico in cui una valvola di controllo principale sia controllo del meccanismo di azionamento della frizione sia, assieme a valvole secondarie, attuatori di cambiamento di marce di selezione di un meccanismo di impegno di ingranaggi. L'impiego di una singola valvola di controllo principale in questo modo riduce il numero di componenti, fornendo riduzioni delle dimensioni e del costo complessivi del sistema. La struttura della valvola di controllo principale è tuttavia notevolmente più complicata, il che riduce i risparmi economici.

Prima d'ora, pressione idraulica per l'azionamento della frizione e per lo spostamento di ingranaggi era alimentata da un accumulatore a gas caricato mediante ima pompa azionata elettricamente. L'accumulatore fornisce una alimentazione immediata di fluido pressurizzato per disimpegnare la frizione, in seguito all'inizio di un cambiamento di ingranaggi-marcia. L'impiego di un accumulatore consente pure l'impiego di una pompa di dimensioni minori.

Tipicamente, la pressione richiesta per l'azionamento della frizione sarà dell'ordine di 30 bar, mentre la pressione richiesta per lo spostamento degli ingranaggi può arrivare sino a 60 bar, ma generalmente sarà di circa 20 bar. Tuttavia, per immagazzinare un sufficiente volume per l'azionamento della frizione e lo spostamento di ingranaggi, la pressione e l'accumulatore deve arrivare sino a 60 bar. La pompa deve conseguentemente operare a 60 bar per caricare l'accumulatore al fine di immagazzinare il volume richiesto di fluido.

Inoltre, è desiderabile, durante lo spostamento di ingranaggi, variare la forza applicata all’attuatore di spostamento o cambiamento di marcia quando, ad esempio, viene impegnato il dispositivo di sincro-ingranamento. Ciò è stato in precedenza ottenuto impiegando un trasduttore di pressione per misurare la pressione di fluido alimentato all'attuatore di spostamento o cambiamento di marcia e modulando il flusso di fluido nel sistema impiegando valvole di controllo di flusso proporzionali separate per mantenere la pressione corretta.

Secondo la domanda di brevetto del Regno Unito copendente (nostro riferimento P1405/KTM-EM113), depositata in pari data con la presente domanda, un sistema di azionamento idraulico per un sistema di trasmissionecambio automatico comprende; un attuatore idraulico di frizione per controllare l'impegno di una frizione; un attuatore di impegno di ingranaggi per controllare l'impegno di un ingranaggio; un accumulatore; una pompa a portata costante azionata da motore elettrico, un'uscita della pompa azionata da motore essendo collegata all'accumulatore per il caricamento di esso attraverso una valvola di non-ritom o; una valvola di controllo principale per collegare selettivamente l'accumulatore all'attuatore idraulico della frizione e/o all'attuatore di impegno di ingranaggi; un trasduttore di pressione atto a misurare la pressione di fluido nell'accumulatore; e mezzi di controllo, detti mezzi di controllo controllando l'eccitazione della valvola di controllo principale per effettuare un cambiamento di ingranaggi .

Pressione di fluido nel sistema descritto precedentemente ed in particolare quella erogata all'attuatore di impegno degli ingranaggi durante un cambiamento di marcia, può essere controllata commutando la pompa in accensione ed in spegnimento in corrispondenza di momenti predeterminati. Per ottenere accurato controllo della pressione durante un cambiamento di marcia, può essere necessario commutare la pompa in accensione e spegnimento per parecchie volte durante il cambiamento. Inoltre, poiché la pompa richiederà tempo per portarsi a piena velocità e per venire ad un arresto completo, il controllo della pressione in questo modo è complicato.

Secondo un aspetto, la presente invenzione fornisce un procedimento per controllare un sistema di azionamento idraulico per un sistema di cambio automatico avente:

un attuatore idraulico di frizione per controllare innesto di una frizione;

un attuatore di impegno di ingranaggi per controllare impegno di un ingranaggio;

un accumulatore;

una pompa a portata costante azionata da motore elettrico, un'uscita della pompa azionata da motore essendo collegata all'accumulatore per il caricamento di esso attraverso una valvola di non-ritorno;

una valvola di controllo principale per collegare selettivamente l'accumulatore all’attuatore idraulico della frizione e/o all'attuatore di impegno degli ingranaggi;

un trasduttore di pressione atto a misurare la pressione di fluido nell 'accumulatore;

mezzi di controllo, detti mezzi di controllo controllando l'eccitazione della valvola di controllo principale per effettuare un cambiamento di marcia;

detto procedimento comprendendo:

aprire, in seguito all'inizio di un cambiamento di marcia, l'attuatore della frizione all'accumulatore per effettuare disimpegno della frizione;

isolare l'attuatore della frizione dall'accumulatore per serrare la frizione in una posizione disimpegnata in corrispondenza di un punto ove la frizione disimpegnata di un grado tale che essa non trasmette coppia ma non ha raggiunto l'estensione di movimento dell'attuatore della frizione nella direzione di disimpegno;

commutare in accensione il motore della pompa per fornire una pressione predeterminata dell'accumulatore in corrispondenza di uno stadio predeterminato del cambiamento di marcia;

ricollegare l'attuatore della frizione all'accumulatore per mantenere la pressione predeterminata per variare la pressione dalla pressione predeterminata in modo controllato.

In questa maniera, la riapertura dell'attuatore della frizione e l'accumulatore, in modo tale che esso si sposterà ulteriormente verso la posizione completamente disimpegnata della frizione, devierà fluido all 'attuatore della frizione, contrastando l'aumento di pressione a causa del funzionamento della pompa. Questo effetto sarà sostanzialmente istantaneo consentendo controllo fine e riducendo la frequenza con la quale la pompa deve essere commutata in accensione e spegnimento.

Una combinazione di commutazione in accensione ed in spegnimento della pompa in corrispondenza di momenti predeterminati e ricollegamento dell 'attuatore della frizione all'accumulatore può conseguentemente essere impiegata per controllare la pressione nel sistema. Inoltre, la velocità con la quale fluido viene erogato all'attuatore della frizione può essere controllata mediante la valvola di controllo principale così da adattarsi, essere superiore o inferiore a quella della pompa, per cui la pressione dell'accumulatore può essere mantenuta costante, aumentare ad una velocità inferiore alla normale velocità della pompa o diminuire ad una velocità controllata .

Secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, è impiegato un accumulatore a molla. L'accumulatore a molla fornirà pure flessibilità coerente nel sistema, consentendo inoltre accurato controllo della pressione.

Il trasduttore di pressione è preferibilmente impiegato in un sistema di retroazione ad nello chiuso per controllare la pressione dell'accumulatore.

L'invenzione sarà ora descritta, solamente a titolo esemplificativo, con riferimento ai disegni acclusi in cui:

la figura 1 illustra schematicamente un sistema di trasmissione o cambio semi-automatico utilizzante un sistema di azionamento idraulico secondo la presente invenzione;

la figura 2 illustra un meccanismo selettore di ingranaggi e un associato passaggio a saracinesca di selezione del sistema di trasmissionecambio illustrato in figura 1;

la figura 3 illustra schematicamente il sistema di azionamento idraulico del sistema di trasmissione illustrato in figura 1;

la figura 4 illustra una rappresentazione schematica in sezione della valvola di controllo principale del sistema di azionamento idraulico illustrato in figura 3, in una seconda posizione citata;

la figura 5 illustra una vista simile a figura 4, della valvola di controllo principale in una terza posizione citata;

la figura 6 illustra una vista simile a figura 4 della valvola di controllo principale in una quarta posizione citata;

la figura 7 illustra una rappresentazione schematica in sezione della valvola di controllo di cambiamento di marcia del sistema di azionamento idraulico illustrato in figura 3, in una posizione di folle eccitata;

la figura 8 illustra una simile a figura 7 con la valvola di controllo di cambiamento di marcia in una terza posizione eccitata;

la figura 9 illustra una vista simile a figura 7 di una valvola di controllo di cambiamento di marcia di una quarta posizione eccitata; e la figura 10 è un grafico illustrante lo stato del motore della pompa, della frizione, del meccanismo di impegno degli ingranaggi e della pressione dell'accumulatore durante una tipica configurazione di cambiamento di marcia.

La figura 1 dei disegni acclusi illustra un motore a combustione interna 10 con un avviatore ed un associato circuito 10a dell'avviatore che è accoppiato attraverso 1'innesto a frizione di azionamento principale 14 ad una scatola ingranaggi o cambio del tipo ad albero a disposizione a sincroingranamento multivelocità o multimarce attraverso un albero 15 di ingresso della scatola ingranaggio o del cambio. Combustibile è alimentato al motore mediante un carburatore 16 che include una valvola a farfalla 18, azionata dal pedale 19 dell'acceleratore. L'invenzione è pure applicabile a motori a benzina o diesel a iniezione di combustibile elettronica o meccanica .

La frizione 14 è azionata mediante una forcella di rilascio 20 che è azionata mediante un cilindro assorbito idraulico 22 sotto il controllo di mezzi 38 di controllo dell'attuatore della frizione.

Una leva 24 di selezione di marce o del cambio opera in un passaggio controllato a saracinesca 50 avente due lembi 51 e 52 uniti mediante una pista a croce o trasversale 53 estendentesi tra l'estremità del lembo 52 e in posizione intermedia alle estremità del lembo 51. Il passaggio a saracinesca-controllato 50 definisce cinque posizioni; "R" in corrispondenza dell'estremità del lembo 52; "N" intermedia tra le estremità della pista trasversale o a croce 53; "S" in corrispondenza della giunzione del lembo 51 con la pista trasversale 53; e "+" e in corrispondenza delle estremità del lembo 51. Nel lembo 51, la leva 24 è sollecitata alla posizione "S" centrale. La posizione "N" della leva di selezione o del cambio 24 corrisponde a folle; "R" corrisponde a selezione di retromarcia; "S" corrisponde a selezione del modo di marcia in avanti; movimento momentaneo della leva alla posizione "+" fornisce un comando per far sì che la scatola a ingranaggi abbia ad attuare cambiamento verso l'alto di un rapporto di trasmissione o di una marcia; e movimento momentaneo della leva del cambio 24 alla posizione "-" fornisce un comando per far sì che la scatola a ingranaggi abbia a determinare scalatura di un rapporto di trasmissione o di una marcia.

Le posizioni della leva 24 sono rilevate mediante una serie di sensori, ad esempio microinterruttori o sensori ottici, posizionati attorno al passaggio controllato a saracinesca 50. Segnali dei sensori sono alimentati ad una unità di controllo elettronica 36. Un'uscita dall'unità di controllo 36 controlla un meccanismo 25 di impegno di ingranaggi, che impegna 1 rapporti di trasmissione della scatola ingranaggi 12 conformemente al movimento della leva selettrice 24 da parte del guidatore del veicolo.

In aggiunta a segnali dalla leva 24 di selezione di marcia, l'unità di controllo 36 riceve segnali da:

un sensore 19a indicativo del grado di abbassamento del pedale 19 dell 'acceleratore;

un sensore 30 indicativo del grado di apertura della valvola 18 di controllo della farfalla;

un sensore 26 indicativo della velocità del motore;

un sensore 42 indicativo del disco azionato della frizione;

un sensore 34 indicativo della posizione del cilindro asservito della frizione .

L'unità di controllo 36 utilizza i segnali da questi sensori per controllare l'azionamento della frizione 14 durante l'avviamento da stato fermo e cambiamenti di marcia, ad esempio come descritto nelle descrizioni brevettuali EP0038113, EP0043660, EP0059035, EP0101220 e WO92/13208, il cui contenuto è espressamente incorporato nella descrizione della presente domanda .

In aggiunta ai sensori precedentemente menzionati, l'unità di controllo 36 riceve pure segnali da un sensore 55 di velocità del veicolo, da un interruttore di accensione 54 e da un interruttore 56 dei freni, associato con il sistema o impianto frenante principale, ad esempio il freno a pedale 58 del veicolo.

Un cicalino 57 è collegato all'unità di controllo 36 per segnalare/indicare al guidatore del veicolo quando si verificano talune condizioni operative. In aggiunta o al posto del cicalino 57, possono essere impiegati una lampadina di segnalazione lampeggiante o altri mezzi indicatori. Un indicatore 60 di marcia è pure previsto per indicare il rapporto di trasmissione o marcia selezionato.

Come è illustrato in figura 2, il meccanismo 25 di impegno degli ingranaggi comprende tre rotaie di cambiamento di marcia 111, 112, 113 montate parallelamente l'una all'altra per muoversi in una direzione assiale.

Ciascuna rotaia di cambiamento di marcia 111, 112, 113 è associata con due dei rapporti di trasmissione della scatola a ingranaggi 12, attraverso un'unità a forcella di selezione di sincroingranamento in maniera convenzionale, per cui movimento delle rotaie di cambiamento di marcia 111, 112, 113 in una direzione assiale provocherà impegno di uno dei rapporti di trasmissione associati e spostamento assiale della rotaia di cambiamento di marcia 111, 112, 113 nella direzione assiale opposta provocherà impegno dell'altro rapporto di trasmissione associato.

Tìpicamente, un primo e secondo rapporti di trasmissione o marce sono associati con la rotaia 111 di cambiamento di marcia, per cui il movimento assiale della rotaia 111 di cambiamento di marcia nella prima direzione impegnerà la prima marcia o movimento assiale della rotaia 111 di cambiamento di marcia in una seconda direzione impegnerà la seconda marcia; una terza e quarta marce sono associate con la rotaia 112 di cambiamento di marcia per cui movimento assiale della rotaia 112 di cambiamento di marcia nella prima direzione impegnerà la terza marcia o movimento assiale della rotaia di cambiamento di marcia 112 in una seconda direzione impegnerà la quarta marcia; e una quinta marcia e una retromarcia sono associate con la rotaia 113 di cambiamento di marcia per cui il movimento assiale della rotaia 113 di cambiamento di marcia nella prima direzione impegnerà la quinta marcia mentre il movimento assiale della rotaia 113 di cambiamento di marcia nella seconda direzione impegnerà la retromarcia.

Un elemento selettore 110 è montato per muoversi in una direzione di selezione X trasversalmente agli assi delle rotaie di cambiamento di marcia 111, 112, 113 e in una direzione di cambiamento di marcia Y, per movimento assiale delle rotaie di cambiamento di marcia 111, 112 e 113. L'ele mento selettore 110 può così essere spostato nella direzione X lungo un piano neutro A-B in modo tale che esso può essere registrato ed impegnato con una selezionata delle rotaie di cambiamento di marcia 111, 112 e 113. L'elemento selettore 110 può quindi essere spostato nella direzione Y per spostare la rotaia di cambiamento di marcia impegnata 111, 112, 113 assialmente nell'una o l'altra direzione per impegnare una delle marce associate con essa.

Come è illustrato in figura 3, l'elemento selettore 110 è mobile nella direzione di selezione X mediante un attuatore 114 di selezione azionato da pressione di fluido lungo il piano neutro A-B del passaggio a saracinesca illustrato in figura 2, per allineare l'elemento di selezione 110 con una delle rotaie di cambiamento di marcia. L'elemento selettore 110 può essere quindi spostato nella direzione di cambiamento di marcia Y mediante 1'attuatore 115 di cambiamento di marcia azionato da pressione di fluido, per spostare la rotaia di cambiamento di marce 111, 112, 113 assialmente nell'una o l'altra direzione per impegnare uno dei rapporti di trasmissione o delle marce associate con essa.

Gli attuatori 114 e 115 comprendono ciascuno uno slittone a doppio effetto avendo pistoni 116, 117 rispettivamente, che dividano gli attuatori 114, 115 in due camere di lavoro 118, 119, le camere di lavoro 118, 119 essendo disposte su lati opposti di ciascuno dei pistoni 116 e 117. Steli operativi 114a, 115a si estendono da un lato dei pistoni 116, 117 rispettivamente sono operativamente collegati con l'elemento selettore 110 per il movimento di essi nelle direzioni di selezione e cambiamento di marcia X e Y rispettivamente. In conseguenza della connessione degli steli operativi 114a, 115a ai pistoni 116, 117, l'area di lavoro dei pistoni 116, 117 esposta la camera di lavoro 118 è più piccola dell'area di lavoro dei pistoni 116, 117 esposta alla camera di lavoro 119.

Una valvola di controllo principale 120 azionata da solenoide comprende un alloggiamento 122, definente un foro 124. Un rocchetto 126 è posizionato scorrevolmente nel foro 124, il rocchetto 126 avendo tre costolature assialmente circonferenzialmente distanziate 128, 130, 132 che impegnano a tenuta il foro 124. Un solenoide 134 agisce su un'estremità del rocchetto 126 in modo tale che, in seguito a eccitazione del solenoide 134, il rocchetto 126 è spostato assialmente al foro 124 contro un carico applicato da una molla di compressione 136 agente sulla estremità opposta del rocchetto 126.

Un ingresso 138 al foro 124 della valvola 120 è collegato da un accumulatore 275 a molla. L'accumulatore 275 a molla comprende un pistone 275 che è impegnato scorrevolmente a tenuta in un cilindro 286. Una molla 287 agisce su un lato del pistone 285 sollecitante tale pistone ad una estremità del cilindro 286. Una pompa 223 azionata elettricamente è prevista per caricare l'accumulatore 275 attraverso una valvola di non-ritom o 276, erogando fluido al lato del pistone 275 disposto dalla molla 287, comprimendo così la molla 287 e pressurizzando il fluido. Il lato del pistone 285 da cui agisce la molla 287, è sfogato e serve come un serbatoio 278 di fluido per il sistema. Un trasduttore di pressione 282 è previsto fra l'accumulatore a molla 275 e l'ingresso 138 della valvola di controllo principale 120 per misurare la pressione dell'accumulatore e trasmettere segnali corrispondenti ad essa all'unità di controllo 36.

Un'uscita 140 dal foro 124 è collegata al serbatoio 278. Una prima luce 142 dal foro 124 è collegata a camere di lavoro 118 degli attuatori di selezione e cambiamento di marcia 114, 115 e selettivamente a camere di lavoro 119 attraverso valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146 ed una seconda luce 148 è collegata al cilindro asservito 222 della frizione. Una valvola 280 di rilascio della pressione è prevista tra l'uscita della pompa 223 ed il serbatoio 278 per garantire che la pressione alimentata alla pompa 223 non ecceda un valore massimo predeterminato.

Le valvole di cambiamento di marcia e di selezione 144, 146 sono entrambe valvole azionate da solenoidi aventi un alloggiamento 150 definente un foro 151 con un rocchetto 152 montato scorrevolmente nel foro 151. Il rocchetto 152 ha tre costolature circonferenzialmente assialmente distanziate 154, 156, 158, le costolature impegnando a tenuta il foro 151. Un foro assiale 160 si apre verso l'estremità 162 del rocchetto 152 e si collega ad un foro a croce o trasversale 164, il foro trasversale 164 aprendosi tra le costolature 154 e 156 del rocchetto 152. Un solenoide 166 agisce sull'estremità 168 del rocchetto 152 distante dall'estremità 162, per cui in seguito ad eccitazione del solenoide 166 il rocchetto 152 si sposterà assialmente al foro 151 contro un carico applicato da una molla di compressione 170 agente su un'estremità 162 del rocchetto 152.

Un ingresso 172 al foro 151 è collegato alla luce 142 della valvola di controllo principale 120. Un'uscita 174 dal foro 151 è collegata al serbatoio 278. La luce 178 della valvola di selezione 144 è collegata alla seconda camera di lavoro 119 dell'attuatore di selezione 114 e la luce 178 della valvola di cambiamento di marcia 146 è collegata alla seconda camera di lavoro 119 dell'attuatore 115 di cambiamento di marcia.

La costruzione ed il funzionamento delle valvole 144 e 146 e degli attuatori 114 e 115 sono identici a quelli illustrati nelle figure da 7 a 9.

Quando la trasmissione è in marcia e la frizione 14 è impegnata, i solenoidi 134 e 166 saranno diseccitati e le valvole 120, 144 e 146 si troveranno nelle posizioni di riposo illustrate in figura 3. In questa posizione, il cilindro asservito 22 della frizione collegato tramite la luce 148 e l'uscita 140 della valvola di controllo principale 120 al serbatoio 278; le camere di lavoro 118 degli attuatori di selezione e cambiamento di marcia 114, 115 e saranno collegate al serbatoio 178 attraverso l'ingresso 172, i passaggi 164, 160 e l'uscita 174 delle valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146; e le camere di lavoro 119 degli attuatori di selezione e cambiamento di marcia 114, 115 saranno collegate al serbatoio 278 tramite la luce 178 e l'uscita 174 delle valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146. Conseguentemente non si avrà alcun movimento del cilindro asservito 22 della frizione o degli attuatori di selezione e cambiamento di marcia 114, 115.

Quando un cambiamento di marcia viene avviato, ad esempio, dal guidatore del veicolo spostato e la leva 24 di selezione di marcia momentaneamente alla posizione '+', o mediante avviamento automatico e il solenoide 134 è eccitato per spostare il rocchetto 126 della valvola di controllo principale 120 ad una seconda posizione come è illustrato in figura 4. In questa seconda posizione, le camere di lavoro 118 di entrambi gli attuatori di selezione e cambiamento di marcia 114, 115 e gli ingressi 172 delle valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146 sono collegati all'accumulatore 275 a molla attraverso la luce di ingresso 142 e l'ingresso 138. In questa seconda posizione, il cilindro asservito 22 della frizione rimane collegato al serbatoio 278.

Simultaneamente con l'eccitazione del solenoide 134 per spostare la valvola di controllo principale 120 alla seconda posizione illustrata in figura 4, i solenoidi 166 delle valvole di selezione e controllo di cambiamento di marcia 144, 146 sono eccitati per spostare il rocchetto 152 ad una posizione di folle o nulla come è illustrato in figura 7. In questa posizione, la costolatura 158 del rocchetto 152 chiude la luce 178 così da chiudere la camera di lavoro 119 e creare un bloccaggio idraulico impedente movimento degli attuatori di selezione e cambiamento di marcia 114 e 115, anche se le camere di lavoro 118 di essi sono collegate all'accumulatore 275 a molla mediante le valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146 e la valvola di controllo principale 120. La connessione della luce 172 all'uscita 174 attraverso i fori 160 e 164 è pure chiusa.

Ulteriore eccitazione del solenoide 134 alla terza posizione illustrata in figura 5 chiuderà quindi la connessione tra il cilindro asservito della frizione ed il serbatoio e aprirà la connessione tra il cilindro asservito della frizione e l'accumulatore 275 a molla, azionando la forcella di rilascio 20 per disimpegnare la frizione.

In seguito a disimpegno della frizione 14, il solenoide 134 della valvola di controllo principale 120 può essere eccitato per spostare la valvola di controllo principale indietro ad una quarta posizione, come è illustrato in figura 6. In questa quarta posizione, la luce 148 è isolata dall'ingresso 138 e dall'uscita 140, per cui la frizione 14 sarà serrata o fissata nella posizione disimpegnata. I solenoidi 166 delle valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146 possono quindi essere eccitati selettivamente spostando le valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146 tra la terza e quarta posizione, per disimpegnare la marcia correntemente selezionata ed impegnare una marcia nuova.

Eccitazione del solenoide 166 per spostare la valvola di selezione o cambiamento di marcia 144, 146 alla terza posizione illustrata in figura 8, in cui la camera di lavoro 119 è collegata al serbatoio 278, mentre la camera di lavoro 118 è collegata all'accumulatore 275, creerà un differenziale di pressione attraverso i pistoni 116 e 117, determinando l'estensione dello stelo operativo 114a, 115a. Eccitazione del solenoide 166 per spostare la valvola di selezione o cambiamento di marcia 144, 146 e la quarta posizione illustrata in figura 9, in cui entrambe le camere di lavoro 118 e 119 sono collegate all'accumulatore 175, farà sì che gli steli operativi 114a, 115a abbiano ad arretrare, a causa delle aree di lavoro differenziali dei pistoni 116 e 117. Conseguentemente, mediante appropriati solenoidi di controllo 166 delle valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146, l'elemento selettore 110 può essere spostato per impegnare la marcia-ingranaggio desiderata.

Potenziometri 226 e 227 sono collegati agli steli operativi 114a, 115a rispettivamente per fornire segnali indicativi della posizione degli steli operativi associati. Segnali dai potenziometri 226, 227 sono alimentati all'unità di controllo 36 per fornire un'indicazione della posizione degli steli operativi 114a, 115a per ciascun dei rapporti di trasmissione o ciascuna delle marce della scatola a ingranaggi o cambio 12 e anche per indicare la posizione dello stelo operativo 115a quando l'elemento di sollecitazione 110 si trova nel piano folle A-B di figura 2. Il sistema di trasmissione può così essere calibrato in modo tale che segnali di posizione predeterminati dai potenziometri 126 e 227 abbiano a corrispondere a impegno di ciascuna delle marce o di ciascuno dei rapporti di trasmissione della scatola a ingranaggi 12.

Misurazioni dai potenziometri 226 e 227 possono così essere impiegate mediante un sistema di controllo ad nello chiuso per controllare le valvole 144 e 146, per spostare gli steli operativi 114a e 115a alle posizioni predeterminate per impegnare il rapporto di trasmissione-marcia desiderato .

Quando il rapporto di trasmissione desiderato è stato impegnato, i solenoidi 166 delle valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146 sono eccitati per spostare le valvole 144, 146 indietro alle loro posizioni di folle, chiudendo le luci 178 e creando un bloccaggio idraulico impedente movimento degli attuatori 114, 115.

Il solenoide 134 della valvola di controllo principale 120 può quindi essere eccitato per spostare la valvola di controllo principale 120 dalla sua carta alla sua seconda posizione, consentendo così al fluido dal cilindro asservito 22 della frizione di essere rinviato al serbatoio 278, permettendo reimpegno della frizione 14. La valvola di controllo principale 120 può essere commutata tra la terza e seconda posizione, per cui la frizione 14 è reimpegnata in un modo controllato, ad esempio come descritto in EP0038113; ΕΡ0043660; ΕΡ0059035; EP0101220 o WO92/13208.

Quando la frizione 14 è stata reinnestata, il solenoide 134 della valvola di controllo principale 120 può essere diseccitato, per cui esso ritornerà alla posizione di riposo illustrato in figura 3. Analogamente, i solenoidi 166 delle valvole di cambiamento di marce e selezione 144, 146 possono essere diseccitati. Movimento delle valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146 alla posizione di riposo illustrata in figura 3 aprirà la camera di lavoro 119 al serbatoio 270 rilasciando così la pressione in essa.

La figura 10 illustra una tipica configurazione di cambiamento di marce utilizzante il sistema che è stato descritto precedentemente.

Partendo in corrispondenza dell'istante to con l'accumulatore 275 a molla completamente caricata ad una pressione tipicamente di circa 50 bar, in seguito all'avviamento di un cambiamento di marcia, l'unità di controllo 36 eccita il solenoide 134 della valvola di controllo principale 120 per spostare la valvola di controllo principale 120 alla sua terza posizione illustrata in figura 5. Fluido sotto pressione è quindi erogato al cilindro asservito 22 della frizione dall'accumulatore 275 a molla facendo sì che la frizione 14 abbia a disimpegnarei. Quando fluido viene erogato al cilindro asservito 22 della frizione, la pressione nell'accumulatore 275 diminuisce.

In corrispondenza dell'istante t1, quando la pressione nell'accumulatore 275 è diminuita ad una pressione predeterminata P1, la pompa 223 è azionata da motore e commutata in accensione per ricaricare l'accumulatore 275. La pressione dell'accumulatore tuttavia continua a diminuire quando il cilindro asservito 22 della frizione sposta la frizione 14 verso la sua posizione completamente disimpegnata. Inoltre, nell'esempio illustrato, in corrispondenza del tempo t1, la frizione avrà raggiunto il suo punto di contatto T, e l'unità di controllo 36 eccita il solenoide 166 delle valvole di selezione di cambiamento di marcia 144, 146 per disimpegnare la marcia o ingranaggio correntemente impegnata/o.

In corrispondenza del tempo t2 quando la frizione 14 ha raggiunto una posizione oltre il suo punto di contatto T ma appena prima della sua posizione completamente disimpegnata, l'unità di controllo 36 fa quindi sì che il solenoide 144 della valvola di controllo principale 120 abbia a spostare la valvola di controllo principale 120 alla sua quarta posizione come è illustrato in figura 6. In questa posizione, il cilindro è asservito della frizione è isolato sia dall'accumulatore 275 che dal serbatoio 278, la frizione 14 essendo fissata nella sua posizione parzialmente disimpegnata. A causa della capacità in eccesso della pompa 223, anche se gli attuatori 114 e 115 di impegno degli ingranaggi continuano ad azionare il meccanismo di impegno degli ingranaggi, pressione nell'accumulatore inizierà ad aumentare lentamente sino in corrispondenza di un tempo t3 quando il meccanismo di impegno degli ingranaggi avrà raggiunto lo stadio di sincronizzazione, la pressione dell'accumulatore raggiungendo una seconda pressione predeterminata P2 -Durante lo stadio di sincronizzazione tra i tempi t1 e t4 non vi è alcun movimento degli attuatori 114 e 115 di impegno degli ingranaggi e conseguentemente vi è tendenza ad aumento della pressione dell'accumulatore, aumentando la forza sull'unità di sincroingranamento. E' preferibile mantenere costante la forza e quindi la pressione agente nell'attuatore 115 di cambiamento di marcia durante lo stadio di sincronizzazione. Conseguentemente, in corrispondenza del tempo t4, l'unità di controllo 36 eccita il solenoide 134 per spostare la valvola di controllo principale 120 alla terza posizione illustrata in figura 5. In questa posizione, il cilindro asservito nella frizione è aperto all'accumulatore 275 deviando fluido al cilindro asservito 22 della frizione e spostando la frizione 14 ulteriormente verso la sua posizione completamente disimpegnata. La velocità con la quale fluido viene deviato al cilindro asservito 22 della frizione può essere controllata commutando la valvola di controllo principale tra la sua terza e quarta posizioni. In questo modo, la pressione dell'accumulatore durante lo stadio di sincronizzazione può essere mantenuta costante alla pressione predeterminata P2 .

In corrispondenza del tempo t4, quando la sincronizzazione è stata completata, la valvola di controllo principale 120 viene riportata la sua quarta posizione, e la nuova marcia viene impegnata mediante manipolazione delle valvole 144 e 146.

In corrispondenza del tempo t5, quando la marcia nuova è stata completamente impegnata, l'unità di controllo 36 eccita il solenoide 134 della valvola di controllo principale 120 facendo sì che esso abbia a spostarsi alla sua seconda posizione, in cui il cilindro asservito della frizione è collegato al serbatoio 278 consentendo il reimpegno della frizione 14. Poiché la frizione non raggiunge la sua posizione completamente disimpegnata, il tempo richiesto per il reimpegno della frizione sarà ridotto, accelerando così il cambiamento di marcia.

Il motore della pompa è da ultimo commutato in spegnimento in corrispondenza del tempo tg, quando l'accumulatore 275 è stato completamente ricaricato.

Il tempo t1 in corrispondenza del quale la pompa 223 è commutata in accensione e il tempo in corrispondenza del quale la frizione raggiunge il suo pianto di contatto sono stati descritti precedentemente, per convenienza, come coincidenti. In pratica ciò può non essere così e, in realtà, il tempo t1 in corrispondenza del quale la pompa 223 è commutata in accensione è predeterminato dipenderà dalla pressione P2 richiesta all'inizio dello stadio di sincronizzazione del cambiamento di marcia. Questa pressione P2 e conseguentemente il tempo t1 possono essere variati in dipendenza dalla forza desiderata durante lo stadio di sincronizzazione, che può dipendere dalla marcia che deve essere impegnata dal fatto se vi sia un cambiamento di marcia verso l'alto od una scalatura di marcia, dalla velocità di cambiamento richiesta.

Benché sia possibile predeterminare i tempi in corrispondenza dei quali la pompa 223 deve essere commutata in accensione ed in spegnimento per fornire la pressione richiesta alla sincronizzazione, supponendo che l'accumulatore sia completamente caricato all'inizio del cambiamento di marcia, ciò può non sempre essere così, ad esempio quando cambiamenti di marcia sono eseguiti in rapida successione. Segnali dal trasduttore 282 di pressione sono impiegati dall'unità di controllo 36 in un anello di regolazione chiuso per fornire accurato controllo della pressione mediante commutazione della pompa 223 in accensione ed in spegnimento.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, i fori 124 e 151 della valvola di controllo principale 120 e delle valvole di selezione e cambiamento di marcia 144, 146 e anche degli attuatori di selezione e di cambiamento di marcia 114, 115 possono essere definiti da un alloggiamento comune, i fori 124, 151 dei vari componenti essendo appropriatamente intercollegati mediante i passaggi attraverso l'alloggiamento comune. Il pacco di valvole/attuatori così formato sarebbe montato sulla o adiacentemente alla scatola ingranaggi 12.

La pompa azionata elettricamente 223, l'accumulatore 275, il serbatoio 276 e l'unità di controllo 36 possono pure essere montati con il pacco di valvole/attuatori oppure possono essere montati a distanza da esso e intercollegati ad esso ad esempio mediante tubi flessibili e in pressione elastomerici .

Varie modifiche possono essere apportate senza allontanarsi dall'invenzione. Ad esempio, benché nella precedente forma di realizzazione il circuito idraulico sia stato descritto facendo riferimento ad un sistema di trasmissione semiautomatico, l'invenzione è egualmente applicabile a sistemi di trasmissione completamente automatici o a sistemi di trasmissione automatici-manuali.

Inoltre, benché nella forma di realizzazione descritta precedentemente il cilindro asservito 22 della frizione sia collegato direttamente da valvola di controllo principale 120, una valvola di spostamento a distanza con mezzi sensori di posizione del tipo descritto nella domanda di brevetto europeo EP 0702760 il cui contenuto è espressamente incorporato nella descrizione della presente domanda può essere frapposta tra la valvola di controllo principale 120 ed il cilindro asservito 22 della frizione.

Si comprenderà inoltre che il procedimento qui descritto può essere impiegato per controllare la pressione di fluido erogato agli attuatori idraulici in una qualsiasi situazione appropriata e non è limitato al controllo della pressione durante lo stadio di sincronizzazione di un cambiamento di marcia. Inoltre esso non è limitato al mantenere costante la pressione nell'accumulatore ma può alternativamente essere usato per controllare la velocità di aumento o di diminuzione della pressione nell'accumulatore, a seconda di quanto richiesto.

Le rivendicazioni brevettuali presentate con la domanda sono formulazioni proposte senza pregiudizio per l'ottenimento di ulteriore protezione brevettuale. La richiedente si riserva il diritto di presentare rivendicazioni per ulteriori combinazioni di caratteristiche, precedentemente solamente accennate nella descrizione e/o nei disegni.

Riferimenti impiegati in sub-rivendicazioni riguardano l'ulteriore sviluppo dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sub-rivendicazione; essi non devono essere considerati come una rinuncia relativamente all'ottenimento di protezione indipendenti per elementi per la combinazione di caratteristiche nelle subrivendicazioni relative.

Poiché l'oggetto delle sub-rivendicazioni può formare invenzioni separate ed indipendenti con riferimento alla tecnica nota alla data di priorità, la Richiedente si riserva il diritto di rendere l'oggetto di rivendicazioni indipendenti o di domande divisionali. Inoltre, esse possono pure contenere invenzioni indipendenti rivelanti una struttura indipendente da quella degli oggetti delle precedenti sub-rivendicazioni.

Le forme di realizzazione non devono essere considerate come limitate dell'invenzione. Piuttosto, un'ampia gamma di emendamenti e modifiche sono possibili entro l'ambito protettivo della presente descrizione, particolarmente quelle varianti, quegli elementi e quelle combinazioni e/o materiali che, ad esempio, l'esperto può apprendere mediante combinazione di alcune individuali assieme a quelle nella descrizione generale e forme di realizzazione in aggiunta a caratteristiche e/o elementi o stadi di processo descritti nelle rivendicazioni e contenuti nei disegni al fine di risolvere un compito portante così ad un nuovo scopo o a nuovi stadi di processo o a nuove sequenze di stadi di processo tramite caratteristiche combinabili, anche se esse riguardano processi di fabbricazione, prova e di lavoro.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per controllare un sistema di azionamento idraulico per un sistema di trasmissione-cambio automatico avente: un attuatore idraulico di frizione per controllare l'innesto di una frizione; un attuatore di impegno di ingranaggi per controllare l'impegno di un ingranaggio ; un accumulatore; una pompa a portata costante azionata da motore elettrico, un'uscita della pompa azionata da motore essendo collegata all'accumulatore per il caricamento di esso attraverso una valvola di non-ritor o; una valvola di controllo principale per collegare selettivamente l'accumulatore all'attuatore idraulico della frizione e/o all'attuatore di impegno degli ingranaggi; un trasduttore di pressione atto a misurare la pressione di fluido nell'accumulatore; e mezzi di controllo, detti mezzi di controllo controllando l'eccitazione della valvola di controllo principale per effettuare un cambiamento di marcia; detto procedimento comprendendo: aprire, all'inizio di un cambiamento di marcia, l'attuatore della frizione all'accumulatore per effettuare disimpegno dalla frizione; isolare l'attuatore della frizione dall'accumulatore per fissare la frizione in una posizione disimpegnata in corrispondenza di un punto in cui la frizione è disimpegnata in un grado tale che essa non trasmette copia ma non ha raggiunto l'estensione di movimento dell'attuatore della frizione nella direzione di disimpegno; commutare in accensione il motore della pompa per fornire una pressione predeterminata dell'accumulatore in corrispondenza di uno stadio predeterminato del cambiamento di marcia; e ricollegare l'attuatore della frizione all'accumulatore per mantenere la pressione predeterminata per cambiare la pressione dalla pressione predeterminata in maniera controllata.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la pressione predeterminata può differire in dipendenza: dalla marcia che deve essere impegnata, dal fatto se il cambiamento di marcia è verso l'alto o in scalatura e/o dalla velocità di cambiamento di marcia richiesta.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la pompa è commutata in accensione e in spegnimento per fornire una pressione predeterminata dell'accumulatore all'inizio di uno stadio di sincronizzazione di un cambiamento di marcia.
4 . Procedimento secondo la rivendicazione 3 in cui la pompa è commutata in accensione prima dell'inizio dello stadio di sincronizzazione ed è fatta funzionare in modo continuo finché l'accumulatore non raggiunge la sua pressione di carica completa o finché non è avviato un ulteriore cambiamento di marcia.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui 1'attuatore della frizione è ricollegato all'accumulatore durante la sincronizzazione per mantenere la pressione nell'accumulatore alla pressione predeterminata.
6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la portata di fluido all'attuatore della frizione è controllata mediante commutazione della valvola di controllo principale tra posizioni in cui 1'attuatore della frizione è collegato all'accumulatore e 1'attuatore della frizione è isolato dall'accumulatore.
7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui segnali da un trasduttore di pressione sono impiegati in un sistema di controllo ad anello chiuso per controllare la commutazione della pompa e della valvola di controllo principale.
8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la pompa è fatta funzionare per portare la pressione nell'accumulatore ad un secondo valore predeterminato prima di iniziare un cambiamento di marcia.