ITPD20070157A1 - Sistema di comando perfezionato di frizioni e simili dispositivi di trasmissione di coppia - Google Patents

Description

Descrizione

La presente invenzione riguarda un sistema di comando perfezionato di frizioni e simili dispositivi di trasmissione di coppia del tipo includente le caratteristiche menzionate nel preambolo della rivendicazione principale.

Tali sistemi tradizionalmente comprendono un attuatore idraulico attivo su di un pacco di dischi e contro-dischi di frizione la cui compressione determina l'innesto per attrito della trasmissione. L'attuatore è generalmente del tipo a cilindro e pistone che congiuntamente definiscono una camera a volume variabile per un fluido di comando in pressione. L'immissione di fluido in pressione (in genere olio) nella camera produce uno spostamento del pistone in contrasto ad un organo elastico di richiamo che, dopo un tratto di corsa a vuoto (cosiddetta fase di filling), porta dapprima i dischi e contro-dischi in fase di reciproco combaciamento (cosiddetta fase di kissing) e poi inizia a chiudere la frizione con un graduale aumento della coppia trasmessa.

Il problema cui sottostanno dispositivi di questo tipo risiede essenzialmente nel fatto che l'istante del passaggio dalla fase di filling a quella di kissing non è facilmente determinabile. Le due fasi comportano esigenze di comando dell'attuatore assolutamente contrastanti per cui la ricerca dell'istante di transizione tra una fase e l'altra è di estrema importanza. Di fatti, mentre nella fase di filling si desidera alimentare la camera con il massimo afflusso d'olio in pressione per diminuire i tempi morti dell'azionamento, dalla fase di kissing in poi è invece necessario limitare la portata e regolare la pressione del fluido di comando per consentire un innesto graduale della frizione.

Attualmente 1'istante di transizione tra la fase di filling e quella di kissing è valutata prevalentemente tramite modelli estimatori che "stimano" la posizione del pistone nel cilindro per valutare quanto manchi ancora alla fase di kissing. La stima è tuttavia imprecisa e non premette una definizione precisa del passaggio da fase di riempimento a trasmissione di coppia con conseguente decadimento delle prestazioni della frizione in termini di tempo di attuazione o modulazione (confort di utilizzo del veicolo).

II problema alla base della presente invenzione è quello di mettere a punto un sistema migliorato strutturalmente e funzionalmente concepito per superare tutti gli inconvenienti lamentati con riferimento alla tecnica nota citata.

Questo problema è risolto dall'invenzione mediante un sistema realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono.

Le caratteristiche ed i vantaggi del trovato meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata di un suo preferito esempio di realizzazione illustrato a titolo indicativo ma non limitativo con riferimento agli uniti disegni in cui:

- la figura 1 è una vista schematica in sezione parziale di una frizione e relativo sistema di comando, secondo 1'invenzione;

la figura 2 è una vista in scala ingrandita di un particolare di figura 1;

- la figura 3 è un diagramma illustrante il funzionamento del sistema di comando di figura 1 confrontato al funzionamento di un sistema di sistema di tipo noto.

In figura 1, con 1 è complessivamente indicato un innesto a frizione - di seguito semplicemente frizione - tra due elementi 2,3 suscettibili di essere solidarizzati in rotazione tramite 1'innesto 1.

Al comando operativo di innesto e disinnesto della frizione 1 è preposto un sistema 4 secondo l'invenzione.

La frizione 1 comprende un pacco 5 di dischi 6 e contro-dischi7, compresi tra un piatto pressore 8 ed un piatto di risconto 9. I dischi 6 sono solidali in rotazione all'elemento 3 tramite un accoppiamento a profilo scanalato 10. I contro-dischi 7 sono solidali in rotazione ad una campana 11 fissata sull'elemento 2 tramite un secondo accoppiamento a profilo scanalato 12. Il piatto di risconto 9 è anch'esso solidarizzato alla campana tramite lo stesso accoppiamento 12 ed è trattenuto da un anello elastico 13.

Il piatto pressore 8 è solidale e preferibilmente di unico pezzo con un pistone 14 montato a tenuta in un cilindro 15 con il quale definisce una camera 16 per un fluido attuatore pressurizzato. Il pistone 14 serve da attuatore per il comando operativo di innesto della frizione 1. Il suo movimento nella direzione di compressione del pacco 5 è contrasto da un organo di contrasto elastico includente una prima molla elicoidale 20 calzata su di un manicotto 21 tra rispettivi spallamenti 23, 24. Il manicotto 21 è formato da due parti 21a,b spostabili assialmente l'una rispetto all'altra in modo che il manicotto 21 risulti assialmente contrattile. La prima parte 21a è attestata con lo spallamento 23 contro il pistone 14 ed è spostabile assialmente con esso. La seconda parte è fissata in posizione regolabile su di un collare filettato 25 dell'elemento 2 ove è fissabile a mezzo di un grano 26.

Nella seconda parte 21b è ricavato un alloggiamento 27 nel quale è accolta una seconda molla 28 dell'organo di contrasto elastico, posta in parallelo alla molla elicoidale 20e trattenuta nell'alloggiamento 27 da un anello 29 vincolato a mezzo di anello elastico 30 che la rendono precaricata.

Un codolo cilindrico 31 della prima parte 21a è predisposto per penetrare nell'alloggiamento 27, premendo sull'anello 29 per comprimere la seconda molla 28 durante la corsa del pistone. Regolando la posizione della seconda parte 21b sul collare 25 è possibile regolare la opsizione di intervento della seconda molla per farla intervenire nel contrasto elastioco del pistone immediatamente prima della fase di kissing.

La molla 28 è preferibilmente una molla ondulata, formata da un anello recante circonferenzialmente una pluralità di ondulazioni contigue ed ha un basso ingombro assiale. E' analogamente utilizzabile una molla a tazze, elicoidale o di altro tipo.

Il posizionamento relativo tra le due parti 21a,b di manicotto è scelto in modo tale che il codolo cilindrico 31 entri in contatto con la molla 28 solamente dopo che è stata completata la fase di riempimento della camera 16 con olio in pressione ed il pacco di dischi e contro-dischi 5 sia in prossimità della fase di "kissing".

Con riferimento al grafico di figura 3, dove in ascisse è riportato il tempo ed in ordinate la pressione nella camera 16, si vede che nella curva A che rappresenta il comportamento della pressione idraulica nel tempo, nella fase di "filling" della camera 16 la sola molla elicoidale 20 si oppone al movimento del pistone. La pressione operativa nella camera 16 e nel circuito idraulico di comando del pistone 14 cresce sostanzialmente linearmente con la compressione della molla 20 restando relativamente bassa. Quando lo spostamento di pistone 14 è tale da aver completato la fase di "filling" della camera 16 ed inizia la fase di "kissing", il pistone 14 entra in contatto con la seconda molla 28 tramite il codolo cilindrico 30 della prima parte 21a del manicotto 21 provocando un brusco, seppur modesto, incremento della pressione. Rilevando questa circostanza tramite un sensore di pressione non rappresentato è così possibile dosare l'incremento di pressione con un semplice controllo elettronico ad anello chiuso per un completo controllo e dosaggio della coppia trasmessa dall'innesto a frizione.

Per contro, nella curva B, che rappresenta lo stesso grafico riferito ad un azionamento tradizionale, non si ha chiara ed immediata evidenza dell'inizio della fase di kissing ed è quindi necessario un controllo estimativo del pistone, meno affidabile e più complesso.

Il trovato risolve così il problema proposto conseguendo numerosi vantaggi tra cui:

- elevare la pressione di kissing che permette alla valvola proporzionale di controllo della pressione di azionamento del pistone di lavorare in un range migliore e più controllabile (incremento delle prestazioni del controllo elettronico che presiede al governo della valvola proporzionale),

· permettere un migliore controllo della coppia trasmessa dalla frizione grazie alla chiusura dell'anello di controllo pressione attraverso il sensore di pressione (migliora la guidabilità del veicolo nelle manovre dove è richiesto il controllo di coppia "inching", ovvero dove debbo avvicinarmi gradatamente e lentamente ad un ostacolo tramite uno slittamento controllato (fase di "slipping" nei grafici) della frizione

• unito ad un sensore giri dell'albero in uscita al cambio permette all'elettronica di controllo di effettuare un controllo di velocità e quindi anche di accelerazione che permette di applicare al veicolo l'accelerazione che si ritiene più confortevole per le partenze, inversioni di direzione e cambio marcia,

grazie al secondo stadio di molla unito al sensore di pressione viene eliminata la fase di calibrazione elettronica della frizione con riduzione dei tempi di setup veicolo per la taratura del sistema estimatore,

aumenta la sicurezza in quanto l'elettronica abbinata al sensore pressione e giri in uscita può monitorare in tempo reale il funzionamento della frizione e quindi intervenire se i parametri di controllo non corrispondono,

drastica riduzione dei componenti idraulici coinvolti nel controllo frizione che viene demandata alla parte elettronica.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di comando perfezionato di frizioni e simili dispositivi di trasmissione di coppia comprendente un attuatore di comando del dispositivo spostabile tra due posizioni rispettivamente di innesto e disinnesto del dispositivo ed un organo di contrasto elastico attivo sull'attuatore per sollecitarlo verso una di dette posizioni e per contrastarne lo spostamento verso l'altra posizione, caratterizzato dal fatto che detto organo di contrasto elastico comprende distinti primi e secondi mezzi elastici disposti in parallelo, i secondi mezzi elastici essendo attivi sull'attuatore soltanto dopo una prefissata corsa del medesimo tra dette posizioni per evidenziare, tramite un incremento del contrasto opposto allo spostamento dell'attuatore, il raggiungimento di una prefissata posizione del medesimo intermedia tra dette posizioni di innesto e disinnesto.
2. 2. Sistema di comando secondo la rivendicazione 1 in cui detti secondi mezzi elastici comprendono una molla anulare.
3. 3. Sistema di comando secondo la rivendicazione 2 in cui detta molla anulare è del tipo ad ondulazioni.
4. 4. Sistema di comando secondo la rivendicazione 2 in cui detta molla anulare è a posizione di intervento regolabile.
5. 5. Sistema di comando secondo una o più delle rivendicazioni precedenti in cui detto attuatore di comando del dispositivo comprende un pistone attivo su di un manicotto definente due spallamenti tra i quali sono disposti i primi mezzi elastici, detto manicotto comprendente una parte attiva sui secondi mezzi elastici dopo una corsa prefissata.
6. 6. Dispositivo di trasmissione di coppia quale frizione o simili includente un pacco di dischi e contro-dischi, un pressore attivo su detto pacco per la compressione o il rilascio del medesimo ed un attuatore di comando di detto pressore, caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di comando secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.