ITTO990017A1

ITTO990017A1 - Gruppo motore-cambio di velocita', in particolare per motocicli.

Info

Publication number: ITTO990017A1
Application number: IT1999TO000017A
Authority: IT
Inventors: Pier Paolo Martelli
Original assignee: Magneti Marelli Spa
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-01-13
Publication date: 2000-07-13
Also published as: EP1020317A1; BR0000049A; IT1306980B1; CN1260291A; JP4150481B2; US6348023B1; JP2000205396A

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Gruppo motore-cambio di velocità, in particolare per motocicli"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un gruppo motore-cambio di velocità, in particolare per motocicli. I motocicli sono normalmente muniti di un cambio di velocità di tipo sequenziale non sincronizzato. Nelle soluzioni tradizionali, gli organi che intervengono durante un'operazione di cambio marcia sono generalmente tre: una manopola di controllo dell'immissione della miscela combustibile al motore, una leva di comando della frizione ed un pedale per la selezione delle marce.

Il gruppo motore-cambio di velocità secondo la presente invenzione è caratterizzato dal fatto che comprende, oltre ai tradizionali mezzi di comando manuale, mezzi attuatori per controllare 1 'azionamento della frizione e l'inserimento delle marce, indipendentemente dai mezzi di comando manuali. Un'unità elettronica di controllo è predisposta per comandare i suddetti mezzi attuatori per effettuare in modo servoassistito il cambio delle marce in funzione di un comando di cambio marcia impartito dal conducente, ad esempio mediante una coppia di pulsanti.

Il gruppo secondo l'invenzione permette quindi al conducente di scegliere se effettuare il cambio marcia in modo servoassistito mediaulte la semplice pressione di un pulsante, oppure in modo manuale utilizzando la leva della frizione, la manopola di controllo del gas ed il pedale per la selezione delle marce, come avviene in un normale motociclo con comando manuale del cambio delle marce.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la figura 1 è uno schema a blocchi di un gruppo motore-cambio di velocità secondo la presente invenzione,

- la figura 2 è una vista laterale schematica di un gruppo secondo l'invenzione, e

- la figura 3 illustra una serie di diagrammi che mostrano diversi parametri operativi del motore durante una successione di cambi di marce.

Nelle figure 1 e 2, un gruppo motore-cambio di velocità per un motociclo è schematicamente indicato con 10. Il gruppo 10 comprende, in modo per sé noto, un albero motore 12 che è collegato ad un cambio di velocità schematicamente indicato con 14 tramite una frizione 16 che è comandata da una leva 17 situata sul manubrio del motociclo. L'albero di uscita del cambio 14 è indicato con 18. Il cambio di velocità 14 è un cambio ad ingranaggi di tipo sequenziale che, in modo per sé noto, è comandato da un cilindro girevole 20 su cui sono formate camme desmodroniche che cambiano in sequenza la marcia inserita in funzione della posizione angolare del cilindro 20. Un pedale 22 può essere azionato in modo tradizionale per variare la posizione angolare del cilindro 20 e conseguentemente cambiare la marcia inserita. La frizione 16 ed il cambio di velocità 14 sono racchiusi in una scatola 24; una pompa ad ingranaggi 26 che, trascinata dal motore, alimenta il circuito idraulico prelevando l'olio di lubrificazione del motore a combustione interna.

In modo del tutto convenzionale, il motore è dotato di una valvola a farfalla 28 che controlla l'immissione della miscela combustibile. La valvola a farfalla 28 è comandata da una manopola 30 situata sul manubrio del motociclo.

Il pedale di selezione delle marce 22, la leva di comando della frizione 17 e la manopola del gas 30 rappresentano i mezzi di comando ad azionamento manuale normalmente utilizzati per effettuare il cambio di velocità in un motociclo di tipo tradizionale.

Secondo la presente invenzione, il gruppo motore-cambio di velocità 10 comprende, in aggiunta ai mezzi di comando manuali descritti in precedenza, una serie di attuatori preferibilmente di tipo idraulico che consentono di effettuare il cambio marcia in modo servoassistito nel modo che verrà descritto nel seguito. Il cambio delle marce in modo servoassistito è gestito da un'unità elettronica di controllo 32 che riceve un comando di cambio marcia da una coppia di pulsanti 34, preferibilmente disposti sul manubrio, mediante i quali il conducente impartisce il comando di passare alla marcia immediatamente superiore od immediatamente inferiore.

Un primo attuatore idraulico 36 è previsto per azionare la frizione 16 indipendentemente dal comando manuale impartito tramite la leva 17. Un secondo attuatore idraulico 38 è previsto per provocare una rotazione del cilindro con camme desmodroniche 20 ed un terzo attuatore idraulico 40 è previsto per variare la posizione della valvola a farfalla 28 indipendentemente dalla posizione impartita dalla manopola manuale 30. Quindi, la frizione 16, il cambio di velocità 14 e la valvola a farfalla 28 possono essere azionati indifferentemente in modo manuale od in modo servoassistito .

Un'unità idraulica di comando 42 comprende un accumulatore 44 ed una pluralità di elettrovalvole 46, 48, 50 e 52 comandate dall'unità elettronica di controllo 32. Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita della presente invenzione, il circuito idraulico che comanda gli attuatori 36, 38 e 40 utilizza come fluido dì comando lo stesso olio utilizzato per la lubrificazione del motore. La pompa ad ingranaggi 26 viene utilizzata per produrre il flusso di olio sotto pressione necessario ad alimentare gli attuatori idraulici 36, 38 e 40. L'elettrovalvola 46 alimenta l'attuatore 40 che agisce su una leva di comando della rotazione della valvola a farfalla per aumentare il flusso di miscela combustibile rispetto alla quantità impostata mediante la manopola manuale 30. L'elettrovalvola 48 è del tipo a portata proporzionale o a pressione proporzionale ed alimenta l'attuatore 36 che comanda l'innesto ed il disinnesto della frizione 16 indipendentemente dalla posizione della leva manuale 17, secondo le modalità descritte in dettaglio in una contemporanea domanda di brevetto della stessa Richiedente. Le elettrovalvole 50 e 52 alimentano l'attuatore a doppio effetto 38 che viene mosso in una prima direzione per passare alla marcia immediatamente superiore e nella direzione opposta per passare alla marcia immediatamente inferiore.

Il gruppo motore-cambio secondo la presente invenzione è inoltre munito di due sensori di velocità 54, 56 che forniscono all'unità elettronica di controllo 32 segnali indicativi delle velocità di rotazione rispettivamente dell'albero motore 12 e deli 'albero di uscita del cambio 18. Un sensore 58 fornisce all'unità elettronica di controllo 32 un segnale indicativo della marcia inserita e questa informazione viene visualizzata su una display 60 disposto sul quadro strumenti. Sono inoltre previsti un sensore 62 per rilevare lo stato operativo della frizione 16 {inserita/disinserita) ed un sensore 64 per rilevare l'angolo di apertura della valvola a farfalla 28.

L'unità elettronica di controllo 32 può essere anche predisposta per interrompere temporaneaunente l'alimentazione elettrica alla bobina di accensione 66, ad esempio tramite un relè 68, o fornendo l'indicazione di interruzione a una centralina di controllo motore, per ridurre il numero di giri del motore durante il cambio ad una marcia superiore.

I diagrammi di figura 3 spiegano il funzionamento del sistema secondo l'invenzione e mostrano per alcune fasi di funzionamento caratteristiche, indicate con A, B, C, D, D', E, E' ed F le variazioni dei principali parametri caratteristici del sistema, costituiti da: marcia inserita, stato della frizione, velocità del veicolo, numero di giri del motore, posizione della valvola a farfalla, e comando di cambio marcia.

La fase A rappresenta una situazione di partenza in cui il veicolo è fermo con cambio in folle, giri motore al minimo e valvola a farfalla al minimo. La frizione è innestata e non vi è alcun comando di cambio marcia. Partendo da questa situazione, nella fase B si disinnesta manualmente la frizione e si preme il pulsante di inserimento della marcia superiore (comando di cambio marcia ''up"). Al termine della fase B la frizione è disinnestata, la valvola a farfalla ed i giri motore sono al minimo ed il veicolo è ancora fermo. La prima marcia è stata innestata in modo servoassistito.

Durante la fase C la valvola a farfalla viene portata, per esempio, dalla posizione di minimo alla posizione di massimo mediante una rotazione della manopola 30 ed il numero di giri del motore cresce progressivamente fino al valore Gl. Con l'innesto progressivo della frizione comandata manualmente, la velocità del veicolo inizia a crescere ed al termine della fase C si ha una situazione in cui è inserita la prima marcia, la frizione è innestata, la velocità del veicolo ha raggiunto un certo valore VI ed i giri del motore hanno raggiunto un valore Gl. Nella successiva fase D si suppone che la posizione della valvola a farfalla venga mantenuta costante, ad esempio al valore massimo e che venga impartito il comando di passare alla marcia immediatamente superiore. L'unità elettronica di controllo 32 reagisce al comando di cambio marcia disinnestando la frizione in modo servoassistito ed inserendo sempre in modo servoassistito la marcia successiva. Di preferenza, l'unità elettronica di controllo 32 riduce il numero di giri del motore prima dell'inserimento della marcia superiore. Questo può essere ottenuto ad esempio interrompendo temporaneamente l'alimentazione alla bobina di accensione 66 tramite il relè 68 normalmente chiuso oppure mediante un opportuno comando ad un'unità di controllo dell'accensione. Questo determina una riduzione del numero di giri dal valore Gl al valore G2.

Dopo l’inserimento della marcia superiore, la frizione viene progressivamente innestata in modo servoassistito ed il numero di giri del motore e la velocità del veicolo crescono progressivamente. La stessa sequenza viene ripetuta in modo analogo nella fase D' dove, a seguito di un ulteriore comando "up" si passa dalla seconda alla terza marcia ed il veicolo raggiunge la velocità V3.

Supponiamo ora che il veicolo si trovi con la terza marcia inserita a velocità V2 con la manopola del gas (valvola a farfalla) nella posizione di massimo (fase D') ed il conducente desideri scalare marcia in modo servoassistito. Nella fase E il conducente riduce manualmente il grado di apertura della valvola a farfalla, ad esempio portando in posizione di minimo la manopola del gas, ed impartisce un comando ''down " per passare alla marcia immediatamente inferiore. Il numero di giri del motore si riduce per effetto della chiusura della valvola a farfalla. In questa fase è preferibile accelerare il motore per portare il suo regime di rotazione ad un numero di giri ottimale per l'accoppiamento dell'albero primario del cambio Il all'albero motore 12, al fine di non bloccare la ruota posteriore del motociclo al momento del riattacco della frizione. Questo viene ottenuto in modo automatico grazie all'attuatore 40 che agisce sull'apertura della valvola a farfalla. Si ottiene quindi automaticamente un aumento dell'angolo di apertura della valvola a farfalla ed un aumento del numero di giri del motore al valore G3. Contemporaneamente, gli attuatori che comandano la frizione ed il cambio provvedono a disinnestare la frizione ed a inserire la marcia immediatamente inferiore. La stessa sequenza viene ripetuta nella fase E' per il passaggio dalla seconda marcia alla prima.

Infine, nella fase F è rappresentata la fase che permette al conducente di mettere il cambio in folle e di fermare il veicolo utilizzando la funzione di cambio marcia servoassistito. Per fare questo, il conducente imposta manualmente al minimo l'angolo di apertura della farfalla e disinnesta manualmente la frizione azionando la leva 17. Impartendo un comando di cambio marcia ''down'' nella situazione in cui la valvola a farfalla è al minimo e la frizione è disinnestata, l'unità di controllo 32 inserisce il folle N.

In qualunque momento il conducente può decidere se utilizzare le modalità di cambio marcia di tipo servoassistito agendo sui pulsanti 34 oppure utilizzare la tradizionale sequenza di tipo manuale utilizzando la leva della frizione 17, la manopola del gas 30 ed il pedale di selezione delle marce 22.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione così come definita dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo motore-cambio sequenziale di velocità, in particolare per motocicli, comprendente mezzi di comando manuali (17, 22) per controllare l'azionamento della frizione (16) e l'inserimento delle marce, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi attuatori (36, 38) per controllare in modo servoassistito l’azionamento della frizione (16) e l'inserimento delle marce indipendentemente da detti mezzi di comando manuali (17, 22), ed un'unità elettronica di controllo (32) predisposta per comandare detti mezzi attuatori in funzione di un comando (up, down) impartito dal conducente.
2. Gruppo motore-cambio di velocità secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre un attuatore (40) per controllare in modo servoassistito l'immissione di miscela combustibile al motore, indipendentemente da un comando manuale (30) impartito dal conducente.
3. Gruppo motore-cambio di velocità secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi attuatori (36, 38, 40) sono attuatori di tipo idraulico e dal fatto che viene utilizzato l'olio del sistema di lubrificazione del motore per l'alimentazione di tali attuatori.
4. Gruppo motore-cambio di velocità secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi sensori per rilevare la velocità di rotazione del motore, la velocità di rotazione dell'albero di uscita del cambio, lo stato operativo della frizione (16), la posizione angolare del cilindro desmodronico (20) e la posizione di lavoro di un organo (28) che controlla l'immissione di miscela combustibile al motore.
5. Gruppo motore-cambio di velocità secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'unità elettronica di controllo (32) è programmata per ridurre il numero di giri del motore prima dell’inserimento di una marcia superiore.
6. Gruppo motore-cambio di velocità secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'unità elettronica di controllo (32) è predisposta per aumentare il numero di giri del motore prima dell'inserimento di una marcia inferiore. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.