MXPA06000155A - Sistema de transmision y metodo para controlar la torsion en transmisiones. - Google Patents

Sistema de transmision y metodo para controlar la torsion en transmisiones.

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Abstract

Una transmision que tiene una pluralidad de relaciones de engranaje (15, 17), medios de selector (13) para acoplar selectivamente las relaciones de engranaje, y un sistema de control que incluye medios para medir la deformacion ocasionada por el par torsor en la transmision (63, 64) por lo menos en un componente estatico o ensamble (50) que se deforma debido al par torsor en la transmision, y medios para controlar el par torsor en la transmision (2, 24) en donde el sistema de control esta acomodado para medir la deformacion y ara ajustar el par torsor en la transmision de acuerdo con la deformacion medida y una relacion conocida entre las relaciones de engranaje.

Description

Por two-letter codes and other abbreviations, refer to the "Guid-ance Notes on Codes and Abbreviations " appearing at the begin-ning of each regular issue ofthe PCT Gazette.
SISTEMA. DE TRANSMISION Y METODO PARA CONTROLAR LA TORSION EN TRANSMISIONES CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a transmisiones que tienen sistemas de control para controlar la selección de relaciones de engranaje y un método para controlar la torsión en la transmisión. La presente invención se puede utilizar junto con sistemas de transmisión del tipo que se describe en PCT/GB2004/001976, y con el aparato y método para medir el par torsor en una transmisión en PCT/GB2004/ presentada simultáneamente con el presente documento. Las características de cada uno de esos documentos quedan incorporadas por referencia, aunque la invención no se considerará como limitada a transmisiones del tipo descrito .
ANTECEDENTES DE LA INVENCION En sistemas de transmisión sincronizada de un solo embrague para vehículos es necesario desacoplar la transmisión de la fuente de energía, tal como un artefacto o motor, operando el embrague antes que el engranaje de corriente sea deseleccionado y se acople el nuevo engranaje. Si no se desembraga la potencia cuando se intenta acoplar un nuevo engranaje, el sincronizador no puede acoplar la nueva rueda de engranaje o tiene que ser forzado al acoplamiento con riesgo de dañar la transmisión y de crear picos de torsión en la transmisión. Esto se debe a que en la mayoría de los casos, la velocidad del motor no coincide con la velocidad del nuevo engranaje. Para vehículos de motor, tal como carros que tienen cajas de velocidades convencionales y que son energizados por un motor, la selección de una nueva relación de engranaje típicamente toma entre 0.5 y 1 segundo completarse. Por lo tanto, por ejemplo, cuando se selecciona un engranaje más elevado, el retraso de tiempo permite al motor reducir su velocidad [debido a su propia inercia] para coincidir de forma más estrecha con la velocidad del nuevo engranaje antes que el embrague vuelva a conectar el motor y la transmisión, reduciendo así la posibilidad de que ocurran picos de torsión cuando se vuelva a aplicar potencia. En sistemas de transmisión en donde la selección de una nueva relación de engranaje ocurre casi instantáneamente sin que haya una interrupción de potencia sustancial, tal como la transmisión que se describe en PCT/GB2004/001976, se pueden generar picos de torsión grandes cuando el nuevo engranaje es acoplado bajo ciertas condiciones de cambio. Estos picos de torsión ocasionan que 3 se propaguen ondas de choque a través de la transmisión las cuales pueden ser oidas y sentidas por los ocupantes del vehículo. Las ondas de choque pueden producir un recorrido difícil para los ocupantes del carro y puede conducir a un desgaste de los componentes de la transmisión y la posibilidad que los componentes fallen. Sin embargo, es deseable utilizar dicha transmisión en vehículos debido a que es más eficiente, requiriendo así menos combustible para operar, produce menos emisiones e incrementa el rendimiento del carro debido a que la aplicación de potencia es sustancialmente continua y sin interrupciones. Para que un sistema de control opere con éxito, es importante que éste incorpore un medio para detectar las condiciones operativas dentro de la transmisión. Por ejemplo, con frecuencia es útil medir o calcular la magnitud y la dirección del par torsor dentro de la transmisión para operar dispositivos de control que pueden regular el par torsor en la transmisión. Un enfoque para medir el par torsor es montar un sensor de par torsor en un eje de salida de la transmisión para medir la cantidad de torsión que ocurre entre dos puntos conocidos en el eje. Los sensores de par torsor son muy costosos y por lo tanto rara vez se utilizan en la práctica. Otro inconveniente es que, debido a que el sensor es montado en el eje, se deben enviar señales del sensor a una unidad de procesamiento a 4 través de un sistema de transmisión inalámbrico o, de otra manera, se deben montar cepillos de contacto alrededor del eje. Existen dificultades en la configuración de los sensores de par torsor que utilizan cepillos de contacto, y los cepillos se desgastan con el uso y por lo tanto pueden conducir a lecturas inexactas o falla del sensor. Por consiguiente, la presente invención busca proveer transmisiones que tengan un sistema de control para regular la cantidad de torsión en la transmisión durante un cambio de engranaje y medios para medir la magnitud de la torsión dentro de una transmisión que mitiga por lo menos algunos de los problemas antes mencionados.
SUMARIO DE LA INVENCION De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se provee una transmisión que tiene una pluralidad de relaciones de engranaje, medios de selector para acoplar selectivamente las relaciones de engranaje, y un sistema de control que incluye medios para medir la deformación provocada por la torsión en la transmisión por lo menos en un componente estático o ensamble que se deforma debido a la torsión en la transmisión y medios para controlar la torsión en la transmisión, en donde el sistema de control está acomodado para medir la deformación y para 5 ajustar la torsión en la transmisión de acuerdo con la deformación medida y una relación conocida entre las relaciones de engranaje. Cada relación de engranaje 'provoca una cantidad diferente de deformación en el componente o ensamble a una magnitud particular de torsión en la transmisión debido a las diferentes propiedades físicas y disposición de cada relación de engranaje. La relación conocida de la cantidad de deformación provocada cuando cada relación de engranaje es seleccionada permite que el sistema de control ajuste la deformación medida de acuerdo con la relación conocida cuando se selecciona un nuevo engranaje. El sistema de control puede asi controlar la cantidad de torsión en la transmisión durante el cambio de engranaje para producir cambios de engranaje más suaves sin tener que calcular el valor absoluto de la torsión en la transmisión. Los componentes estáticos y ensambles se refieren a los componentes y ensambles que no son los componentes y ensambles giratorios de la transmisión. De preferencia, el componente estático o ensamble acoplado está acomodad para soportar o alojar componentes giratorios de la transmisión, un chasis de vehículo o disposición de soporte entre el chasis y la transmisión. Convenientemente, la relación conocida es sustancialmente lineal y los valores correspondientes a la 6 deformación medida se ajustan por un factor de escala. En algunas modalidades, la relación no será lineal y se pueden utilizar algoritmos para ajustar los valores medidos. Convenientemente, el sistema de control está acomodado para controlar la velocidad de cambio de torsión en la transmisión de acuerdo con la deformación medida. Convenientemente, los medios para controlar la torsión en la transmisión incluyen medios de embrague. De preferencia, los medios de embrague tienen primeros y segundos elementos de acoplamiento para transmitir selectivamente accionamiento desde una fuente de accionamiento a la transmisión, y medios de control para controlar la fuerza de acoplamiento entre los elementos de acoplamiento. Los medios de control pueden reducir automáticamente la fuerza de acoplamiento antes que los medios de selector seleccionen una relación de engranaje no acoplada para permitir el movimiento giratorio relativo entre los elementos de acoplamiento cuando la relación de engranaje no acoplada es acoplada por los medios de selector. Convenientemente, los medios para controlar la torsión en la transmisión incluyen medios para controlar la velocidad de una fuente de accionamiento. Por ejemplo, los medios para controlar la fuente de accionamiento pueden ser una unidad de control de motor o un mecanismo de caja de 7 regulador. De preferencia, el sistema de control incluye medios para calcular la magnitud de torsión en el sistema de transmisión e incluye medios de cálculo para calcular la torsión en la transmisión cuando los medios de selector acoplan una relación de engranaje no acoplada. De preferencia, los medios de cálculo pronostican la torsión en la transmisión cuando los medios de selector seleccionan una relación de engranaje no acoplada de acuerdo con la deformación medida inmediatamente antes de un cambio de engranaje y la relación conocida entre la relación de engranaje acoplada y la relación de engranaje no acoplada. El sistema de control incluye medios de sensor para detectar la posición de los medios de selector. Los medios de sensor se pueden utilizar para medir con precisión la posición del ensamble de selector para identificar cuál es la relación de engranaje acoplada, y cuál es la relación de engranaje seleccionada. Esto permite que el sistema de control determine cuál es la relación conocida que se deberla utilizar para controlar la torsión en la transmisión durante un cambio de engranaje. De preferencia, la transmisión incluye medios para identificar las fluctuaciones en las mediciones de deformación debido a los factores diferentes a la torsión de la linea de accionamiento. Por ejemplo, los factores tal 8 como el movimiento del vehículo debido a la s ondulaciones en el camino. De preferencia, el sistema de control está acomodado para registrar una pluralidad de lecturas y calcular la diferencia entre las mediciones, y para controlar la torsión que represente las fluctuaciones en las mediciones de deformación [debido a factores diferentes a la torsión de la linea de accionamiento] . Si las mediciones de deformación se ven afectadas, por ejemplo, por la carga debido a una superficie desigual del camino, el sistema de control controlaría el nivel de torsión para evitar las fluctuaciones en la torsión de la transmisión. Convenientemente, el sistema de control puede incluir por lo menos un medio para medir la velocidad del motor, medios para medir la velocidad de circulación o un acelerometro montado en el vehículo. De preferencia, los medios para medir la deformación miden la cantidad de deformación de torsión en el componente o ensamble. De manera conveniente, el medio para medir la deformación determina la dirección del par torsor en la transmisión . De preferencia, el componente o ensamble comprende por lo menos uno de un cojinete de transmisión, caja, elemento de soporte, montaje, o pernos de montaje. De preferencia, la caja comprende uno de la caja de 9 velocidades y la caja del eje de cola. De preferencia, los medios para medir la deformación incluyen por lo menos una celda de carga, y de preferencia una pluralidad de celdas de carga. En una modalidad, el medio para medir la deformación se monta sobre una caja que tiene un eje longitudinal y la caja está acomodada para que el par torsor en la transmisión deforme de forma girada la caja alrededor del eje longitudinal. De preferencia, la primera y segunda celdas de carga están montadas en la caja para que la deformación de la caja ocasione que la primera y segunda celdas de carga generen diferentes salidas. De preferencia, las celdas de carga están acomodadas en un circuito de puente de resistencias. En una modalidad, el medio para medir la deformación mide la cantidad de tensión en el componente o ensamble. El medio para medir la deformación incluye por lo menos un indicador de tensión. De preferencia, el indicador de tensión está acomodado en un circuito de puente de resistencias . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se provee un método para controlar el par torsor en una transmisión que tiene una pluralidad de relaciones de engranaje y medios de selector para acoplar selectivamente las relaciones de engranaje, incluyendo medir la deformación ocasionada por el par torsor por lo 10 menos en un componente o ensamble acomodado para soportar o alojar componentes giratorios de ¦ la transmisión, seleccionar una relación de engranaje no acoplada, ajustar el par torsor en la transmisión de acuerdo con la deformación medida y una relación conocida entre las relaciones de engranaje. De preferencia, el método incluye controlar la velocidad de cambio del par torsor. De preferencia, el método incluye calcular la cantidad de par torsor en la transmisión cuando se va a acoplar una relación de engranaje no acoplada. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención se provee una transmisión que tiene una pluralidad de relaciones de engranaje, medios de selector para acoplar selectivamente las relaciones de engranaje, incluyendo medios para medir la deformación ocasionada por el par torsor en la transmisión por lo menos en un componente o ensamble acomodado para soportar o alojar componentes giratorios de la transmisión De preferencia, el sistema de transmisión incluye primero y segundo ejes giratorios, y medios para transferir el accionamiento de uno de los ejes al otro eje, incluyendo la primera y segunda ruedas de engranaje, cada una montada de manera giratoria en el primer eje y que tienen formaciones de accionamiento formadas en las mismas, el 11 ensamble de selector para transmitir selectivamente par torsor entre el primer eje y la primera rueda de engranaje y entre el primer eje y la segunda rueda de engranaje, en donde el ensamble de selector incluye un ensamble de accionador y un primer y segundo conjuntos de elementos de acoplamiento que se mueven dentro y fuera del acoplamiento con la primera y segunda ruedas de engranaje independientemente uno de otro, dicho ensamble de selector está acomodado para que, cuando se transmita una fuerza de accionamiento, uno del primer y segundo conjuntos de elementos de acoplamiento que acopla de manera accionada la rueda de engranaje acoplada, y el otro conjunto de elementos de acoplamiento esté entonces en una condición no cargada, en donde el ensamble de accionador está acomodado para mover el conjunto no cargado de elementos de acoplamiento en acoplamiento de accionamiento con la rueda de engranaje no acoplada para efectuar un cambio de engranaj e . El ensamble de selector se puede acomodar para que cuando se transmita una fuerza de frenado, el primer conjunto de los elementos de acoplamiento acople de manera accionada la rueda de engranaje acoplada, y el segundo conjunto de elementos de acoplamiento esté en una condición no cargada, y cuando se transmita una fuerza de accionamiento, el segundo conjunto de elementos de 12 acoplamiento acople de manera accionada la rueda de engranaje acoplada, y el segundo conjunto de elementos de acoplamiento esté entonces en una condición no cargada. El ensamble de accionador se puede acomodar para desviar el conjunto cargada de elementos de acoplamiento hacia la rueda de engranaje no acoplada sin desacoplar el conjunto cargado de elementos de acoplamiento de la rueda de engranaje acoplada. El primer y segundo conjuntos de elementos de acoplamiento se pueden acomodar para girar, en uso, con el primer eje. De preferencia, el primer eje es un eje de entrada y el segundo eje es un eje de salida y se transfiere accionamiento del eje de entrada al eje de salida .
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Ahora se describirá una modalidad de la presente invención, a manera de ejemplo únicamente, con referencia a las figuras anexas en donde referencias similares indican características equivalentes, en donde: la figura la es una disposición general seccional de un sistema de transmisión de acuerdo con la presente invención; La figura Ib es una vista en perspectiva de las 13 cajas exteriores de la transmisión de la figura la; La figura 1c es un esquema de un sistema de control de acuerdo con la invención actual; La figura Id es una gráfica de par torsor contra tiempo para un cambio de engranaje del primer al segundo engrana e ; La figura 2 es una vista en perspectiva de parte de un ensamble de selector; La figura 3 ilustra la disposición de un grupo de perros en un lado de un engranaje; La figura 4 es una vista de planta de un muelle de disco; Las figuras 5a a 5f ilustran en un diagrama la operación del ensamble de selector; La figura 6 es un esquema que muestra la operación del sistema de control cuando se selecciona un engranaje superior; La figura 7 es una gráfica que muestra la presión del embrague contra tiempo; La figura 8 es un esquema que muestra la operación del sistema de control cuando se selecciona un engranaje inferior; La figura 9 muestra un diagrama de circuito para un indicador de tensión; La figura 10 es una vista en secciones de un eje 14 de salida que muestra una disposición alternativa para fijar las barras de acoplamiento al eje de salida; y La figura 11 es una vista en planta de un muelle de disco para una segunda modalidad de la invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Las figuras la y Ib muestran un sistema de transmisión acomodado para uso en un vehiculo tal como un carro de motor y la figura le es un esquema de un sistema de control para controlar la selección de las relaciones de engranaje. El sistema de transmisión comprende un eje de salida 1 que tiene una primera y segunda ruedas de engranaje 3, 5 montadas en el mismo, un eje de entrada 7 que tiene una tercera y cuarta ruedas de engranaje 9, 11 montadas en el mismo y un ensamble de selector 13. La primera y segunda ruedas de engranaje 3, 5 están montadas de manera giratoria en el eje de salida 1 y la tercera y cuarta ruedas de engranaje 9, 11 están formadas como parte integral del eje de entrada 7 y están aseguradas para girar con el mismo. La primera y segunda ruedas de engranaje 3, 5 se engranan con la tercera y cuarta ruedas de engranaje 9, 11, respectivamente, las cuales se forman como parte integral del eje de entrada, para formar el primer y segundo pares de ruedas de engranaje 15, 17. El eje de 15 entrada 7 está conectado a un embrague 2 que tiene un primer y segundo discos de embrague 4, 6. El primer disco de embrague 4 está conectado por un primer eje 8 a la salida de un motor 10 y el segundo disco de embrague 6 está conectado por un segundo eje 12 al eje de entrada 7 a través de una quinta rueda de engranaje 14. La quinta rueda de engranaje 14 está asegurada para girar con el segundo eje 12. La disposición es tal que el embrague 2 puede aplicar accionamiento de manera selectiva del motor 10 al eje de salida de la transmisión 1, a través del eje de entrada 7 y las relaciones de engranaje 15, 17. El primer y segundo sensores 16, 18 se localizan en el embrague 2 para medir las velocidades de rotación del primer y segundo discos de embrague 4, 6 respectivamente. El primer y segundo sensores 16, 18 son sensores tipo efecto Hall, pero se pueden utilizar otros tipos de sensor tal como sensores ópticos o dispositivos de medición de velocidad para rueda de engranaje. El primer y segundo sensores 16, 18 están conectados a un procesador de computadora 20 que controla la operación del sistema de control. Opcionalmente, se puede utilizar un tercer sensor 18b para medir la velocidad de rotación del eje de salida del motor. El embrague 2 incluye un accionador 22 para controlar la presión, y por lo tanto la cantidad de fricción, entre el primer y segundo discos de embrague 4, 6 16 y por lo tanto el par torsor que se puede transmitir del motor 10 a la transmisión. El accionador 22 es controlado electrónicamente por medio de señales recibidas del procesador de computadora 20 para aumentar o reducir la presión entre el primer y segundo discos de embrague 4, 6 y asi controlar si el primer y segundo discos de embrague giran a la misma velocidad (totalmente acoplados) o si se mueven en relación reciproca (de deslizamiento) . El procesador de computadora 20 puede detectar deslizamiento en el embrague 2 a partir de la velocidad medida del eje de salida del motor mediante la detección de cambios en la velocidad y las propiedades conocidas de la transmisión, tal como cuál relación de engranaje está acoplada y el número de dientes que tiene cada rueda de engranaje. De manera similar, el procesador de computadora 20 puede detectar el deslizamiento de embrague comparando los sensores de velocidad en cualquier lado del embrague. El procesador 20 puede determinar cuál engranaje está acoplado mediante la lectura de los sensores de velocidad en el lado de salida del embrague (velocidad de entrada de la caja de velocidades) y la velocidad de salida de la caja de velocidades . El procesador de computadora 20 también está conectado a un mecanismo de control de regulador 24 para controlar la velocidad y la salida del par torsor del motor 17 10. El mecanismo de control de regulador 24 es un mecanismo de caja de regulador que está acomodado para anular de manera selectiva el control del accionador del motor para permitir que el sistema de control controle de manera más estrecha la salida del par torsor del motor para ayudar en el mantenimiento de un gradiente de torsión de salida de la caja de velocidades objetivo durante un acoplamiento de engranaje rápido. Las señales enviadas del procesador de computadora 20 a las cajas de regulador 24 puede aumentar o reducir la velocidad del motor o el par torsor de acuerdo con las señales de control recibidas, controlando asi la velocidad de rotación del primer eje 8 y el primer disco de embrague 4. La velocidad del motor 10 se mide utilizando un sensor convencional cuya salida está conectada al procesador de computadora 20. El efecto de los picos de torsión ocasionados cuando el ensamble de selector 13 acopla una nueva relación de engranaje se puede reducir a un nivel aceptable, es decir, a un nivel que no pueda ser detectado por los ocupantes del vehículo y esto se logra reduciendo la presión entre el primer y segundo discos de embrague 4, 6 antes que se seleccione la nueva relación de engranaje sin desacoplar totalmente los discos para permitir que los discos de embrague se deslicen (movimiento de rotación relativo entre los discos de embrague) cuando el ensamble 18 de selector 13 acopla la nueva rueda de engranaje y genera un pico de torsión en la transmisión. De preferencia, la presión entre los discos de embrague 4,6 se reduce a aproximadamente el comienzo del deslizamiento inmediatamente después que se ha iniciado un cambio de engranaje, por ejemplo manualmente por el conductor moviendo una barra de engranaje 26 o automáticamente a través del sistema de control después de medir una velocidad de motor determinada, pero antes que se acople el nuevo engranaje. El pico de torsión generado por el ensamble de selector 13 que acopla la nueva rueda de engranaje es disipado debido a que ocasiona un deslizamiento rápido entre los discos de embrague 4,6 debido a que los discos de embrague ya están en el comienzo del deslizamiento antes de recibir la carga adicional causada por el pico de torsión. Esto también da tiempo al motor 10 para ajustar su velocidad y que coincida con la velocidad de la nueva relación de engranaje. El embrague 2 está alojado en una primera caja 32, comúnmente conocida como un alojamiento de campana y la transmisión está alojada en una segunda caja 34, conocida como la caja de velocidades. El alojamiento de campana 32 comprende un elemento tubular sustancialmente truncado y la caja de velocidades 34 comprende un elemento tubular que tiene una sección transversal rectangular. La primera y 19 segunda placas de extremo 36, 38 están fijas a la caja de velocidades 34 por medio de pernos. Las placas de extremo 36, 38 se pueden desprender de la caja de velocidades 34 para permitir que se realice el trabajo de mantenimiento. El alojamiento de campana 32 está fijo a la primera placa de extremo 36 por medio de pernos (que no se muestran) . La primera placa de extremo 36 tiene un agujero de paso 40 y el segundo eje 12 se extiende desde el segundo disco de embrague 6 a través del agujero 40 y dentro de la caja de velocidades 34. El primer eje 8 está soportado por un cojinete 42 dentro de la caja de velocidades para el movimiento giratorio en relación con la caja de velocidades. El cojinete 42 está ajustado a presión dentro de la primera placa de extremo 36. El eje de entrada 7 está soportado por dos cojinetes 44 para el movimiento giratorio con relación a la caja de velocidades 34. Los cojinetes 44 están ajustados a presión dentro de la primera y segunda placas de extremo 36, 38. La segunda placa de extremo 38 tiene un agujero de paso 48 y el eje de salida 1 se extiende a través del agujero 48, dentro de una tercera caja 50, también conocida como la caja del eje de cola. El eje de salida 1 está soportado por un cojinete 52 que está ajustado a presión en la segunda placa de extremo 38 para el movimiento giratorio con relación a la caja de velocidades 34. La caja del eje 20 de cola 50 está fija a la segunda placa de extremo 38 por medio de una manga 52 que está soldada a la segunda placa de extremo. La caja del eje de cola 52 comprende un tubo sustancialmente cilindrico con un extremo cerrado 54 que está acomodado coaxialmente con el eje de salida 1. Hay un agujero 56 en el extremo de la caja del eje de cola 50 y el eje de salida 1 se extiende a través de la caja del eje de cola 50 y a través del agujero 56 para conexión con un diferencial (que no se muestra) . El eje de salida 1 está soportado para un movimiento giratorio con relación a la caja del eje de cola 50 por medio de un cojinete 58. Una disposición de soporte sustancialmente rígida 60 para soportar la primera y segunda celdas de carga 62, 64 está montada sobre el lado inferior de la caja del eje de cola. La disposición de soporte 60 está montada perpendicularmente al eje longitudinal de la caja del eje de cola y por lo tanto del eje de salida 1. Las celdas de carga 62, 64 yacen sobre una barra de chasis (que no se muestra) , que es un elemento estructural del chasis que se extiende lateralmente a través del chasis, pero no están fijas a las barras de chasis. Cuando el eje de salida 1 es accionado por el motor 10 a través del sistema de transmisión, el par torsor es transmitido de los ejes de entrada y salida 7, 1, a lo largo de una trayectoria de carga incluyendo los cojinetes 21 42, 44, 52, 58, la caja de velocidades 34, la primera y segunda placas de extremo 36, 38 y la caja del eje de cola 50. El par torsor en los ejes de entrada y salida 7, 1 ocasiona que los cojinetes 42, 44, 52, 58, la caja de velocidades 34, la primera y segunda placas de extremo 36, 38 y la caja del eje de cola 50 se deformen. La extensión de la deformación es proporcional a la magnitud del par torsor en el eje de salida 1 y por lo tanto, la extensión de la deformación medida se puede utilizar para controlar la cantidad de par torsor aplicado a la transmisión cuando se realiza una selección entre relaciones de engranaje. La dirección del par torsor es importante debido a que indica si el motor, el vehículo o la transmisión están experimentando aceleración o desaceleración (frenado) . En la presente modalidad, la magnitud y la dirección del par torsor en la transmisión es medida utilizando la disposición de celda de carga que se muestra en la figura Ib. Cuando el par torsor se transmite a la caja del eje de cola 50, la caja se deforma debido a la torsión. La disposición de soporte 60 se tuerce con la caja del eje de cola 50 ocasionando así que una de la primera y segunda celdas de carga 62, 64, aumente la fuerza aplicada a la barra de chasis y la otra celda de carga reduzca la carga aplicada a la barra de chasis. Las lecturas se pueden tomar de las celdas de carga 62, 64. La magnitud de la 22 diferencia entre las lecturas de la primera y la segunda celdas de carga 62, 64 es proporcional a la cantidad de deformación de la caja del eje de cola 50 y por lo tanto la magnitud del par torsor en la transmisión. La dirección del par torsor se establece mediante la determinación de cuál de la primera y la segunda celdas de carga 62, 64 tiene la lectura más grande. La caja del eje de cola 50 se deforma en una cantidad diferente por una magnitud determinada de par torsor en el eje de salida 1 cuando diferentes relaciones de engranaje son acopladas por el mecanismo de selector 13. Esto se debe a las diferentes posiciones relativas de las ruedas de engranaje a lo largo de los ejes 1, 7, las propiedades físicas de las ruedas de engranaje tal como el tamaño, la geometría, los materiales empleados, la forma del diente, etc. Por lo tanto, es necesario ajustar los valores de deformación medidos cuando se comparan los valores medidos generados cuando diferentes relaciones de engranaje son acopladas por el mecanismo de selector. De otra manera, los valores medidos equivalentes se relacionarían con diferentes valores de par torsor en el eje de salida 1. La relación entre la cantidad de deformación ocasionada en la caja del eje de cola 50 cuando el ensamble de selector 13 acopla diferentes relaciones de engranaje, 23 por ejemplo, la primera y segunda relaciones de engranaje 15, 17, se conoce y por lo tanto la cantidad de par torsor en la transmisión puede ser controlada mediante la medición de la deformación en la caja del eje de cola 50, - o algún otro componente o ensamble que soporte o aloje componentes de transmisión giratorios. Típicamente, la relación es sustancialmente lineal y por lo tanto la cantidad de deformación medida, cuando la primera relación de engranaje 15 es acoplada, se puede multiplicar por un factor de escala para comparación con la deformación medida cuando la segunda relación de engranaje 17 es acoplada. En algunas modalidades, la relación puede no ser lineal. Es necesario que el sistema de control conozca la relación correcta a aplicar al momento de realizar una selección entre las relaciones de engranaje. En los casos donde se pueda realizar más de una selección, y por lo tanto existe una pluralidad de relaciones entre las diferentes relaciones, es necesario que el sistema de control conozca la posición del ensamble de selector 13 para que pueda identificar la relación de engranaje actualmente acoplada, la relación de engranaje recientemente seleccionada y la relación entre esas relaciones de engranaje para ajustar la cantidad de deformación medida. Esto se puede lograr utilizando sensores de posición 70. Los sensores 70 pueden ser 24 sensores de efecto Hall, conmutadores mecánicos o sensores ópticos. Los sensores 70 estén conectados al procesador de computadora 20 para informar con precisión al procesador la posición de los conjuntos de barras y por lo tanto cuál es la relación de engranaje acoplada. También provee medios adicionales para controlar la activación de la varilla del selector 35 y provee un medio para confirmar que ha ocurrido un cambio de engranaje. Cuando se selecciona una relación de engranaje no acoplada, cambia la cantidad de par torsor en la transmisión y es determinado por la relación de engranaje seleccionada. Por ejemplo, un engranaje inferior (por ejemplo, el primer, engranaje en un vehículo) produce más par torsor en la transmisión que la selección de un engranaje superior (por ejemplo, el segundo engranaje en un vehículo) . Cuando se selecciona una nueva relación de engranaje, el par torsor en la transmisión se tiene que ajustar de lo ya determinado por la antigua relación de engranaje a aquello determinado por la nueva relación de engranaje. Es preferible controlar el incremento o reducción en el par torsor en la transmisión para proveer una transición de engranaje más suave. Esto se logra midiendo la deformación en la caja del eje de cola 50 inmediatamente después que se ha iniciado un cambio de engranaje pero antes de realizar la 25 selección del engranaje, y después que se haya seleccionado la nueva relación de engranaje. El sistema de control utiliza la relación conocida entre las dos relaciones de engranaje para ajustar las mediciones de deformación hechas. La primera y segunda celdas de carga 62, 64 están conectadas al procesador de computadora 20. El procesador de computadora controla la magnitud del par torsor en la transmisión mediante el monitoreo de la cantidad de deformación en la caja del eje de cola 50 y mediante el control de la presión entre los discos de embrague 4,6 con el accionador de embrague 22 y la velocidad del motor y el par torsor con las cajas de regulador 24 para permitir que el par torsor aumente o disminuya en una forma controlada, por ejemplo, a una velocidad predeterminada, para proveer un cambio de engranaje suave. El sistema de control puede mantener el par torsor dentro de un rango de tolerancia predeterminado de un valor seleccionado. El sistema de control reduce al mínimo el efecto del pico de torsión causado cuando una nueva relación de engranaje es acoplada ajusfando el par torsor al nivel en que estaba antes del cambio de engranaje para que el sistema de control siga un gradiente de par torsor a un par torsor objetivo para la nueva relación. También es posible calibrar el par torsor en el eje de salida 1 con la deformación medida, la cual se puede 26 medir para propósitos de calibración únicamente con un sensor de torsión convencional. Por lo tanto existe una relación conocida entre la cantidad de deformación medida y la magnitud del par torsor que actúa en el eje de salida 1. Sin embargo, esto no es necesario para que el sistema de control obtenga cambios de engranaje suaves debido a que solo es necesario mantener y/o controlar la velocidad de cambio del par torsor en lugar de controlar la magnitud absoluta del par torsor, lo cual se puede lograr monitoreando la cantidad de deformación en la caja del eje de cola 50 conforme el sistema de control ajusta la presión de embrague y el regulador. El accionamiento de rotación es transferido del eje de entrada 7 al eje de salida 1 a través del primer o segundo par de ruedas de engranaje 15, 17, en donde la selección de los pares de ruedas de engranaje es determinada por la posición del ensamble de selector 13. El ensamble de selector 13 acopla el primer y segundo grupos de formaciones de accionamiento 19, 21 ubicadas en la primera y segunda ruedas de engranaje 3, 5, respectivamente . Las formaciones de accionamiento comprenden grupos de perros. El primer grupo de perros 19 está ubicado en un lado de la primera rueda de engranaje 3. De preferencia, los perros están formados como parte integral 27 de la primera rueda de engranaje, pero esto no es esencial. El primer grupo de perros 19 comprende tres perros distribuidos uniformemente de manera circunferencial alrededor de la superficie del engranaje, es decir, el ángulo subtendido entre los centros de un par de perros es aproximadamente 120 grados (ver figura 3) . El segundo grupo de perros 21 comprende tres perros y está acomodado de forma similar en un lado de la segunda rueda de engranaje. Se utilizan tres perros debido a que esta disposición provee ventanas de acoplamiento amplio, es decir, los espacios entre los perros, para recibir el ensamble de selector 13. Las ventanas de acoplamiento amplio proveen mayores oportunidades para que el ensamble de selector acople totalmente las ruedas de engranaje 3, 5 antes de transmitir accionamiento al mismo. Si el ensamble de selector 13 acciona una rueda de engranaje cuando solo se ha acoplado parcialmente, esto puede dañar los perros y/o el ensamble de selector 13. La primera y segunda ruedas de engranaje 3, 5 están montadas separadas en el eje de salida 1 sobre cojinetes de rodillo 23, 25 y están acomodadas para que los lados, incluyendo el primer y segundo grupos de perros, miren entre sí. El ensamble de selector 13 incluye el primer y segundo conjuntos de barras de acoplamiento 27, 29 y un 28 ensamble de accionador 31 en la forma de un ensamble de horquilla 33 y una varilla de selector 35. La primera y segunda barras de acoplamiento 27, 29 están montadas en el eje de salida 1 entre la primera y segunda ruedas de engranaje 3,5. Refiriéndose específicamente a la figura 2, el primer conjunto de barras de acoplamiento 27 comprende tres barras 28 fijas a un primer anillo conector 37, por ejemplo utilizando tornillos de presión. El primer anillo conector 37 sostiene las barras 28 en una disposición fija. Las barras 28 están distribuidas de manera uniforme alrededor de la circunferencia interior del primer anillo conector 37 para que sus bases miren hacia dentro, y las barras 28 están acomodadas sustancialmente paralelas. El segundo conjunto de barras de acoplamiento 29 comprende tres barras 30 que están sostenidas en una disposición fija similar por medio de un segundo anillo conector 39. El primer y segundo conjuntos de barras de acoplamiento 27, 29 están montados en el eje de salida 1 entre la primera y segunda ruedas de engranaje 3, 5. Los conjuntos de barras de acoplamiento 27, 29 están acomodados para girar con el eje de salida 1 pero se pueden deslizar axialmente a lo largo del eje en respuesta a una acción de cambio del ensamble de accionador 31. Para facilitar esto, el eje de salida 1 incluye seis bocallaves 41 formadas en 29 su superficie curva, en donde cada barra de acoplamiento 28, 30 tiene una formación complementaria en su base. La disposición de los conjuntos de barra 27, 29 es tal que las barras de un conjunto particular se localizan en bocallaves 41 alternas y los conjuntos de barras 27, 29 se pueden deslizar a lo largo del eje de salida 1. Cada conjunto de barras 27, 29 se mueve como una unidad y cada conjunto de barras se puede mover independientemente del otro. Cuando existe un movimiento relativo entre el primer y segundo conjuntos de barras 27, 29, el segundo anillo conector 39 se desliza sobre el primer conjunto de barras 27 y el primer anillo conector 37 se desliza sobre el segundo conjunto de barras 29. Cada barra 28 en el primer conjunto de barras 27 tiene un primer extremo 28a acomodado para acoplar el primer grupo de perros 19 fijo a la primera rueda de engranaje 3 y un segundo extremo 28b acomodado para acoplar el segundo grupo de perros 21 en la segunda rueda de engranaje 5. El primer y segundo extremos 28a, 28b típicamente tienen la misma configuración pero están en lados opuestos, de tal forma que el primer extremo 28a está acomodado para acoplar el primer grupo de perros 19 durante la desaceleración de la primera rueda de engranaje 3 y el segundo extremo 28b está acomodado para acoplar el segundo grupo de perros 21 durante la aceleración de la segunda 30 rueda de engranaje 5. Cada barra 30 en el segundo conjunto de barras 29 está acomodado de forma similar, excepto que el primer extremo 30a está acomodado para acoplar el primer grupo de perros 19 durante la aceleración de la primera rueda de engranaje 3 y el segundo extremo 30b está acomodado para acoplar el segundo grupo de perros 21 durante la desaceleración de la segunda rueda de engranaje 5. Cuando tanto el primer conjunto como el segundo conjunto de barras de acoplamiento 27, 29 acoplan una rueda de engranaje, el accionamiento se transmite del eje de entrada 7 al eje de salida 1, ya sea que el engranaje esté acelerando o desacelerando. El primer y segundo extremos 28a, 30a, 28b, 30b de cada barra incluye una cara sustancialmente vertical 43 para acoplar los perros 19, 21 y una rampa 45 que se inclina en la dirección de la superficie de acoplamiento 43 para asegurar que las barras 28, 30 se desacoplen de los perros 19, 21 y asi evitar que la transmisión quede inmovilizada. Cuando las barras del primer y segundo conjuntos 27, 29 están intercaladas, como en la figura 2, las superficies de acoplamiento de perros 43 del primer extremo 28a del primer conjunto de barras 27 quedan adyacentes a las superficies de acoplamiento de perros 43 del primer extremo 30a del segundo conjunto de barras 29. 31 Cuando el primer y segundo conjuntos de barras 27, 29 están totalmente acoplados con un engranaje, se coloca un perro entre cada par de superficies de acoplamiento adyacentes 43. Las dimensiones de los perros 19, 21 y los extremos de las barras de preferencia son tal que existe poco movimiento de un perro entre la superficie de acoplamiento 43 de la barra de aceleración y la superficie de acoplamiento 43 de la barra de desaceleración cuando el engranaje se mueve de la aceleración a la desaceleración, o viceversa, para asegurar que exista poco o ningún retroceso en el engranaje. De preferencia, las barras están configuradas para estar cerradas al eje de salida 1 y asi evitar un efecto de voladizo importante debido a las distancias radiales grandes de áreas cargadas, reduciendo asi el potencial para la falla estructural. El ensamble de accionador 31 está acomodado para que el ensamble de horquilla 33 quede montado sobre la varilla de selector 35, y la varilla de selector es provista paralela al eje de salida 1 y adyacente al mismo. El ensamble de horquilla 33 incluye una horquilla 46 y un primer y segundo muelles de disco anular 47, 49 montados alrededor del eje de salida 1 (ver figura la) . El primer y segundo muelles de disco 47, 49 tienen tres brazos, en donde cada brazo tiene una primera parte que se extiende 32 circunferencialmente alrededor de una parte del resorte y una segunda parte que se extiende radialmente hacia dentro (ver figura 4) . La horquilla 46 tiene un primer par de elementos arqueados 51 acomodados para acoplar el primer muelle de disco 47. Los elementos arqueados 51 están acomodados para que el primer muelle de disco 47 pueda girar con el eje de salida 1 entre los elementos arqueados 51 y para que el movimiento axial de la horquilla 46 paralela al eje de salida 1 mueva los elementos arqueados 51 y por lo tanto el primer muelle de disco 47 axialmente a lo largo del eje si el primer muelle de disco 47 puede moverse libremente, o desvia el primer muelle de disco 47 para que se mueva en la misma dirección que la horquilla 46 si el primer muelle de disco 47 no puede moverse. La horquilla 46 tiene un segundo par de elementos arqueados 53 acomodados para acoplar y actuar sobre el segundo muelle de disco 49 en una forma similar. La posición de la horquilla 46 con relación a la primera y segunda ruedas de engranaje 3, 5 se puede ajusfar moviendo la varilla de selector 35 en la dirección axial. Los bordes interiores del primer muelle de disco 47 están fijos a las barras 28 en el primer conjunto de barras 27 y los bordes interiores del segundo muelle de disco 49 están fijos a las barras 30 en el segundo conjunto 33 de barras 29. Cuando la horquilla 46 se mueve, moviendo o cargado asi los muelles de disco 47, 49, los conjuntos de barras de acoplamiento 27, 29 se mueven otro tanto o se desvian para moverse. La transmisión se puede disponer como una caja de cambio manual, en donde los engranajes son seleccionados moviendo una barra de engranaje entre posiciones predeterminadas (como se muestra en la figura Ib) , una transmisión semi-automática en donde el accionador inicia un cambio de engranaje controlando los interruptores electrónicos, por ejemplo, pedales montados junto al volante, o totalmente automática en donde el sistema de control ocasiona que el sistema de transmisión cambie de engranaje de acuerdo con ciertas condiciones predeterminadas, incluyendo por ejemplo la velocidad del motor y el par torsor. Los procesos para seleccionar un engranaje superior (es decir, segundo par de ruedas de engranaje 17) cuando un vehículo está acelerando (denominado cambio ascendente) y un engranaje inferior (es decir, primer par de ruedas de engranaje 15) cuando el vehículo está desacelerando (denominado cambio de frenado) utilizando el sistema de control ahora se describirán con referencia a las figuras 5a-5f que para claridad ilustran en forma de diagrama el movimiento del primer y segundo conjunto de 34 barras 27, 29 a través de las posiciones relativas de una sola barra de cada conjunto, figuras la-c y figuras 6 a 9. La figura 5c muestra una condición cuando la primera rueda de engranaje 3 está completamente acoplada, es decir, las barras 28, 30 están intercaladas con el primer grupo de perros 19. La varilla de selector 35 se coloca para que la horquilla 46 mantenga el primer y segundo conjuntos de barras 27, 29 en acoplamiento con la primera rueda de engranaje 3. Por consiguiente, el accionamiento es transferido al eje de salida 1 a través del primer par de ruedas de engranaje 15 a través del primer conjunto de barras 27 cuando hay una desaceleración y el segundo conjunto de barras 29 cuando hay una aceleración. Mientras se acelera (con la primera rueda de engranaje 3 girando en la dirección de la flecha B en la figura 5C) utilizando el primer par de ruedas de engranaje 15, las superficies de acoplamiento 43 de las barras del primer conjunto de barras 27 no están cagadas, mientras que las superficies de acoplamiento 43 de las barras del segundo conjunto de barras 29 están cargadas. Cuando un usuario, o sistema de control, inicia la selección del segundo par de ruedas de engranaje 17, el procesador de computadora toma mediciones de la primera y segunda celdas de carga 62, 64 y compara los valores medidos. Si el valor 35 medido por la segunda celda de carga 64 es mayor que aquella medida por la primera celda de carga 62, esto indica al sistema de control que el motor se está acelerando y el cambio de engranaje es permisible. El procesador 20 entonces envía las señales de control al accionador de embrague 22 para ajustar la presión entre los primeros y segundos discos de embrague 4,6. La velocidad de rotación de cada uno de los discos de embrague es medida por los sensores de disco de embrague 16, 18. Mientras los discos de embrague están totalmente acoplados, los sensores 16, 18 mostrarán que están girando a la misma velocidad. Conforme se reduce la presión entre los discos de embrague 4,6, se alcanzará una condición en la cual el par torsor transmitido por el embrague 2 superará la fricción entre los primeros y los segundos discos 4,6 ocasionando que los primeros y los segundos discos 4,6 se muevan en relación recíproca (comienzo del deslizamiento B, ver figura 7) . El procesador de computadora 20 detectará el comienzo del deslizamiento cuando haya una diferencia medida entre las velocidades de rotación de los primeros y segundos discos de embrague 4,6. El procesador 20 entonces ordena al accionador 22 mantener esta presión (la "presión de deslizamiento") . Después que el procesador de computadora 20 ha medido la deformación antes del cambio, el procesador 20 36 calcula la cantidad de ajuste requerido por la medición de las celdas de carga 62, 64 para ocasionar que el valor del par torsor en la transmisión coincida con el par torsor previo al cambio cuando se acopló la nueva relación (cada relación ocasiona una lectura diferente en las celdas de carga 62, 64 incluso cuando el par torsor de salida es mantenido durante un cambio conforme las fuerzas del momento cambian debido a la posición axial diferente, el diámetro del engranaje, y la relación de cada engranaje) . Este se convierte en el primer valor objetivo al momento del acoplamiento de la nueva relación. El procesador 20 envía señales de control para accionar la varilla de selector 35 para que la horquilla 46 actúe sobre el primer muelle de disco 47, ocasionando que las barras del primer conjunto de barras 27 se deslice axialmente a lo largo de los bocallaves 41 en el eje de salida 1 desacoplando así las barras de la primera rueda de engranaje 3 (ver figura 5d) . La horquilla 46 también actúa sobre el segundo muelle de disco 49 para desviar las barras del segundo conjunto de barras 29 para que se muevan hacia la segunda rueda de engranaje 5. Sin embargo, debido a que las barras del segundo conjunto de barras 29 están cargadas, es decir, están accionando la primera rueda de engranaje 3, no pueden ser desacopladas de la primera rueda de engranaje 3, y por 37 lo tanto las barras del segundo conjunto de barras 29 permanecen estacionarias. Cuando las barras del primer conjunto de barras 27 se deslizan axialmente a lo largo del eje de salida 1, las superficies de acoplamiento 43 acoplan el segundo grupo de perros 21 (ver figura 5e) en la segunda rueda de engranaje 5. Conforme esto ocurre, la rotación de la segunda rueda de engranaje 5 es sustancialmente bloqueada de forma instantánea a la rotación del eje de salida 1 lo que genera un pico de torsión en la transmisión. El pico de torsión ocasiona un deslizamiento sustancial entre el primer y segundo discos de embrague 4,6 debido a que los discos de embrague 4,6 se estuvieron manteniendo a la presión de deslizamiento, disipando asi la energía en el pico de torsión. Al mismo tiempo, el procesador de computadora 20 mide la cantidad de deformación en la caja del eje de cola 50, y envía señales de control al accionador de embrague 22 y a las cajas de regulador 24 para ajusfar la presión entre el primer y segundo discos de embrague 4,6 y para ajusfar la velocidad y el par torsor del motor 10 para provocar la deformación medida por las celdas de carga 62, 64 para ajusfar al valor objetivo final para la nueva relación en una forma controlada, por ejemplo, a una velocidad predeterminada. El sistema de control prioriza la restauración del embrague 2 a la 38 presión completa para limitar el desgaste del embrague y ajusta la velocidad del motor y el par torsor para permitir que esto ocurra, sin exceder el valor de la celda de carga objetivo en cualquier momento hasta que se alcanza el valor objetivo final. Cuando el embrague 2 está completamente acoplado, entonces el control del regulador regresa al accionador lo más rápido posible sin exceder las tolerancias establecidas del valor de la celda de carga objetivo en cualquier momento hasta que se alcanza el valor objetivo final para la nueva relación con lo cual el regulador regresa al control del accionador y el embrague es restaurado en su totalidad en presión de engranaje. las barras del primer conjunto de barras 27 comienzan entonces a accionar la segunda rueda de engranaje 5 en la dirección de la flecha C en la figura 5e y la energía es transmitida del eje de salida 1 al eje de entrada 7 por medio del segundo par de ruedas de engranaje 17. Conforme esto ocurre, las barras del segundo conjunto de barras 29 dejan de estar cargadas, y quedan libres para desacoplarse del primer grupo de perros 19. Debido a que el segundo muelle de disco 49 es desviado por la horquilla 46, las barras del segundo conjunto de barras 29 se deslizan axialmente a lo largo de los bocallaves 41 en el eje de salida 1 completando así el desacoplamiento de la primera rueda de engranaje 3 del eje de salida 1. Las barras del 39 segundo conjunto de barras 29 se deslizan a lo largo de los bocallaves 41 en el eje de salida 1 hasta que acoplan el segundo conjunto de ruedas de engranaje 5, completando asi el acoplamiento de la segunda rueda de engranaje 5 con el eje de salida 1 (ver figura 5f) . Este método para seleccionar los pares de ruedas de engranaje elimina sustancialmente la interrupción del par torsor debido a que el segundo par de ruedas de engranaje 17 es acoplado antes que el primer par de ruedas 15 sea desacoplado, y por ende momentáneamente, el primer y segundo pares de ruedas de engranaje 15, 17 son acoplados simultáneamente. Cuando una rueda de engranaje es acoplada por el primer y segundo conjuntos de barras 27, 29, es posible acelerar o desacelerar utilizando un par de ruedas de engranaje con muy poco retroceso cuando se produce el cambio entre las dos condiciones. El retroceso es el movimiento perdido experimentado cuando el perro se mueve de la superficie de acoplamiento 43 de la barra de aceleración a la superficie de acoplamiento 43 de la barra de desaceleración cuando se mueve de la aceleración a la desaceleración, o viceversa. Un sistema de transmisión tipo perro convencional tiene aproximadamente 30 grados de retroceso. Un sistema de transmisión tipico para un carro, de acuerdo con la presente invención, tiene un retroceso de menos de cuatro grados. 40 El retroceso se reduce minimizando el huelgo que se requiere entre una barra de acoplamiento y un perro durante un cambio de engranaje, es decir, el huelgo entre el perro y la siguiente barra de acoplamiento (ver medición "A" en la figura 5b) . El huelgo entre el perro y la siguiente barra de acoplamiento está en el rango de 0.5mia — 0.03mm y típicamente es menor que 0.2mm. El retroceso también es una función del ángulo de retención, es decir, el ángulo de la superficie de acoplamiento 43, que es el mismo que ángulo de entalladura en la superficie de acoplamiento del perro. El ángulo de retención tiene influencia en el hecho de que haya un movimiento relativo entre el perro y la superficie de acoplamiento 43. Mientras más pequeño sea el ángulo de retención, menor será el retroceso que se experimente. El ángulo de retención típicamente es entre 2.5 y 15 grados, y de preferencia es 15 grados. La transición del segundo par de ruedas de engranaje 17 al primer par de ruedas de engranaje 15 mientras se desacelera, se logra a través de un procedimiento similar. Mientras se desacelera en el segundo par de ruedas de engranaje 17, las superficies de acoplamiento 43 de las barras del primer conjunto de barras 27 no están cargadas, mientras que las superficies de acoplamiento 43 41 de las barras del segundo conjunto de barras 29 están cargadas . Cuando un accionador o el sistema de control inicia un cambio de engranaje para acoplar el primer par de ruedas de engranaje 15, el procesador 20 envía las señales de control al accionador de embrague 22 para ajustar la presión entre el primer y segundo discos de embrague 4,6. La velocidad de cada disco de embrague 4,6 es medida por los sensores de disco de embrague 16, 18. Mientras los discos de embrague 4,6 estén totalmente acoplados, los sensores mostrarán que están girando a la misma velocidad. Conforme se reduce la presión entre los discos de embrague 4,6, se alcanzará una condición en donde el par torsor transmitido por el embrague superará la fricción entre el primer y segundo discos de embrague 4,6 ocasionando que el primer y segundo discos se muevan en relación recíproca (comienzo del deslizamiento B, ver figura 7). El procesador de computadora 20 detectará el comienzo del deslizamiento cuando exista una diferencia medida entre las velocidades de rotación del primer y segundo discos de embrague. El procesador entonces ordena al accionador 22 mantener la presión a la presión de deslizamiento. El procesador entonces toma las mediciones de la primera y segunda celdas de carga 62, 64 y compara los valores medidos. El procesador de computadora 20 registra la cantidad de deformación en la caja del eje de cola 50 y la dirección 42 del par torsor. Después que el procesador de computadora 20 ha medido la deformación antes del cambio, el procesador 20 calcula la cantidad que se tiene que a ustar la medición de las celdas cargadas 62, 64 para hacer que el valor del par torsor en la transmisión coincida con el par torsor antes del cambio cuando se acopla la nueva relación (cada relación ocasiona una lectura diferente en las celdas cargadas 62, 64 incluso cuando se mantiene el par torsor de salida durante un cambio conforme las fuerzas del momento cambian debido a la diferente posición axial, el diámetro del engranaje, y la relación de cada engranaje) . Esto se convierte en el primer valor objetivo al momento del acoplamiento de la nueva relación. Si el valor medido por la primera celda de carga 62 es mayor que la segunda celda de carga 64, esto indica que el motor 10 está desacelerando y que se ha iniciado un cambio de frenado del motor. El procesador entonces envía señales de control para accionar la varilla de selector 35 para que la horquilla 46 se deslice axialmente en relación con el eje de salida 1. La horquilla 46 actúa sobre el primer muelle de disco 47 que está fijo al primer conjunto de barras 27, ocasionando que las barras del primer conjunto de barras 27 se deslicen axialmente en el bocallaves 41 a lo largo del eje de salida 1 en la 43 dirección de la primera rueda de engranaje 3, desacoplando asi el primer conjunto de barras 27 de la segunda ruedas de engranaje 5. La horquilla 5 también actúa en el segundo muelle de disco 49 pero debido a que las barras del segundo conjunto de barras 29 están cargadas, es decir, están acopladas de manera accionada con los perros 21 en la segunda rueda de engranaje, el segundo conjunto de barras 29 permanece estacionario, sin embargo el segundo muelle de disco 49 es desviado por la horquilla 46 para que mueva el segundo conjunto de barras 29 hacia la primera ruedas de engranaje 3. Conforme las barras del primer conjunto de barras 27 se deslizan axialmente en el bocallaves 41, las barras 28 acoplan los perros 19 en la primera rueda de engranaje 3. Conforme esto ocurre, la rotación de la primera rueda de engranaje 3 es bloqueada sustancialmente casi de forma instantánea a la rotación del eje de salida 1 lo que genera un pico de torsión en la transmisión. El pico de torsión ocasiona un deslizamiento sustancial entre el primer y segundo discos de embrague 4,6 .debido a que los discos de embrague se estuvieron manteniendo a la presión de deslizamiento, disipando asi la energía en el pico de torsión. Al mismo tiempo, el procesador de computadora 20 mide la cantidad de deformación en la caja del eje de cola 44 50, y envia señales de control al accionador de embrague 22 y a las cajas de regulador 24 para ajustar la presión entre el primer y segundo discos de embrague 4,6 y para ajustar la velocidad y el par torsor del motor 10 para asi ocasionar que la deformación medida por las celdas de carga 62, 64 se ajuste al valor objetivo final para la nueva relación en una forma controlada, por ejemplo, a una velocidad predeterminada. El sistema de control prioriza la restauración del embrague 2 a la presión completa para limitar el desgaste del embrague y ajusta la velocidad del motor y el par torsor para permitir que esto suceda, sin exceder el valor objetivo de la celda de carga en ningún momento hasta que se alcanza el valor objetivo final. Cuando el embrague 2 es totalmente acoplado, el control del regulador regresa entonces al accionador lo más rápido posible sin exceder en ningún momento las tolerancias establecidas del valor objetivo de la celda de carga hasta que se logra el valor objetivo final para la nueva relación con lo cual el regulador regresa al control del accionador y el embrague es restaurado en su totalidad en presión de engranaj e . Cuando las barras 28 acoplan los perros 19 en la primera rueda de engranaje 3, éstas comienzan a accionar la primera rueda de engranaje 3 de tal forma que se transmite energía del eje de entrada 7 al eje de salida 1 a través 45 del primer par de ruedas de engranaje 15. Conforme esto ocurre, las barras del segundo conjunto de barras 29 cesan de estar cargadas. El segundo muelle de disco 49 actúa sobre las barras del segundo conjunto de barras 29, ocasionando que éste se deslice axialmente dentro del bocallaves 41 a lo largo del eje de salida 1 en dirección a la primera rueda de engranaje 3, completando asi el desacoplamiento de la segunda rueda de engranaje 5. El segundo conjunto de barras 29 se sigue deslizando dentro del bocallaves 41 a lo largo del eje de salida 1 hasta que acopla la primera rueda de engranaje 3, completando asi el acoplamiento de la primera rueda de engranaje 3 con el eje de salida 1. Si la segunda celda de carga 64 tiene un valor superior que la primera celda de carga 62 hay una aceleración del motor y el accionador/sistema de control está tratando de ejecutar un cambio rápido de engranaje descendente, es decir, un cambio de engranaje de un engranaje superior a un engranaje inferior para acelerar el vehículo, por ejemplo cuando un vehículo está subiendo por una colina y el conductor selecciona un engranaje inferior para subir más rápido la colina. En este caso, las superficies de acoplamiento 43 de las barras del segundo conjunto de barras 29 no están cargadas, mientras que las superficies de acoplamiento 43 de las barras del primer 46 conjunto de barras 27 si están cargadas. Bajo estas circunstancias, no es posible acoplar el nuevo engranaje hasta que se ha desacoplado totalmente la relación previa. Para lograr esto, el procesador de computadora 20 corta momentáneamente el suministro de combustible al motor para permitir que la relación de engranaje previa se desacople totalmente antes de acoplar el engranaje inferior. El sistema de control utiliza entonces las barras de acoplamiento del segundo conjunto de barras 29 para acoplar la primera rueda de engranaje 3 en una forma similar a la descrita anteriormente. El cambio de engranaje se realiza entonces de una forma similar al cambio de frenado del moto . La figura 5a muestra el primer y segundo conjuntos de barras 27, 29 en una posición neutra, es decir, ninguno de los conjuntos de barras está acoplado con una rueda de engranaje, el motor está inactivo. La figura 5b muestra el primer y segundo conjuntos de barras moviéndose en acoplamiento con la primera rueda de engranaje 3 bajo la acción de la horquilla 46. El proceso de moverse de una posición neutra a entrar en acoplamiento con la primera rueda de engranaje 3 es sustancialmente el mismo que un cambio de aceleración ascendente. El uso del sistema de transmisión conduce a un rendimiento mejorado, un menor consumo de combustible y 47 menos emisiones debido a que la interrupción del accionamiento se ha eliminado sustancialmente . También, el sistema es un diseño más compacto que las cajas de velocidades convencionales lo que conduce a una reducción en el peso de la caja de velocidades. El sistema de control reduce los efectos de los picos de torsión evitando que ondas de choque se propaguen a través de la transmisión, conduciendo a cambios de engranaje más suaves. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que se pueden realizar varias modificaciones a la modalidad anterior las cuales están dentro del alcance de la presente invención, por ejemplo, se puede montar una pluralidad de ensambles de selector en el eje de salida con los pares correspondientes de ruedas de engranaje para proveer un mayor número de relaciones de engranaje entre el eje de salida y el eje de entrada. También es posible tener sistemas de transmisión con más de dos ejes para proveer relaciones de engranaje adicionales. Se puede utilizar un convertidor de par torsor en lugar de un embrague, o en combinación con un embrague o en combinación con una pluralidad de embragues. Por ejemplo, la salida de un motor puede estar conectada en serie a un convertidor de par torsor y después a un embrague. Alternativamente, la salida de un motor se puede conectar en serie con un convertidor de par torsor y después en 48 paralelo a una red de embragues . El término "medio de embrague" se debería entender como que incluye todas las combinaciones anteriormente mencionadas. Las celdas de carga se pueden montar en la caja de velocidades o en algún otro componente o ensamble que soporte o aloje los componentes de transmisión giratorios. La figura 9 muestra un indicador de tensión 66 y un circuito de puente de resistencias 68 que se puede utilizar para medir la magnitud del par torsor en el eje de salida 1. El indicador de tensión 66 funciona con base en un principio similar a las celdas de carga en que mide las tensiones en componentes o ensambles que alojan o soportan los componentes de transmisión giratoria a lo largo de la trayectoria de carga del par torsor tal como cajas de cojinete, montajes de cojinete, la caja de velocidades 34, las placas de extremo de la caja de velocidades 36, 38, los pernos que se utilizan para fijar las placas de extremo 36, 38 a la caja de velocidades 34 y la caja del eje de cola 50. Los indicadores de tensión 66 también se pueden colocar sobre un diferencial. La tensión es la relación del cambio en una dimensión a la dimensión original. El indicador de tensión 66 está unido de manera fija a un componente o ensamble que aloja o soporta componentes de transmisión giratoria, por ejemplo mediante el uso de un cemento o adhesivo. Cualquier 49 distorsión en el componente/ensamble ocasionado por el par torsor dentro de la transmisión también ocasionará una distorsión del indicador de tensión 66. El indicador 66 contiene material conductor y, por lo tanto, la distorsión da como resultado un cambio en su resistencia. Al medir este cambio en la resistencia se puede determinar la tensión. El cambio en la resistencia se mide a través del circuito de puente de resistencias 68. Este tiene 4 brazos, colocados en un cuadro. Cada brazo contiene ya sea un resistor 70 de resistencia conocida, o un indicador de tensión 66, los indicadores de tensión ocuparán uno, dos o cuatro de los brazos. Tomando el caso de un indicador de tensión 66 en el puente de resistencias, o denominado disposición de cuarto de puente, las lineas de energía están conectadas a esquinas opuestas del puente, ver A y C en la figura 9, para proveer un voltaje de excitación. Se hace una medición a través de las otras esquinas del puente, ver B y D en la figura 9. Si la resistencia del indicador de tensión cambia, la corriente a través del puente cambiará (de acuerdo con la ley de Ohmios, V=IR) . Se mide este cambio y se puede determinar la cantidad de tensión. La magnitud de la tensión detectada en esos componentes o ensambles es proporcional a la magnitud del par torsor en el eje de salida 1 y, por lo tanto, el 50 indicador de tensión 66 se puede calibrar en una forma similar a las celdas de carga 62, 64, por ejemplo, mediante el uso de un sensor de par torsor convencional. Si se utiliza más de un indicador de tensión, es posible determinar la dirección del par torsor. Los sensores 72 se pueden utilizar para medir las velocidades de rotación relativas y/o las posiciones de rotación relativas de los conjuntos de barras de acoplamiento y la rueda de engranaje que se va a acoplar. Esto permite que el sistema de control controle el movimiento de las barras de acoplamiento para que las barras de acoplamiento no choquen contra los perros en las ruedas de engranaje sino que acoplen las ruedas de engranaje entrando en los espacios entre los perros. Esto reduce sustancialmente la cantidad de desgaste para los perros y las barras de acoplamiento. Los detectores pueden ser sensores de Efecto Hall, sensores ópticos o cualquier otro tipo conveniente de sensor para determinar la velocidad de rotación o la posición de un cuerpo. En lugar de utilizar un mecanismo de caja de regulador 24 para controlar la velocidad del motor, se puede utilizar una unidad de control de motor 74 para evitar que algunos pistones se enciendan y asi reducir la salida del motor. Los sensores 70, 72 para detectar las posiciones 51 y/o las velocidades de rotación de los conjuntos de barras de acoplamiento de las ruedas de engranaje se pueden utilizar junto con la unidad de control del motor 74 para evitar que un pistón, o una pluralidad de pistones, se enciendan a la vez cuando las barras de acoplamiento acoplen los perros en el lado de una rueda de engranaje. Esto reduce momentáneamente la cantidad del par torsor en la transmisión en el instante en que las barras de acoplamiento entran en contacto con los perros y, por lo tanto, reduce el efecto de los picos de torsión en la transmisión. El par torsor en la transmisión en ese instante es grande debido a la inercia de los componentes de la transmisión. La temporización de la falla de un pistón es controlada con precisión por el procesador de computadora 20 en respuesta a la posición y/o mediciones de velocidad hechas por los sensores 70, 74. Opcionalmente, el sistema de control puede incluir un mecanismo de control de tracción (que no se muestra) para evitar el giro de la rueda. Los bocallaves 41 se pueden acomodar para tener perfiles de cola de milano para que las barras queden radialmente restringidas dentro de los bocallaves (ver figura 10) . Alternativamente, los bocallaves pueden tener un perfil rasurado o en forma de T para restringir radialmente las barras. Esto provee una ventaja importante 52 debido a que evidencia la necesidad del primer y segundo anillos de conector 37, 39 para conectar las barras entre si en el primer y segundo conjuntos de barras. Se prefiere esta disposición debido a que provee un medio mejorado para restringir la posición radial de las barras 28, 30 con relación al eje de salida 1, conduciendo a una mayor integridad estructural del sistema de transmisión. Debido a que los anillos conectores 37, 39 ya no sé requieren, es posible reducir la longitud de las barras de acoplamiento 28, 30 produciendo asi más sistemas de transmisión compactos. Los bocallaves alternativos se pueden formar en el eje de salida 1 o se pueden formar en un componente separado del eje de salida el cual se fija posteriormente al eje de salida, por ejemplo, utilizando una disposición acanalada. Además, permite que las modalidades de la invención se utilicen con un solo muelle de disco 147 (ver figura 11) conectando las seis barras entre si, es decir, las barras del primer y segundo conjuntos, en donde la disposición del accionador está adaptada por consiguiente. En la práctica, se cargarian tres de las barras cuando el primer engranaje estuviera acelerando y tres no se cargarian, y el movimiento de la horquilla para desviar el muelle de disco hacia el segundo engranaje movería las tres barras no cargadas fuera de acoplamiento con la primera 53 rueda de engranaje, haciendo que tres barras permanecieran en acoplamiento. Una vez que las barras se han acoplado a la segunda rueda de engranaje, las tres barras restantes se desacoplarán de la primera rueda de engranaje, y bajo la carga del muelle de disco se mueven para entrar en acoplamiento con la segunda rueda de engranaje. Esta configuración provee una disposición altamente compacta conduciendo a cajas de velocidades más pequeñas y más ligeras . El espacio axial entre el primer y segundo engranajes para acomodar el ensamble de selector se puede reducir a alrededor de 20mm para aplicaciones de carros típicos . La figura 5a muestra una cavidad 28c en la parte superior de cada barra del primer conjuntos de barras y una cavidad 30c en la parte superior de una barra del segundo conjuntos de barras. Las cavidades 28c, 30c permiten que se realicen conexiones entre las barras del primer y segundo conjuntos de barras 27, 29 con los brazos del primer y segundo muelles de disco 47, 49 respectivamente. La forma de las cavidades 28c, 30c es tal que las cavidades permiten a cada brazo de resorte moverse a un ángulo no perpendicular con relación a las barras 28, 30 durante un cambio de engranaje. Las cavidades 28c, 30c que se muestran en la figura 5a son para una configuración de resorte de 54 dos discos. Para modalidades que solo tienen un muelle de disco 147, las cavidades 28c, 30c se ubican de forma más central a lo largo de la longitud de las barras 28, 30. Cuando no se utiliza un anillo para fijar las posiciones de las barras en un conjunto, las barras en un conjunto se pueden mover una pequeña cantidad en relación reciproca en la dirección axial. Esto se debe a la única conexión entre las barras en un conjunto es provista por un muelle de disco deformable. Se fija una sola barra a cada brazo de muelle de disco y cada brazo se puede deformar independientemente de los otros, permitiendo asi un movimiento relativo entre las barras. Sin embargo, las barras en un conjunto se moverán esencialmente al unisono. El número de perros en cada una de las ruedas de engranaje no se limita a tres, por ejemplo, se puede utilizar cualquier número práctico de perros. Se ha descubierto que de dos a ocho perros son convenientes para la mayoría de las aplicaciones. De manera similar, el número de barras en un conjunto de barras puede ser cualquier número práctico, pero con mayor preferencia, el número de barras en un conjunto iguala el número de perros en un grupo . Aquellos expertos en la técnica también apreciarán que el sistema de transmisión se puede adaptar para que el ensamble de selector y la primera y segunda 55 ruedas de engranaje sean montadas en el eje de entrada y las ruedas de engranaje fijas sean montadas en el eje de salida . El sistema de transmisión se puede utilizar en cualquier vehículo por ejemplo, carros, carros de carreras, camiones, motocicletas, bicicletas, excavadoras tal como topadoras, grúas, vehículos militares, aeronaves tal como aviones y helicópteros, medios marítimos tal como botes, barcos y aerodeslizadores . El sistema también se puede utilizar en cualquier máquina que tenga un primer y segundo cuerpos giratorios, en donde el accionamiento se va a transmitir de uno de los cuerpos giratorios al otro, por ejemplo, máquinas de moler y tornos.

Claims (22)

56 NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1. - Una transmisión que tiene una pluralidad de relaciones de engranaje, medios de selector para acoplar selectivamente las relaciones de engranaje y un sistema de control que incluye medios para medir la deformación causada por el par torsor en la transmisión por lo menos en un componente estático o ensamble que se deforma debido al par torsor en la transmisión, y medios para controlar el par torsor en la transmisión, en donde el sistema de control está acomodado para medir la deformación y para ajustar el par torsor en la transmisión de acuerdo con la deformación medida y una relación conocida entre las relaciones de engranaje.
2. - La transmisión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la relación conocida es sustancialmente lineal y los valores correspondientes a la deformación medida son ajustados por un factor de escala. 57
3. - La transmisión de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el sistema de control está acomodado para controlar la velocidad del cambio del par torsor en la transmisión de acuerdo con la deformación medida.
4. - La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios para controlar el par torsor en la transmisión incluyen medios de embrague . 5.- La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios para controlar el par torsor en la transmisión incluyen medios para controlar la velocidad de una fuente de accionamiento. 6.- La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sistema de control incluye medios para calcular la magnitud del par torsor en el sistema de transmisión. 7.- Un sistema de transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de control incluye medios para calcular el par torsor en la transmisión cuando los medios de selector acoplan una relación de engranaje no acoplada . 8. - La transmisión de conformidad con cualquiera 58 de las reivindicaciones anteriores, que además comprende medios para detectar la posición de los medios de selector. 9. - La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la transmisión incluye medios para identificar fluctuaciones en las mediciones de deformación debido a factores diferentes al par torsor de la linea de accionamiento. 10. - La transmisión de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el sistema de control está acomodado para registrar una pluralidad de lecturas y calcular la diferencia entre las mediciones, y para controlar el par torsor tomando en cuenta las fluctuaciones en las mediciones de deformación. 11. - La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sistema de control incluye por lo menos uno de los medios para medir la velocidad del motor, los medios para medir la velocidad de circulación o un acelerómetro montado en el vehículo . 12.- La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios para medir la deformación mide la cantidad de deformación de torsión en el componente o ensamble. 13.- La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque 59 los medios para medir la deformación determinan la dirección del par torsor en la transmisión. 14. - La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el componente o ensamble comprende por lo menos uno de un cojinete de transmisión, caja, elemento de soporte, montaje, o pernos de montaje. 1
5. - La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios para medir la deformación incluyen por lo menos una celda de carga, y de preferencia una pluralidad de celdas de carga. 1
6. - La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios para medir la deformación están montados en una caja que tiene un eje longitudinal y la caja está acomodada para que el par torsor en la transmisión deforme de manera girada la caja alrededor del eje longitudinal. 1
7. - La transmisión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios para medir la deformación miden la cantidad de tensión en el componente o ensamble. 1
8. - La transmisión de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque los medios para medir la deformación incluyen por lo menos un indicador de 60 tensión . 1
9. - Un método para controlar el par torsor en una transmisión que tiene una pluralidad de relaciones de engranaje y medios de selector para acoplar selectivamente las relaciones de engranaje, incluye medir la deformación provocada por el par torsor por lo menos en un componente o ensamble acomodado para soportar o alojar componentes giratorios de la transmisión, seleccionar una relación de engranaje no acoplada, ajustar el par torsor en la transmisión de acuerdo con la deformación medida y una relación conocida entre las relaciones de engranaje. 20. - El método de conformidad con la reivindicación 19, que además comprende controlar la velocidad de cambio del par torsor. 21.- El método de conformidad con la reivindicación 19 ó 20, que además comprende calcular la cantidad de par torsor en la transmisión cuando se va a acoplar una relación de engranaje no acoplada. 22.- Una transmisión que tiene una pluralidad de relaciones de engranaje, medios de selector para acoplar selectivamente las relaciones de engranaje, incluyendo medios para medir la deformación causada por el par torsor en la transmisión por lo menos en un componente o ensamble acomodado para soportar o alojar componentes giratorios de la transmisión.
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