ITMI20011944A1

ITMI20011944A1 - Dispositivo di regolazione per un cambio impostabile in special modo per la preselezione del settore di un cambio automatico

Info

Publication number: ITMI20011944A1
Application number: IT2001MI001944A
Authority: IT
Inventors: Ulf Scheuerer
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2003-03-18
Also published as: FR2814791B1; FR2814791A1; US20020045506A1; DE10046589A1; ITMI20011944A0; DE10046589B4

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione concerne un dispositivo di regolazione per un cambio impostabile conforme alla definizione introduttiva della rivendicazione 1, in special modo per la preselezione del settore di un cambio automatico.

I cambi automatici per autoveicoli destinati al trasporto di persone dispongono abitualmente di quattro settori di preselezione per le differenti condizioni di funzionamento dell'autoveicolo destinato al trasporto di persone, vale a dire una posizione di parcheggio, una posizione di retromarcia, una posizione neutra, nonché una posizione di marcia. Nella posizione di parcheggio il cambio automatico viene bloccato, cosicché l'albero condotto del cambio e perciò le ruote non possano girare, ciò che impedisce che l'autovettura destinata al trasporto di persone possa involontariamente mettersi in movimento. Quando si parcheggia un autoveicolo destinato al trasporto di persone equipaggiato con un cambio automatico deve quindi essere stabilito con sicurezza che il cambio automatico assume la posizione di parcheggio. Abitualmente ciò avviene per il fatto che il conducente dell'autoveicolo destinato al trasporto di persone porta una leva selettrice nella posizione di parcheggio, laddove lo spostamento della leva selettrice viene trasmesso, tramite un leverismo oppure una tiranteria a fune, meccanicamente al cambio automatico.

Conosciuto è inoltre un cambio automatico gestito elettronicamente, nel caso del quale l'accoppiamento tra la leva selettrice ed il cambio automatico non avviene meccanicamente, tramite un leverismo oppure una tiranteria a fune, bensì attraverso linee elettriche, laddove l'impostazione meccanica del cambio automatico ha per esempio luogo tramite un elettromotore.

Questo principio, chiamato anche "Shift by wire" ha tuttavia il difetto che, nel caso di un guasto dell'alimentazione elettrica, non è più possibile un'impostazione del cambio automatico. Esiste perciò il pericolo che il cambio automatico resti nella posizione di marcia nel caso di un guasto elettrico, cosicché l'autoveicolo destinato al trasporto di persone nella condizione parcheggiata può mettersi in movimento.

Dal documento DE 691 00 216 T2 è noto un dispositivo di regolazione per un cambio automatico, il quale presenta due elettromotori in qualità di posizionatori per l'impostazione del desiderato settore di prelesezione del cambio automatico. La trasmissione della forza dai due elettromotori all'elemento selettore del cambio automatico ha in proposito luogo tramite un rotismo epicicloidale, laddove il primo elettromotore agisce sulla ruota planetaria, mentre l'altro elettromotore agisce sulla ruota dentata satellite, cosicché entrambi gli elettromotori, l'uno indipendentemente dall'altro, consentono una rotazione della corona dentata del rotismo epicicloidale, che agisce sull'elemento selettore del cambio automatico. Un'impostazione del desiderato settore di preselezione è in proposito quindi vantaggiosamente ancora possibile anche quando uno dei due elettromotori è guasto.

Oltre a ciò, il dispositivo di impostazione noto, descritto in quanto precede, consente, anche nel caso di un guasto elettrico totale, ancora un'impostazione del desiderato settore di preselezione nell'ambito di un funzionamento di emergenza. Il rotismo epicicloidale viene allo scopo disaccoppiato dall'elemento selettore del cambio automatico tramite un meccanismo di accoppiamento e viene poi azionato tramite un meccanismo di azionamento manuale.

Svantaggioso in questo noto dispositivo di regolazione è tuttavia il fatto che nella condizione di funzionamento di emergenza, in caso di alimentazione elettrica guasta, è necessario uno sforzo relativamente grande per impostare il desiderato settore di preselezione.

Alla base dell'invenzione sta perciò il compito di perfezionare il dispositivo di regolazione noto, descritto in quanto precede, in misura tale per cui, anche nel caso di un guasto dell'alimentazione elettrica, un'impostazione del desiderato settore di preselezione sia possibile con uno sforzo per quanto possibile modesto.

Prendendo le mosse dal noto dispositivo di regolazione, descritto all'inizio, per un cambio automatico il compito viene risolto, conformemente alla definizione introduttiva della rivendicazione 1, per effetto delle caratteristiche che caratterizzano la rivendicazione 1.

L'invenzione contempla l'insegnamento tecnico generale di prevedere, per l'impostazione del cambio automatico, due separati posizionatori meccanici, cosicché un'impostazione del cambio automatico sia ancora possibile anche nel caso di un guasto di uno dei due posizionatori, oppure in un definito caso di difettosità .

Conformemente all'invenzione il primo posizionatore che serve per impostare il cambio automatico è fatto funzionare elettricamente, mentre invece l'altro posizionatore che serve per impostare il cambio automatico è fatto funzionare in modo puramente meccanico. Una differente concezione di questo tipo dei due posizionatori offre il vantaggio che, anche nel caso di un guasto dell'alimentazione elettrica per il posizionatore fatto funzionare elettricamente, è ancora possibile una definita impostazione del cambio automatico.

In qualità di posizionatore fatto funzionare elettricamente vengono di preferenza utilizzati un elettromotore, oppure un attuatore elettromagnetico. Per quanto concerne il posizionatore fatto funzionare in modo puramente meccanico trattasi invece preferibilmente di un accumulatore a molla che, in qualità di accumulatore di energia, può per esempio presentare una molla di torsione, oppure una molla a spirale.

Nella forma di realizzazione preferita, tra i due posizionatori e l'elemento selettore del cambio impostabile è disposta una trasmissione intermedia, laddove la trasmissione intermedia presenta un meccanismo di asservimento che accoppia il primo posizionatore e/oppure il secondo posizionatore con l'elemento selettore del cambio impostabile. In questa maniera uno dei due posizionatori può provocare a scelta l'impostazione del cambio. Il meccanismo di asservimento è preferibilmente fatto funzionare elettricamente, laddove il meccanismo di asservimento accoppia l'elemento selettore del cambio impostabile, in caso di alimentazione elettrica funzionante, con il primo posizionatore fatto funzionare elettricamente e, in caso di alimentazione elettrica fuori uso, oppure in caso di guasto, con il secondo posizionatore fatto funzionare in modo puramente meccanico. Nel normale funzionamento, con alimentazione elettrica funzionante, l'impostazione del cambio ha perciò luogo tramite il posizionatore funzionante elettricamente, mentre invece il posizionatore funzionante in modo puramente meccanico viene attivato soltanto nel caso di un guasto dell'alimentazione elettrica. Per quanto concerne la trasmissione intermedia, che serve a trasmettere il movimento di regolazione del posizionatone all'elemento selettore del cambio impostabile, trattasi preferibilmente di un rotismo epicicloidale, comprendente una corona dentata, una ruota planetaria ed una ruota dentata satellite. Il primo posizionatone è in proposito preferibilmente accoppiato con la ruota planetaria, mentre il secondo posizionatone, nonché il meccanismo di asservimento sono preferibilmente accoppiati con la corona dentata. La ruota dentata satellite è invece preferibilmente accoppiata con l'elemento selettore del cambio impostabile.

Nella forma di realizzazione preferita il primo posizionatone funzionante elettricamente è un elettromotore comprendente una ruota a vite autobloccante, ciò che offre il vantaggio che la ruota planetaria, azionata dall'elettromotore, viene bloccata nel caso di un guasto dell'alimentazione elettrica e non può più ruotare.

Altri, vantaggiosi, aspetti ulteriori dell 'invenzione sono caratterizzati nelle rivendicazioni subordinate, oppure vengono in appresso illustrati più nel dettaglio, unitamente alla descrizione dell'esempio di realizzazione preferito dell'invenzione, in relazione alla figura.

Qui

La figura 1 fa vedere un dispositivo di regolazione conforme all'invenzione per un cambio automatico comprendente un rotismo epicicloidale.

Il dispositivo di regolazione conforme all'invenzione, rappresentato nella figura 1, consente la selezione di uno tra svariati settori di preselezione di un cambio automatico per un autoveicolo destinato al trasporto di persone, laddove il cambio automatico può essere fatto funzionare a scelta in una posizione di parcheggio, in una posizione di retromarcia, in una posizione neutra, oppure in una posizione di marcia. La determinazione del settore di preselezione del cambio automatico ha in proposito luogo attraverso un albero BW che funge da elemento selettore del cambio automatico ed il cui angolo di rotazione definisce il settore di preselezione del cambio automatico .

Per selezionare il desiderato settore di preselezione del cambio automatico il conducente dell'autovettura destinata al trasporto di persone aziona una leva selettrice, non rappresentata per scopi di semplificazione, laddove la posizione della leva selettrice viene trasmessa attraverso linee elettriche ad un'unità di gestione, la quale pilota un elettromotore EM in modo che l'albero BW assuma la posizione corrispondente al settore di preselezione desiderato, come in appresso viene ancora descritto in modo dettagliato.

La trasmissione della forza dall'elettromotore EM all'albero BW avviene tramite un rotismo epicicloidale, che funge da trasmissione intermedia e che viene anche chiamato ingranaggio a sistema planetario. Il rotismo epicicloidale è sostanzialmente costituito da una corona dentata HR recante una dentatura interna, una ruota planetaria SR, disposta in modo girevole nel centro della corona dentata HR e recante una dentatura esterna, nonché una ruota dentata satellite PS che è disposta in uno spazio intermedio tra la corona dentata HR e la ruota planetaria SR e che reca tre satelliti PI, P2, P3 supportati in modo girevole. Tali rotismi epicicloidali sono generalmente noti e descritti per esempio in Dubbel: Taschenbuch fùr den Maschinenbau, 15.ma edizione, pagina 475, cosicché è possibile in appresso fare a meno di una descrizione dettagliata del funzionamento del rotismo epicicloidale ed in proposito si rimanda alle cognizioni tecniche pertinenti .

Oltre alla dentatura interna, la corona dentata HR presenta anche una dentatura esterna, la quale consente un asservimento della corona dentata HR. Allo scopo, sul lato esterno della corona dentata è disposto un chiavistello 1 che da un attuatore elettromagnetico 2 può essere spostato in direzione sostanzialmente radiale al fine di a scelta bloccare oppure lasciare libera di muoversi la corona dentata HR. Nel funzionamento normale del cambio automatico, con alimentazione elettrica funzionante, 1'attuatore 2 blocca la corona dentata HR tramite il chiavistello 1, cosicché questa non può ruotare.

L'elettromotore EM presenta una ruota a vite 3 che ingrana in una dentatura esterna di una leva 4 accoppiata in modo fisso con la ruota planetaria SR, cosicché 1 'elettromotore EM può fare ruotare la ruota planetaria SR attraverso la ruota a vite 3 e la leva 4.

La rotazione della ruota planetaria SR viene trasmessa, attraverso i satelliti PI, P2, P3, con corona dentata HR che sta ferma, alla ruota dentata satellite PR, cosicché l'elettromotore EM nel funzionamento normale, con alimentazione elettrica funzionante e corona dentata HR conseguentemente bloccata, può fare ruotare la ruota dentata satellite PR. La ruota dentata satellite PR è da parte sua accoppiata in modo fisso con un'ulteriore leva 5 che presenta, sul proprio lato esterno, una dentatura esterna che ingrana in una dentatura esterna sull'albero BW. Nel normale funzionamento, con alimentazione elettrica funzionante, l'elettromotore EM può quindi fare ruotare l'albero BW, attraverso il rotismo epicicloidale interposto, e perciò determinare il settore di preselezione del cambio automatico. Il rotismo epicicloidale e la ruota a vite 3 sono vantaggiosi, dato che per l'impostazione del settore di preselezione attraverso l'albero BW possono essere trasmesse coppie che arrivano fino a 12 Nm, laddove l'elettromotore EM deve essere realizzato il più piccolo possibile a motivo delle limitate condizioni di spazio.

La modalità di funzionamento del dispositivo di regolazione conforme all'invenzione viene ora descritta in appresso nel caso di un guasto dell'alimentazione elettrica. In questo caso l'elettromotore EM resta fermo, laddove la ruota a vite 3 blocca la leva 4, cosicché la ruota planetaria SR viene fissata.

Il guasto dell'alimentazione elettrica porta inoltre ad un disaccoppiamento della corona dentata HR ad opera dell'attuatore 2 e del chiavistello l, cosicché la corona dentata HR può liberamente ruotare. Nella dentatura esterna della corona dentata HR ingrana inoltre una ruota dentata FS, la quale è precaricata da una molla a spirale e fa girare la corona dentata HR in una direzione che è necessaria per l'impostazione della posizione di parcheggio del cambio automatico. Questa rotazione della corona dentata HR viene trasmessa, a motivo della ruota planetaria SR ferma, attraverso i satelliti PI, P2 e P3, alla ruota dentata satellite PR, laddove la rotazione della ruota dentata satellite PR viene a sua volta trasmessa, attraverso la leva 5, all'albero BW. La rotazione della ruota dentata FS caricata dalla molla viene quindi trasmessa, in caso di guasto dell'alimentazione elettrica, tramite il rotismo epicicloidale all'albero BW, per cui viene impostata la posizione di parcheggio del cambio automatico.

Al riguardo va detto che la rotazione della ruota dentata FS, nel caso di un guasto dell'alimentazione elettrica, porta ad un rilassamento della molla e perciò ad uno scaricamento dell'accumulatore a molla. Una volta ripristinata l'alimentazione elettrica l'accumulatore a molla deve perciò essere di nuovo caricato al fine di consentire nuovamente un funzionamento di emergenza nel caso di una nuova mancanza di corrente. L'attuatore 2 e la corona dentata HR sono allo scopo disaccoppiati, anche dopo il ripristino dell'alimentazione elettrica, per un intervallo di tempo predeterminato, laddove 1'elettromotore EM fa ruotare la ruota planetaria SR tramite la ruota a vite 3 e la leva 4. La rotazione della ruota planetaria SR durante il ricaricamento dell'accumulatore a molla viene trasmessa, attraverso i satelliti PI, P2 e P3 direttamente alla corona dentata HR, dato che l'albero BW è fissato nella posizione di parcheggio del cambio automatico, cosicché la ruota dentata satellite PR non può girare. L'elettromotore EM fa quindi girare, durante il ricaricamento dell'accumulatore a molla, dopo un'interruzione dell'alimentazione elettrica, attraverso la ruota a vite 3, la leva 4, i satelliti PI, P2, P3 e la corona dentata HR, la ruota dentata FS per cui la molla accoppiata con la ruota dentata FS viene di nuovo caricata.

L'invenzione non è limitata all'esempio di realizzazione preferito, descritto in quanto precede. Si può anzi pensare ad una molteplicità di varianti e modifiche che fanno uso del concetto di cui all'invenzione e perciò ricadono parimenti nel campo di protezione.

Claims

Rivendicazioni 1.- Dispositivo di regolazione per un cambio impostabile, in special modo atto all'impostazione di uno tra svariati settori di preselezione di un cambio automatico in un autoveicolo, comprendente una trasmissione intermedia (HR, PR, SR) che serve per trasmettere il movimento di impostazione, prodotto da un primo posizionatore (EM), ad un elemento selettore (BW) del cambio impostabile, laddove la trasmissione intermedia (HR, PR, SR) è accoppiata, oltre che con il primo posizionatore (EM), con un secondo posizionatore (FS) al fine di poter impostare, quantomeno parzialmente, il cambio anche nel caso di un guasto del primo posizionatore (EM), laddove la trasmissione intermedia (HR, PR, SR) è disposta tra i due posizionatori (EM, FS) e l'elemento selettore (BW) del cambio impostabile, al fine di trasmettere a scelta il movimento di impostazione di uno dei due posizionatori (EM, FS) all'elemento selettore (BW), caratterizzato dal fatto che il primo posizionatore (EM) è fatto funzionare elettricamente, mentre invece il secondo posizionatore (FS) è fatto funzionare il modo puramente meccanico al fine di poter impostare, quantomeno parzialmente, il cambio anche nel caso di un guasto dell'alimentazione elettrica per il primo posizionatore (EM), oppure in un definito caso di difettosità, laddove il posizionatore (FS) funzionante il modo puramente meccanico presenta una molla in qualità di accumulatore di energia. 2.- Dispositivo di regolazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la molla è una molla a spirale oppure una molla di torsione . 3.- Dispositivo di regolazione secondo almeno una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che la trasmissione intermedia presenta un meccanismo di asservimento (1, 2) che accoppia il primo posizionatore (EM) e/oppure il secondo posizionatore (FS) con l'elemento selettore (BW) del cambio impostabile. 4.- Dispositivo di regolazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il meccanismo di asservimento (1, 2) è fatto funzionare elettricamente, laddove il meccanismo di asservimento (1, 2) accoppia l'elemento selettore (BW) del cambio impostabile, in caso di alimentazione elettrica funzionante, con il primo posizionatore (EM) funzionante elettricamente e, in caso di mancata alimentazione elettrica oppure in un definito caso di difettosità, con il secondo posizionatore (FS) funzionante in modo puramente meccanico . 5.- Dispositivo di regolazione secondo almeno una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che la trasmissione intermedia è un rotismo epicicloidale comprendente una corona dentata (HR), una ruota planetaria (SR) ed una ruota dentata satellite (PR). 6.- Dispositivo di regolazione secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il primo posizionatore (EM) è accoppiato con la ruota planetaria (SR) ed il secondo posizionatore (FS), nonché il meccanismo di asservimento (1, 2), sono accoppiati con la corona dentata (HR), mentre la ruota dentata satellite (PR) è accoppiata con il posizionatore (BV) del cambio impostabile. 7.- Dispositivo di regolazione secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il primo posizionatore (EM), funzionante elettricamente, presenta una ruota a vite (3) autobloccante, la quale blocca la ruota planetaria (SR) nel caso di un guasto dell'alimentazione elettrica . 8.- Dispositivo di regolazione secondo la rivendicazione 6 oppure 7, caratterizzato dal fatto che il primo posizionatore (EM) funzionante elettricamente è indirettamente accoppiato con la ruota planetaria (SR) tramite un'ulteriore trasmissione intermedia (4). 9.- Dispositivo di regolazione secondo almeno una delle rivendicazioni 6 fino a 8, caratterizzato dal fatto che la ruota dentata satellite (PR) è accoppiata indirettamente con il posizionatore (BW) del cambio impostabile tramite un'ulteriore trasmissione intermedia (5). 10.- Dispositivo di regolazione secondo almeno una delle rivendicazioni 2 fino a 9, caratterizzato dal fatto che il primo posizionatore (EM) funzionante elettricamente è un elettromotore oppure un attuatore elettromagnetico.