ITMI20012114A1

ITMI20012114A1 - Autoveicolo con frizione in modo automatizzato

Info

Publication number: ITMI20012114A1
Application number: IT2001MI002114A
Authority: IT
Inventors: Robert Fischer; Wolfgang Reik; Carsten Bunder
Original assignee: Luk Lamellen & Kupplungsbau
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-12
Also published as: US7565850B2; AT503595B1; AT503595A3; AT503595A2; US20020043419A1; DE10148088B4; FR2815300B1; DE10148088A1; FR2815300A1; JP2002168273A; DE10148088C5

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un autoveicolo con una linea di azionamento, che comprende un motore di azionamento, una frizione nonché un cambio per la conversione di momento torcente e di numero di giri, in cui almeno la frizione e/o il cambio è azionabile in modo automatizzato.

Nel caso di simili autoveicoli l'azionabilità automatizzata della frizione rispetto ad una frizione azionata puramente manualmente dal guidatore, richiede una pluralità di componenti supplementari. Così è necessario un azionamento per azionare la frizione; l'azionamento deve essere in collegamento per mezzo di conduttori di collegamento con una sorgente di energia, dipendentemente dalla sua esecuzione ciò può essere per esempio una sorgente di energia idraulica, elettrica, meccanica o anche combinata e un azionamento corrispondente. Inoltre l'azionamento è in collegamento opportunamente, per lo scambio di segnali per mezzo di conduttori di segnale, con un dispositivo di comando. Inoltre spesso devono venire alloggiati molti ulteriori conduttori e componenti elettronici e/o idraulici .

Insieme al sistema di disinnesto, tramite il quale l'azionamento aziona la frizione, questi componenti devono venire disposti nella zona della campana della frizione, cosa che, a causa dello spazio di montaggio limitato, in particolare in questa zona causa una pluralità di problemi.

E' compito dell'invenzione evitare i problemi, come per esempio difficoltà di montaggio, elevati costi e grande dispendio durante la prova del sistema, provocati dallo spazio di montaggio limitato in connessione con una frizione e/o un cambio azionabile in modo automatizzato.

Questo compito viene risolto secondo l'invenzione per il fatto che almeno pezzi del dispositivo di azionamento e/o del dispositivo di comando sono integrati nella zona fra campana della frizione e scatola del cambio in una unità costruttiva eventualmente con un elemento di supporto.

In questo caso gli azionamenti o le unità di azionamento secondo l'invenzione possono azionare la frizione e/o il cambio per il cambio di marcia, per l'azionamento del blocco di parcheggio o in altro modo. Il cambio può essere in questo caso un cambio con interruzione della forza di trazione o un cosiddetto cambio sotto carico, che mette a disposizione almeno parzialmente forza di trazione nella zona di un cambio di marcia. Tali cambi possono essere anche cambi a doppia frizione.

Così in un esempio di esecuzione particolarmente preferito l'azionamento per azionare la frizione e/o il sistema di disinnesto sono integrati su un elemento di supporto. E' anche molto vantaggioso che nell'elemento di supporto siano integrati condutture idrauliche o canali e/o componenti elettronici e/o conduttori.

Nell'esempio di esecuzione preferito, l'elemento di supporto forma la parete posteriore, rivolta verso il cambio, della campana della frizione. Però nel caso di un'altra esecuzione dell'invenzione può essere di vantaggio eseguire la parete posteriore come parte della campana della frizione o della scatola del cambio, ove l'elemento di supporto può appoggiarsi allora contro la parete posteriore o può venire fissato ad essa.

Opportunamente l'elemento di supporto è fabbricato in materiale colabile, per cui è possibile colare i pezzi integrati del dispositivo di azionamento e/o del dispositivo di comando nell'elemento di supporto.

In un primo esempio di esecuzione preferito, la campana della frizione e la scatola del cambio sono eseguite come componenti separati e l'elemento di supporto connette tra loro campana della frizione e scatola del cambio .

In un ulteriore esempio di esecuzione, la campana della frizione e la scatola del cambio vengono formate da un componente o da più componenti connessi tra loro, e l'elemento di supporto è disposto radialmente entro la parete del corpo nella zona della transizione di scatola del cambio e campana della frizione.

Secondo l'esecuzione preferita dell'invenzione, l'elemento di supporto con i componenti integrati forma una unità di montaggio, che opportunamente viene premontata per venire poi montata definitivamente come unità. Secondo l'invenzione così molto vantaggiosamente è possibile anche una prova della unità di montaggio premontata.

Una forma di esecuzione preferita dell'invenzione è descritta di seguito esemplificativamente con riferimento ai disegni:

la figura 1 mostra schematicamente ed esemplificativamente un veicolo con frizione azionabile in modo automatizzato e cambio azionabile in modo automatizzato,

la figura 2 mostra schematicamente ed esemplificativamente una scatola del cambio con campana della frizione ed elemento di supporto montato tra queste e

la figura 3 mostra una vista in dettaglio dell'elemento di supporto. La figura 1 mostra schematicamente ed esemplificativamente un veicolo 1 con frizione 4 e cambio 6. Il cambio 6 è disposto in una scatola del cambio 6a, che per mezzo di una campana della frizione 6b, che comprende la frizione 4, è connessa con il blocco del motore di azionamento 2. Nella rappresentazione schematica la frizione 4, per una migliore visione, è rappresentata al di fuori della campana della frizione 6b. La frizione 4 è disposta presentemente nel flusso di forza fra motore di azionamento 2 e cambio 6; opportunamente fra il motore di azionamento 2 e la frizione 4 è disposta una massa volanica divisa, le cui masse parziali sono girevoli l'una rispetto all'altra con interposizione di un dispositivo ammortizzatore a molla, per cui vengono migliorate in particolare le caratteristiche tecniche della linea di azionamento per quanto riguarda le vibrazioni.

Preferibilmente l'invenzione viene combinata con un dispositivo di smorzamento per l'assorbimento rispettivamente la compensazione di urti di rotazione, rispettivamente con un dispositivo per la compensazione di urti di rotazione rispettivamente un dispositivo riducente l'urto di rotazione rispettivamente un dispositivo per lo smorzamento di vibrazioni, come in particolare è descritto nelle pubblicazioni DE OS 34 18 671, DE OS 3411 092, DE OS 3411 239, DE OS 3630 398, DE OS 3628 774 e DE OS 3721 712 della richiedente. Il veicolo 1 viene azionato da un motore di azionamento 2, che è rappresentato presentemente come motore a combustione interna, come motore a ciclo Otto o motore Diesel; in un altro esempio di esecuzione l'azionamento può avvenire anche per mezzo di un azionamento ibrido, a motore elettrico o a motore idraulico. La frizione 4 nell'esempio di esecuzione mostrato è una frizione ad attrito, per mezzo della quale il motore di azionamento 2 è separabile dal cambio 6 in particolare per l'avviamento o per l'esecuzione di processi di cambio. Con 9 è indicato un sistema di disinnesto, mediante un innesto rispettivamente un disinnesto crescente dalla frizione 4, viene trasmesso più o meno momento, a tal scopo una piastra di contatto e una piastra reggispinta vengono spostate assialmente l'una rispetto all'altra e trascinano più o meno un disco di attrito interposto. La frizione 4 è vantaggiosamente autoregistrante, ciò significa che l'usura delle guarnizioni di attrito viene compensata in modo tale che sia assicurata una forza di disinnesto ridotta costante. Preferibilmente l'invenzione viene combinata con una frizione ad attrito, come descritto in particolare nelle domande DE OS 42 39 291, DE OS 4239 289 e DE OS 4306 505 della richiedente. Per mezzo di un albero 8 le ruote 12 del veicolo 1 sono azionate tramite un differenziale 10. Alle ruote 12 azionate sono associati sensori di numero di giri 60, 61, ove eventualmente è previsto anche soltanto un sensore di numero di giri 60 o 61, ciascuno dei quali genera un segnale corrispondente al numero di giri delle ruote 12; inoltre in alternativa un sensore 52 è previsto in un altro punto adatto nella linea di azionamento, per esempio sull'albero 8, per determinazione dell'albero del numero di giri di uscita del cambio. Il numero di giri di ingresso del cambio può venire determinato per mezzo di un ulteriore sensore o anche, come nell'esempio di esecuzione presente, può venire determinato dal numero di giri del motore di azionamento, così per esempio può venire stabilito il rapporto di trasmissione impostato nel cambio. Un azionamento della frizione ad attrito 4, che può venire eseguita vantaggiosamente a spinta, in un altro esempio di esecuzione opportunamente anche a trazione, avviene presentemente per mezzo di un dispositivo di azionamento 46, come attuatore della frizione. Per l'azionamento del cambio 6 è previsto un dispositivo di azionamento comprendente due attuatori 48 e 50, ove uno degli attuatori esegue un azionamento di selezione e l'altro un azionamento di cambio. L'attuatore della frizione 46 e/o gli attuatori del cambio 48, 50 sono eseguiti come motori elettrici a corrente continua, ove in un altro esempio di esecuzione, in particolare quando sono richieste grandi forze di azionamento, può essere anche molto opportuno prevedere un sistema idraulico per l'azionamento. Il comando della frizione 4 e del cambio 6 avviene mediante un dispositivo di comando 44, che opportunamente forma con 1'attuatore della frizione 46 una unità costruttiva, ove in un altro esempio di esecuzione può anche essere di vantaggio applicare questa in un altro punto nel veicolo. L'azionamento della frizione 4 e del cambio 6 può avvenire, in un modo di funzionamento automatico, in modo automatizzato mediante il dispositivo di comando 44, o, in un modo di funzionamento manuale, mediante una immissione del guidatore per mezzo di un dispositivo di selezione del rapporto di trasmissione 60, come leva del cambio, ove l'immissione viene rilevata per mezzo del sensore 61. Nel modo di funzionamento automatico vengono eseguiti cambi del rapporto dello stadio di trasmissione mediante un comando corrispondente degli attuatori 46, 48 e 50 secondo curve caratteristiche, che sono depositate in una memoria associata al dispositivo di comando 44 e presenta una pluralità di programmi di marcia fissati mediante almeno una curva caratteristica fra i quali il guidatore può scegliere, come un programma di marcia sportivo, in cui il motore di azionamento viene fatto funzionare in modo ottimizzato per la potenza, un programma economico, in cui il motore di azionamento 2 viene fatto funzionare in modo ottimizzato per il consumo, o un programma invernale, in cui il veicolo 1 viene fatto funzionare in modo ottimizzato per la sicurezza di marcia; inoltre, nell'esempio di esecuzione descritto, curve caratteristiche sono adattabili adattativamente per esempio al comportamento del guidatore e/o ad altre condizioni marginali, come attrito del piano stradale, temperatura esterna eccetera. Un dispositivo di comando 18 comanda il motore di azionamento 2 mediante influenza sull'alimentazione della miscela o la composizione della miscela, ove nella figura è rappresentata in modo rappresentativo una valvola a farfalla 22, il cui angolo di apertura viene rilevato per mezzo di un trasduttore angolare 20, il cui segnale è a disposizione del dispositivo di comando 18. In altre esecuzioni della regolazione del motore di azionamento, a disposizione del dispositivo di comando 18, se si tratta di motore a combustione interna, viene emesso un segnale corrispondente, con l'aiuto del quale può venire determinata la composizione della miscela e/o il volume alimentato; opportunamente viene impiegato anche il segnale di una sonda lambda presente. Inoltre il dispositivo di comando 18, nell'esempio di esecuzione presente ha a disposizione un segnale di una leva di carico 14 azionata dal guidatore, la cui posizione viene rilevata per mezzo di un sensore 16, un segnale riguardante un numero di giri del motore, generato da un sensore di numero di giri 28, che è associato all'albero di presa di moto del motore, un segnale di un sensore della pressione del tubo di aspirazione 26 nonché un segnale di un sensore di temperatura dell'acqua di raffreddamento 24. I dispositivi di comando 18 e 44 possono essere eseguiti in zone parziali separate costruttivamente e/o funzionalmente, allora essi sono collegati tra loro opportunamente per esempio per mezzo di un bus CAN 54 o un altro collegamento elettrico per 10 scambio di dati. Può essere però anche vantaggioso riunire le zone dei dispositivi di comando, in particolare poiché un'associazione delle funzioni non è sempre possibile in modo univoco ed è necessaria un'interazione. In particolare durante determinate fasi del cambio dello stadio di trasmissione, il dispositivo di comando 44 può comandare il motore di azionamento 2 per quanto riguarda il numero di giri e/o il momento. Sia l'attuatore della frizione 46 che gli attuatori del cambio 48 e 50 generano segnali, dai quali può venire determinata almeno una posizione dell'attuatore che è a disposizione del dispositivo di comando 44. La determinazione di posizione avviene presentemente entro un attuatore, ove viene impiegato un trasduttore incrementale, che determina la posizione dell'attuatore rispetto ad un punto di riferimento. In un altro esempio di esecuzione può essere però anche opportuno disporre il trasduttore al di fuori dell'attuatore e/o prevedere una determinazione di posizione assoluta per esempio per mezzo di un potenziometro. Una determinazione della posizione dell'attuatore è in particolare di grande importanza, per quanto riguarda l'attuatore della frizione, poiché con ciò 11 punto di presa della frizione 4 diviene associabile ad un determinato percorso di innesto e quindi ad una posizione dell 'attuatore . Vantaggiosamente il punto di presa della frizione 4 viene determinato ripetutamente nuovamente al momento dell'avviamento e durante il funzionamento, in particolare in funzione di parametri, come usura della frizione, temperatura della frizione eccetera. Una determinazione delle posizioni degli attuatori del cambio è importante dal punto di vista della determinazione del rapporto di trasmissione inserito. Inoltre il dispositivo di comando 44 ha a disposizione segnali di sensori di numero di giri 62 e 63 delle ruote 65 e 66 non azionate. Per la determinazione di una velocità del veicolo può essere sensato considerare il valore medio dei sensori di numero di giri 62 e 63 rispettivamente 60 e 61, per compensare differenze di numero di giri ad esempio in caso di marcia in curva. Per mezzo dei segnali di numero di giri può venire determinata la velocità del veicolo e inoltre può venire eseguito anche un riconoscimento dello slittamento. Nella figura sono rappresentati con linee continue collegamenti di uscita dei dispositivi di comando, collegamenti di ingresso sono rappresentati tratteggiati. Il collegamento dei sensori 61, 62 e 63 con il dispositivo di comando è soltanto indicato.

Nel caso di autoveicoli con frizione 4 e cambio 6, di regola il cambio è disposto in una scatola 6a, alla scatola del cambio 6a è connessa una campana della frizione 6b, che comprende la frizione 4 e attraverso la quale la scatola del cambio 6a è connessa con il blocco motore. Scatola del cambio 6a e campana della frizione 6b formano due cavità separate da una parete divisoria, ove una cavità alloggia il cambio e l'altra la frizione 4. In corrispondenza della parete divisoria può avvenire una divisione dei componenti, cosicché la campana della frizione 6b viene formata da un componente e la scatola del cambio 6a da un altro componente. Viene adottato anche un modo costruttivo, in cui la campana della frizione 6b e la scatola del cambio 6a vengono eseguite in sol pezzo, anche qui è prevista una parete divisoria fra le zone 6a e 6b. La figura 2 mostra schematicamente ed esemplificativamente una scatola del cambio 201 con campana della frizione 203 ed elemento di supporto 202 montato in mezzo. In questo esempio di esecuzione scatola del cambio 201 e campana della frizione 203 sono eseguite separatamente come due componenti, l'elemento di supporto 202 è disposto assialmente fra scatola del cambio 201 e campana della frizione 203. L'elemento di supporto 202 forma, in questa esecuzione dell'invenzione, la parete divisoria fra scatola del cambio 201 e campana della frizione 203, rispettivamente la parete posteriore della campana della frizione 203, cosa che è particolarmente di vantaggio. In un'altra esecuzione vantaggiosa dell'invenzione la campana della frizione 203 ha una parete posteriore oppure è presente una parete divisoria fra scatola del cambio 201 e campana della frizione 203, e l'elemento di supporto 202 è presente oltre a questa parete divisoria. In questo caso l'elemento di supporto 202 può essere costruito corrispondentemente più leggero, poiché non assume alcuna funzione di corpo. Esso si può sostenere anche alla parete divisoria, ove il fissaggio può avvenire alla parete divisoria stessa e/o alle zone, congiungentesi radialmente all'elemento di supporto 202, della scatola del cambio 201. Nel caso in cui scatola del cambio 201 e campana della frizione 203 siano eseguite in un sol pezzo, l'elemento di supporto 202 può venire inserito nella zona di transizione fra scatola del cambio 201 e campana della frizione 203, anche qui esso stesso può formare la parete divisoria o può venire sostenuto rispettivamente fissato ad una parete divisoria esistente. Nella figura è indicato con 204 un disinnestatore integrato sull'elemento di supporto 202.

Una vista in dettaglio dell'elemento di supporto 301 è visibile in figura 3. Nella forma di esecuzione mostrata sono integrati elementi idraulici e/o elettronici 302, 304. L'elemento di supporto 301 è fabbricato preferibilmente in materiale colabile come acciaio, ghisa o in particolare ghisa temperata. In altri esempi di esecuzione può essere anche molto opportuno fabbricare l'elemento di supporto 301 in materiale plastico preferibilmente rinforzato con fibre. E' di vantaggio una struttura a sandwich dell'elemento di supporto 301. L'integrazione degli elementi idraulici e/o elettronici 302, 304 può avvenire includendo mediante colata conduttori e/o elementi funzionali o prevedendo, durante la fabbricazione dell'elemento di supporto, canali e/o spazi liberi, che alloggiano conduttori e/o elementi funzionali come componenti elettronici o valvole idrauliche, stantuffi, dispositivi di strozzamento ecc. In particolare è vantaggioso che l'elemento di supporto formi il corpo per uno stantuffo integrato in esso. Inoltre la figura 3 mostra un disinnestatore/attuatore 303, integrato sull'elemento di supporto, nonché un'elettronica di cambio 305 integrata, ove in un altro esempio di esecuzione può essere integrata anche una idraulica di cambio e/o una meccanica di cambio. L'elemento di supporto 301 con gli elementi 302, 303, 304, 305 integrati forma una unità di montaggio 300, che opportunamente può venire premontata e poi viene montata definitivamente come unità con la scatola del cambio 201 rispettivamente la campana della frizione 203. Qui è particolarmente di vantaggio anche il fatto che l'unità di montaggio 300 può venire sottoposta prima del montaggio finale ad una prova funzionale.

Le rivendicazioni brevettuali depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per l'ottenimento di ulteriore protezione brevettuale. La richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori combinazioni di caratteristiche rese note finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni.

Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni rimandano all'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; essi non sono da intendere come una rinuncia all'ottenimento di una protezione oggettiva autonoma per le combinazioni di caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti i riferimenti.

Poiché gli oggetti delle sottorivendicazioni per quanto riguarda lo stato della tecnica nel giorno di priorità possono formare invenzioni proprie e autonome, la richiedente si riserva di renderli oggetto di rivendicazioni indipendenti o di domande divisionali. Essi possono contenere inoltre anche invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni.

Gli esempi di esecuzione non sono da intendere come limitazione dell'invenzione. Invece nell'ambito della presente descrizione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare tali varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che per esempio mediante combinazione o modifica di singole caratteristiche rispettivamente elementi o passi di procedimento, descritti nella descrizione generale e nelle forme di esecuzione nonché nelle rivendicazioni e contenuti nei disegni, sono rilevabili dall'esperto per quanto riguarda la soluzione del compito, e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento rispettivamente sequenze di passi di procedimento, anche per quanto riguarda procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Autoveicolo con un motore di azionamento, una frizione con un primo dispositivo di azionamento e un cambio con un secondo dispositivo di azionamento, che sono adatti per convertire il momento torcente e il numero di giri, nonché un dispositivo di comando, ove il rapporto di conversione per mezzo del primo e/o del secondo dispositivo di azionamento è regolabile in modo automatizzato, avviato dal dispositivo di comando, e/o è regolabile manualmente da parte del guidatore.
2. Autoveicolo con un motore di azionamento, un gruppo di frizione con un dispositivo di azionamento comprendente componenti meccanici, idraulici e/o elettronici, un sistema di disinnesto nonché un azionamento ed un cambio congiungentesi ad esso, che presenta una scatola, che è connessa tramite una campana della frizione circondante la frizione, con il blocco del motore di azionamento, nonché con un dispositivo di comando, per mezzo del quale è comandabile un azionamento automatizzato almeno del dispositivo di azionamento della frizione, caratterizzato dal fatto che almeno pezzi del dispositivo di azionamento e/o del dispositivo di comando sono integrati su o in un elemento di supporto nella zona fra campana della frizione e scatola del cambio.
3. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che sull'elemento di supporto è integrato un azionamento per azionare la frizione.
4. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che sull'elemento di supporto è integrato un sistema di disinnesto.
5. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che nell'elemento di supporto sono integrati condutture idrauliche o canali e/o elementi funzionali.
6. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che nell'elemento di supporto sono integrate valvole idrauliche o stantuffi.
7. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che nell'elemento di supporto sono integrati componenti elettronici e/o conduttori.
8. Autoveicolo in particolare secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'elemento di supporto forma la parete posteriore, rivolta verso il cambio, della campana della frizione.
9. Autoveicolo in particolare secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'elemento di supporto è fissato alla parete posteriore, rivolta verso il cambio, della campana della frizione, o almeno si appoggia ad essa.
10. Autoveicolo in particolare secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'elemento di supporto è costituito da un materiale colabile.
11. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che l'elemento di supporto è costituito da acciaio, ghisa o ghisa temperata.
12. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che pezzi integrati del dispositivo di azionamento e/o del dispositivo di comando sono colati nell'elemento di supporto.
13 . Autoveicolo in particolare secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la campana della frizione e la scatola del cambio sono eseguite come componenti separati e l'elemento di supporto connette campana della frizione e scatola del cambio.
14. Autoveicolo in particolare secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la campana della frizione e la scatola del cambio vengono formate da un componente o da più componenti connessi tra loro, e l'elemento di supporto è disposto radialmente entro la parete di corpo nella zona della transizione di scatola del cambio e campana della frizione.
15. Autoveicolo in particolare secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'elemento di supporto con i componenti integrati forma una unità di montaggio.
16. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che l'unità di montaggio viene premontata.
17. Autoveicolo in particolare secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che l'unità di montaggio prima del suo montaggio viene provata come unità.