SISTEMA DE CONTROL PARA UN CAMBIO DE VELOCIDADES.

Sistema de control para un cambio de velocidades continuamente variable del tipo con poleas cónicas extensibles para un motor de combustión interna,

comprendiendo dicho cambio de velocidades un par de poleas, una polea motriz y una polea accionada respectivamente, entre las cuales desliza una correa de transmisión (31), un motor eléctrico (61) apto para controlar la variación del radio de enrollamiento de la correa en las poleas, generando la correspondiente variación de la relación de transmisión de dicho cambio de velocidades, comprendiendo el sistema de control un sensor de posición (73) de la polea motriz y un sensor del número de revoluciones (74) de la polea accionada, una unidad de control electrónico (75) del cambio de velocidades capaz de comunicarse con una unidad de control del motor (76) y de adquirir los datos de dichos sensores, caracterizado porque el sistema de control comprende asimismo una unidad de mando (80) del cambio de velocidades y un visualizador (81) a través del cual dicha unidad de control (75) del cambio de velocidades selecciona uno de entre una pluralidad de modos de funcionamiento, un primer sensor de presión (71) para el freno delantero, un segundo sensor de presión (72) para el freno trasero, y porque la unidad de control electrónico (75) del cambio de velocidades está provista de unos medios los cuales, durante el frenado con la mariposa cerrada por el gas, acortan la relación en un porcentaje, según la potencia del frenado, de tal modo que se asegure un efecto de "frenado del motor" y un arranque rápido debido a que el motor se mantiene a elevadas revoluciones

Sistema de control para un cambio de velocidades.

La presente invención se refiere a un sistema de control para un cambio de velocidades.

En particular, la invención se refiere a un sistema de control para un cambio de velocidades tanto con una variación continua como por paso a paso.

El cambio de velocidades según la presente invención es del tipo de un cambio de velocidades con poleas cónicas extensibles que utiliza una correa de transmisión, por ejemplo para un vehículo de dos ruedas como por ejemplo una moto.

El documento DE-A-3829262 revela un sistema de control para un cambio de velocidades continuamente variable provisto de las características del preámbulo de la reivindicación 1.

El principio sobre el cual se basa el funcionamiento del cambio de velocidades es aquél de la modificación del accionamiento del vehículo en cada momento, a medida que varía la carga que actúa sobre el mismo (conductor, combustible, equipaje), la pendiente de la carretera, la resistencia aerodinámica, etc.

En términos generales, por lo tanto, el cambio de velocidades actúa para ajustar la velocidad de giro del árbol motor a aquella de la rueda motriz, y de ese modo adopta la función de un multiplicador del momento de torsión, o en cambio de un dispositivo que debe proporcionar una "fuerza de accionamiento" mayor cuando la potencia del motor es insuficiente para hacer que el vehículo avance.

La presencia de un dispositivo de este tipo está vinculada, por lo tanto, a la progresión de la curva del momento de torsión del motor, es decir, al valor absoluto del momento de torsión suministrado a las diversas velocidades de giro del propio motor.

Mediante el término momento de torsión se significa el momento de giro que el árbol motor puede transmitir para cada empuje impartido sobre el pistón debido a la explosión de la mezcla de aire y gasolina. Éste transfiere una fuerza al árbol motor que, multiplicada por el "brazo del cigüeñal", genera un momento de torsión o momento.

A partir del análisis de las curvas el momento de torsión y de la potencia de cada motor se puede comprender cómo, proporcionada la progresión no regular pero variable que es sensible a la variación del número de revoluciones, los motores de motocicleta son únicamente capaces de suministrar un momento de torsión sustancial cuando el motor gira a una velocidad un tanto elevada.

El cambio de velocidades mecánico permite que se pueda contemplar el mejor compromiso entre las resistencias implicadas y la velocidad de desplazamiento.

Gracias al cambio de velocidades, la potencia distribuida por el motor es enviada a la rueda motriz pasando primero desde la transmisión primaria, alcanzando después la rueda trasera de la motocicleta por medio de la transmisión final.

Con el paso de los años, han sido adoptadas diferentes elecciones técnicas por los fabricantes para hacer el cambio de velocidades y entre aquellas están bien establecidas las cajas de engranajes, en particular las cajas de engranajes de accionamiento directo o en cascada.

Sin entrar en la descripción de una caja de engranajes, únicamente se cita el hecho de que su propósito es aquel de modificar, según los requisitos, la relación de transmisión entre el sistema de propulsión y las ruedas, de modo que cada número de revoluciones del motor corresponda a un número diferente de revoluciones de las ruedas.

En el caso de un vehículo de dos ruedas, para enviar a la rueda trasera un momento de torsión de accionamiento elevado, cuando esto es particularmente necesario, por ejemplo cuando se arranca o cuando se sube una cuesta, se utiliza una caja de velocidades de múltiples relaciones.

De este modo, acoplando una multiplicación pequeña se obtiene una reducción sustancial en la velocidad de giro entre el árbol de entrada de la caja de velocidades y el árbol de salida, a lo cual, sin embargo, corresponde un incremento proporcional en el momento de torsión, mientras que con una multiplicación mayor, por otra parte, la rueda trasera se mueve más rápidamente pero transmite un momento de torsión bastante bajo.

Durante el desplazamiento, por lo tanto, es posible mantener una velocidad de giro del motor que corresponda a una distribución adecuada de potencia para cada velocidad de desplazamiento del vehículo.

Los mejores resultados en términos de aceleración y respuesta por el vehículo se obtienen seleccionando la relación que permite que el sistema de propulsión gire dentro de una gama de revoluciones entre un valor cerca del cual existe el máximo momento de torsión y uno cerca del cual existe una máxima potencia.

En los últimos tiempos, ha sido desarrollado el variador continuo de velocidades que en forma de un variador centrífugo, conocido simplemente como "variador", se ha convertido en uno de los sistemas de transmisión mejor establecidos entre los vehículos a motor de una capacidad baja y media de los cilindros gracias a las ventajas que ofrece en términos de aceleración y rendimiento del combustible.

Un dispositivo de este tipo es sustancialmente un cambio de velocidades progresivo capaz de desarrollar una gama continua, y por lo tanto, infinita, de relaciones entre un mínimo y un máximo establecidos en la fase de diseño.

La variación de las relaciones, por supuesto, no es, por lo tanto, discreta, es decir, de modo que una relación precisa seleccionada corresponda a una relación de transmisión bien definida pero continua, según la relación de transmisión del momento de torsión requerida para superar las resistencias externas que encuentra el vehículo (pendientes, variaciones en el peso, suelo rugoso, etc.).

Generalmente, un variador consta de dos poleas y una correa trapezoidal, cada polea consistiendo en dos placas con un perfil tronco cónico, enfrentadas entre sí de modo que constituyen una garganta sobre la cual se enrollará la correa de transmisión.

De las dos placas una es fija mientras la otra es libre de desplazarse axialmente. De este modo, para cada movimiento de la placa móvil existe una variación en el diámetro de la polea, pasando desde el punto de máxima proximidad (mayor diámetro) hasta el punto de máxima distancia (menor diámetro).

Algunas masas centrífugas se encargan de causar un movimiento de este tipo en la polea motriz, la cual, por el efecto de la fuerza centrífuga, desliza en el interior de guías adecuadas formadas integrales con la placa móvil.

El movimiento de la placa móvil más cerca o más lejos de la placa fija en la polea motriz causa, a través de la correa trapezoidal, el movimiento opuesto de la placa móvil en la polea accionada, la placa móvil estando mantenida presionada contra la fija gracias a la fuerza aplicada por un resorte. La variación consiguiente en el radio de enrollamiento de la correa trapezoidal en la polea genera la correspondiente variación en la relación de transmisión.

Por lo tanto, puesto que varían ambas masas centrífugas que actúan sobre la placa de la polea motriz y la rigidez del resorte que mantiene las placas de la polea accionada juntas, se puede entender la ventajosa simplicidad de la variación de la aceleración que puede generar este tipo de transmisión.

Las transmisiones continuamente variables (CVT) están fabricadas según numerosos tipos, todos los cuales son adecuados para mejorar el comportamiento del vehículo gracias a un incremento en el rendimiento del combustible y a una reducción en las emisiones, obtenidos gracias a la posibilidad de mantener el motor siempre en los mejores valores del rendimiento térmico.

Dichos cambios de velocidades automáticos de las transmisiones continuamente variables, con respecto a las cajas de engranajes convencionales, permiten también que se obtenga una reducción en las emisiones contaminantes.

Sin embargo, el solicitante ha observado que es necesario aplicar una cierta ley de variación de la relación de velocidades, la cual tenga en cuenta los numerosos parámetros tales como los causados por la interacción entre la correa y la polea, para evaluar las fuerzas y por lo tanto el comportamiento dinámico de la transmisión a las cuales está sometido el dispositivo, de modo que sea capaz de aplicar los empujes axiales correctos a las poleas extensibles.

En un cambio de velocidades con una variación automática de la relación según la técnica anterior, el movimiento de la pieza móvil de la polea motriz...

1. Sistema de control para un cambio de velocidades continuamente variable del tipo con poleas cónicas extensibles para un motor de combustión interna, comprendiendo dicho cambio de velocidades un par de poleas, una polea motriz y una polea accionada respectivamente, entre las cuales desliza una correa de transmisión (31), un motor eléctrico (61) apto para controlar la variación del radio de enrollamiento de la correa en las poleas, generando la correspondiente variación de la relación de transmisión de dicho cambio de velocidades, comprendiendo el sistema de control un sensor de posición (73) de la polea motriz y un sensor del número de revoluciones (74) de la polea accionada, una unidad de control electrónico (75) del cambio de velocidades capaz de comunicarse con una unidad de control del motor (76) y de adquirir los datos de dichos sensores, caracterizado porque el sistema de control comprende asimismo una unidad de mando (80) del cambio de velocidades y un visualizador (81) a través del cual dicha unidad de control (75) del cambio de velocidades selecciona uno de entre una pluralidad de modos de funcionamiento, un primer sensor de presión (71) para el freno delantero, un segundo sensor de presión (72) para el freno trasero, y porque la unidad de control electrónico (75) del cambio de velocidades está provista de unos medios los cuales, durante el frenado con la mariposa cerrada por el gas, acortan la relación en un porcentaje, según la potencia del frenado, de tal modo que se asegure un efecto de "frenado del motor" y un arranque rápido debido a que el motor se mantiene a elevadas revoluciones.

2. Sistema de control según la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control (75) del cambio de velocidades adquiere datos relativos a la posición de la válvula de mariposa, del número de revoluciones del árbol motor y del número de revoluciones en el cubo (79) a través de dicha unidad de control del motor (76).

3. Sistema de control según la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de modos de funcionamiento comprende un modo de funcionamiento continuo y un modo de funcionamiento paso a paso provisto de una pluralidad de relaciones previamente determinadas.

4. Sistema de control según la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control (75) del cambio de velocidades se comunica con dicha unidad de control del motor (76) a través de una línea CAN.

5. Sistema de control según la reivindicación 1, en el que dichos sensores, dicha unidad de mando (80) y dicho visualizador (81) se comunican con dicho conjunto de control (75) del cambio de velocidades a través de una línea CAN.

6. Sistema de control según la reivindicación 3, en el que dicho modo de funcionamiento continuo comprende una pluralidad de ajustes diferenciados que configuran diferentes velocidades del cambio de velocidades.

7. Sistema de control según la reivindicación 3, en el que en el modo de funcionamiento continuo, en el caso en el que el usuario actúe sobre una unidad de mando de este tipo (80) para la selección de una relación cuesta arriba, el modo de funcionamiento paso a paso se selecciona automáticamente.

8. Sistema de control según la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de modos de funcionamiento comprende un modo de funcionamiento de emergencia, en el cual se selecciona una relación que permite que el vehículo se desplace con seguridad.