Sistema y método de mando para la transmisión de un vehículo.

Sistema de mando (1) para una transmisión de un vehículo agrícola o un vehículo industrial para todo terreno,

incluyendo el vehículo al menos un embrague (10a,b,c), comprendiendo el sistema de mando (1):

- un controlador (40) del embrague (10a) que es al menos uno, conectado al mismo para suministrar una señal de referencia (42) para gobernar el embrague (10a,b,c),

- una pluralidad de sensores (11) para medir una pluralidad de cantidades características de la transmisión y conectados al menos al controlador para suministrar una pluralidad de señales (14) proporcionales a esas cantidades, comprendiendo las cantidades cantidades proporcionales a una potencia disipada por el embrague (10a,b,c) en condiciones de resbalamiento y cantidades proporcionales a una potencia retirada por un flujo de líquido lubricante del embrague (10a,b,c),

- un procesador de par (37) para calcular un par de referencia (38) y conectado al controlador (40) para suministrarle al controlador (40) una señal proporcional al par de referencia (38),

- un primer generador de referencia de par (28) que determina un primer par de entrada (29) en función de la posición de un pedal de embrague del vehículo, estando el primer generador de referencia de par (28) conectado al procesador (37) para suministrar una señal proporcional al primer par de entrada (29),

- un segundo generador de valor de par (20) que determina un segundo par de entrada (22) en función de predefinidos perfiles de par y de al menos una velocidad de la transmisión, estando el segundo generador conectado al procesador para suministrar una señal proporcional al segundo par de entrada (22),

- un dispositivo de manejo de la carga térmica (45) para recibir al menos algunas de las de la pluralidad de cantidades (14) y que recibe el par de referencia (38) a fin de calcular al menos un dato operativo (39, 46) del que es dependiente la potencia térmica intercambiada en el embrague (10a,b,c),

procesando el sistema de mando (1) el dato operativo (39, 46) a fin de gobernar la transmisión de manera adecuada para limitar la temperatura en el embrague (10a,b,c), modificando el balance de energía entre la potencia disipada por el embrague (10a,b,c) y la potencia retirada por el flujo de lubricante por medio de una reducción de la potencia disipada por el embrague (10a,b,c) y/o un incremento de la potencia retirada por el flujo de lubricante,

caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo de manejo de la carga térmica (45) determina un tercer par de entrada (39) en función de un valor de temperatura en el embrague (10a,b,c), estando el dispositivo de manejo de la carga térmica (45) conectado al procesador (37) para suministrar una señal proporcional a dicho tercer par de entrada (39).

EP 2616705

Sistema y método de mando para la transmisión de un vehículo [0001] La invención se refiere a un sistema de mando para una transmisión de un vehículo agrícola o un vehículo industrial para todo terreno, incluyendo dicho sistema de mando las características que se mencionan en el preámbulo de la reivindicación principal, y a un método de mando para una transmisión de un vehículo agrícola o un vehículo industrial para todo terreno.

Debe entenderse que son vehículos industriales para todo terreno vehículos de construcción, tales como máquinas removedoras de tierra, excavadoras o vehículos similares, y otros vehículos industriales destinados al transporte de materiales principalmente fuera de las carreteras asfaltadas, como por ejemplo vehículos para la manipulación de materiales dentro de almacenes. Están excluidos los vehículos industriales para el transporte de artículos por carretera, tales como los camiones, los trenes de carretera, los tractores de carretera y vehículos similares.

En el contexto de los vehículos agrícolas y de los vehículos industriales para todo terreno, es conocida la técnica de fabricar transmisiones para vehículos que comprenden una unidad de embrague interpuesta entre el motor y la caja de engranajes o bien, según otros usos, situada después de la caja de engranajes.

Es también conocida en ese contexto la técnica de fabricar unidades de embrague que tienen embragues de un solo disco o embragues multidisco accionados por medio de un circuito hidráulico controlado por un sistema de mando que tiene una arquitectura lógica que incluye uno o varios controladores, tal como por ejemplo tres controladores para tres respectivos embragues.

Cada uno de los controladores tiene idéntico funcionamiento, recibiendo como señal de entrada principal una referencia de par y enviando como señal de salida una referencia de presión para el circuito hidráulico que acciona el embrague.

En las transmisiones para vehículos agrícolas, la referencia de par es calculada por el sistema de mando en función de un primer par de entrada, establecido por el usuario actuando en el pedal de embrague, y un segundo par, identificado sobre la base de rampas de par de referencia preestablecidas y de las reales condiciones de trabajo del embrague y del vehículo.

Típicamente, el sistema de mando selecciona como referencia de par a enviar al controlador del par el par más bajo de los pares de entrada primero y segundo. Otras señales de entrada que pueden ser usadas en los controladores conocidos son la velocidad de entrada y/o de salida de la unidad de embrague, la temperatura y la presión del aceite en el circuito hidráulico de accionamiento y lubricación, la velocidad del vehículo, las órdenes del operador y la corriente que circula en el solenoide de una válvula proporcional que controla la presión en el circuito hidráulico que acciona el embrague.

Ejemplos de sistemas de mando de embragues están descritos, por ejemplo, en las solicitudes de patente WO 2006/100399, WO 2006/131268, US 2003/134713, DE 10 2004 023581 y WO 2005/05703.

La desventaja principal de esas soluciones es el hecho de que, en particular en el caso de condiciones prácticas especialmente difíciles, las mismas no siempre son capaces de asegurar que pueda ser eficientemente refrenada la temperatura alcanzada por los discos de embrague debido a la energía térmica generada por los discos de embrague debido a la fricción en condiciones de resbalamiento.

Además, en esos sistemas de mando conocidos la reducción de la temperatura va generalmente asociada a una disminución del rendimiento del embrague, mientras que sería deseable usar ese dispositivo de transmisión con el máximo rendimiento posible, evitando al mismo tiempo los fenómenos de excesivo desgaste que son ocasionados por las excesivamente altas temperaturas.

El objeto de la invención es el de aportar un sistema de mando para una transmisión de un vehículo agrícola o un vehículo industrial para todo terreno que como tal sistema de mando esté configurado estructural y funcionalmente para evitar esas desventajas. Un objeto adicional es el de aportar un método de mando para una transmisión de un vehículo agrícola o un vehículo industrial para todo terreno que como tal método de mando esté análogamente configurado funcionalmente para evitar esa desventaja.

Esos y otros objetos que quedarán más claramente de manifiesto de aquí en adelante son resueltos y alcanzados por la invención por medio de un sistema y un método según las reivindicaciones que se formulan más adelante.

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Esas y otras ventajas de la invención quedarán más claramente de manifiesto a la luz de la siguiente descripción detallada de algunas realizaciones de la misma que se ilustran a modo de ejemplo no limitativo haciendo referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: -La Figura 1 es una vista lateral en sección de un embrague controlado por medio del sistema de mando de la presente invención, -la Figura 2 es un diagrama esquemático de una transmisión que comprende tres embragues del tipo que se muestra en la Figura 1, -la Figura 3 es un diagrama esquemático funcional del sistema de mando de la presente invención, -la Figura 4 es un diagrama esquemático funcional de un detalle del sistema de mando de la Figura 2, -las Figuras 5 y 6 son dos diagramas esquemáticos funcionales de dos respectivos detalles del diagrama de la Figura 3, -la Figura 7 es un diagrama del funcionamiento del embrague de la Figura 2, -la Figura 8 es un diagrama lógico que representa un sistema de mando según la presente invención.

Haciendo referencia a los dibujos adjuntos, el número de referencia 1 indica en general un sistema de mando para una transmisión 2 de un vehículo agrícola o un vehículo industrial para todo terreno (no ilustrado) que comprende un motor primario 5 y una unidad de embrague 3 interpuesta entre el motor 5 y una caja de engranajes 4.

El motor primario 5 del vehículo es de tipo endotérmico o eléctrico o de algún otro tipo.

Según otras variantes de la invención (no ilustradas) la unidad de embrague está situada después de la caja de engranajes.

En general, a los efectos de la presente invención la unidad de embrague puede estar posicionada a lo largo de la transmisión, en cualquier punto entre el motor y las ruedas de tracción.

La unidad de embrague 3 comprende un primer eje 6, para la conexión entre el motor 5 y la caja de engranajes 4, y un segundo eje 7, a saber, un eje conducido, paralelo al primer eje 6. Dispuestos en sucesión a lo largo del eje 6, desde el motor 5 hasta la caja de engranajes 4, están una primera rueda dentada 6a y un primer embrague 10a, que están dedicados a las altas velocidades, una segunda rueda dentada 6b y una tercera rueda dentada 6c.

Dispuestos en sucesión a lo largo del eje conducido 7, desde el motor 5 hasta la caja de engranajes 4, están una cuarta rueda dentada 7a, que engrana con la primera rueda dentada 6a, una quinta rueda 7b, que engrana con la segunda rueda dentada 6b, y un segundo embrague 10b, que están dedicados a las bajas velocidades, un tercer embrague 10c dedicado a la marcha atrás y una sexta rueda dentada 7c que engrana con una rueda intermedia 8, que a su vez engrana con la tercera rueda dentada 6c.

El funcionamiento de la unidad de embrague 6 para altas velocidades, bajas velocidades y marcha atrás, respectivamente, es como sigue: -con los embragues segundo y tercero 10b, c abiertos, el primer embrague 10a puede ser usado para transmitir movimiento del motor 5 a la caja de engranajes 4 por medio del primer eje 6. Las velocidades se ponen por medio de la caja de engranajes 4; -con los embragues primero y tercero 10a, c abiertos, el segundo embrague 10b puede ser usado para transmitir movimiento del motor 5 a la caja de engranajes 4 por medio de los acoplamientos dentados entre las ruedas 6a, 7a y entre las ruedas 6b, 7b. Las velocidades puestas por medio de la caja de engranajes 4 son reducidas de acuerdo con las relaciones de transmisión definidas por los acoplamientos dentados entre las ruedas 6a, 7a y entra las ruedas 6b, 7b; -con los embragues primero y segundo 10a, b abiertos, el tercer embrague 10c puede ser usado para transmitir movimiento del motor 5 a la caja de engranajes 4 por medio de los acoplamientos dentados entre las ruedas 6c, 8 y entre las ruedas 8, 7c. Debido a la presencia de la rueda intermedia 8, son invertidas las direcciones de rotación del motor 5 y de la caja de engranajes 4.

Los tres embragues 10a, b, c son del tipo multidisco, estando provistos de respectivos paquetes de discos 21 a, b, c interpuestos entre respectivas... [Seguir leyendo]

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1. Sistema de mando (1) para una transmisión de un vehículo agrícola o un vehículo industrial para todo terreno, incluyendo el vehículo al menos un embrague (10a, b, c) , comprendiendo el sistema de mando (1) :

-un controlador (40) del embrague (10a) que es al menos uno, conectado al mismo para suministrar una señal de referencia (42) para gobernar el embrague (10a, b, c) , -una pluralidad de sensores (11) para medir una pluralidad de cantidades características de la transmisión y conectados al menos al controlador para suministrar una pluralidad de señales (14) proporcionales a esas cantidades, comprendiendo las cantidades cantidades proporcionales a una potencia disipada por el embrague (10a, b, c) en condiciones de resbalamiento y cantidades proporcionales a una potencia retirada por un flujo de líquido lubricante del embrague (10a, b, c) , -un procesador de par (37) para calcular un par de referencia (38) y conectado al controlador (40) para suministrarle al controlador (40) una señal proporcional al par de referencia (38) , -un primer generador de referencia de par (28) que determina un primer par de entrada (29) en función de la posición de un pedal de embrague del vehículo, estando el primer generador de referencia de par (28) conectado al procesador (37) para suministrar una señal proporcional al primer par de entrada (29) , -un segundo generador de valor de par (20) que determina un segundo par de entrada (22) en función de predefinidos perfiles de par y de al menos una velocidad de la transmisión, estando el segundo generador conectado al procesador para suministrar una señal proporcional al segundo par de entrada (22) , -un dispositivo de manejo de la carga térmica (45) para recibir al menos algunas de las de la pluralidad de cantidades (14) y que recibe el par de referencia (38) a fin de calcular al menos un dato operativo (39, 46) del que es dependiente la potencia térmica intercambiada en el embrague (10a, b, c) , procesando el sistema de mando (1) el dato operativo (39, 46) a fin de gobernar la transmisión de manera adecuada para limitar la temperatura en el embrague (10a, b, c) , modificando el balance de energía entre la potencia disipada por el embrague (10a, b, c) y la potencia retirada por el flujo de lubricante por medio de una reducción de la potencia disipada por el embrague (10a, b, c) y/o un incremento de la potencia retirada por el flujo de lubricante, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo de manejo de la carga térmica (45) determina un tercer par de entrada (39) en función de un valor de temperatura en el embrague (10a, b, c) , estando el dispositivo de manejo de la carga térmica (45) conectado al procesador (37) para suministrar una señal proporcional a dicho tercer par de entrada (39) .

2. Sistema de mando (1) según la reivindicación 1, en donde las cantidades proporcionales a una potencia disipada por el embrague (10a, b, c) en condiciones de resbalamiento comprenden una velocidad de rotación del embrague (10a, b, c) y/o un par aplicado al embrague (10a, b, c) y las cantidades proporcionales a una potencia retirada por un flujo de líquido lubricante del embrague (10a, b, c) comprenden un caudal y/o una temperatura de líquido lubricante aportado al embrague (10a, b, c) .

3. Sistema de mando (1) según la reivindicación 2, en donde la temperatura es limitada reduciendo la potencia disipada por el embrague (10a, b, c) por medio de una reducción de la velocidad de rotación del embrague (10a, b, c) y/o del par aplicado al embrague (10a, b, c) .

4. Sistema de mando (1) según la reivindicación 2 o 3, en donde la temperatura es limitada incrementando el caudal de líquido lubricante aportado al embrague (10a, b, c) . 45

5. Sistema de mando (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el par de referencia (38) determinado en el procesador de par es el par más bajo de entre los pares de entrada primero, segundo y tercero (29, 22, 39) .

6. Sistema de mando (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el dispositivo de manejo de la carga térmica es adecuado para calcular una velocidad de entrada del embrague en función de la potencia térmica intercambiada en el embrague (10a, b, c) , estando el dispositivo de manejo de la carga térmica (45) conectado a un dispositivo (50) generador de señales de potencia para suministrar una señal (46) proporcional a la velocidad de entrada del embrague (10a, b, c) , siendo el dispositivo (50) generador de señales de potencia 55 activo en la transmisión para establecer la velocidad de entrada en el embrague.

7. Sistema de mando (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el dispositivo de manejo de la carga térmica (45) es adecuado para calcular un caudal de aceite en un circuito de lubricación hidráulica del embrague, en función de un valor máximo de la potencia térmica intercambiada en el embrague (10a, b, c) , 60 estando el dispositivo de manejo de la carga térmica (45) conectado a un dispositivo (50) generador de señales de potencia para suministrar una señal proporcional al caudal de aceite, siendo el dispositivo (50) generador de señales de potencia activo en el circuito hidráulico para establecer el caudal de aceite.

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8. Método de mando (100) para una transmisión de un vehículo agrícola o un vehículo industrial para todo terreno, incluyendo el vehículo un embrague, comprendiendo el método al menos las fases de: -medir (110) una pluralidad de cantidades características de la transmisión, comprendiendo las cantidades cantidades proporcionales a una potencia disipada por el embrague (10a, b, c) en condiciones de resbalamiento y cantidades proporcionales a una potencia retirada por un flujo de líquido lubricante del embrague (10a, b, c) , -enviar (120) una pluralidad de señales eléctricas proporcionales a esas cantidades a al menos un controlador del embrague, -calcular (150) un par de referencia a aportar como entrada al controlador, -suministrar (160) una señal para gobernar el embrague, como una salida del controlador, -calcular (170) al menos un dato operativo del que es dependiente la potencia térmica intercambiada en el embrague, en función de al menos algunas de las de la pluralidad de cantidades y del par de referencia, -determinar (130) un primer par de entrada en función de la posición de un pedal de embrague del vehículo agrícola, -determinar (140) un segundo par de entrada en función de predefinidos perfiles de par y de al menos una velocidad de la transmisión, y -procesar (180) el dato operativo que es al menos uno a fin de gobernar la transmisión de manera adecuada para limitar la temperatura en el embrague, modificando el balance de energía entre la potencia disipada por el embrague (10a, b, c) y la potencia retirada por el flujo de lubricante por medio de una reducción de la potencia disipada por el embrague (10a, b, c) y/o un incremento de la potencia retirada por el flujo de lubricante;

caracterizado por el hecho de que la fase de calcular (170) el dato operativo que es al menos uno consiste en determinar un tercer par de entrada en función de la potencia térmica intercambiada en el embrague y la fase de procesar (180) el dato operativo consiste en calcular el par de referencia como el valor más bajo de entre los pares de entrada primero, segundo y tercero.

9. Método de mando (100) según la reivindicación 8, en donde las cantidades proporcionales a una energía disipada por el embrague (10a, b, c) en condiciones de resbalamiento comprenden una velocidad de rotación del embrague (10a, b, c) y/o un par aplicado al embrague (10a, b, c) y las cantidades proporcionales a una potencia retirada por un flujo de líquido lubricante del embrague (10a, b, c) comprenden un caudal y/o una temperatura de líquido lubricante aportado al embrague (10a, b, c) .

10. Método de mando (100) según la reivindicación 9, en donde la temperatura es limitada reduciendo la potencia disipada por el embrague (10a, b, c) por medio de una reducción de la velocidad de rotación del embrague (10a, b, c) y/o del par aplicado al embrague (10a, b, c) .

11. Método de mando (100) según la reivindicación 9 o 10, en donde la temperatura es limitada incrementando el caudal de líquido lubricante aportado al embrague (10a, b, c) .

12. Método de mando (100) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en donde la fase de calcular (170) el dato operativo que es al menos uno consiste en calcular una velocidad de entrada del embrague en función de la potencia térmica intercambiada en el embrague y la fase de procesar (180) el dato operativo consiste en suministrar una señal de control a la transmisión a fin de establecer la velocidad de entrada del embrague.

13. Método de mando (100) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en donde la fase de calcular (170) el dato operativo que es al menos uno consiste en calcular un caudal de aceite en un circuito de lubricación 45 hidráulica del embrague en función de la potencia térmica intercambiada en el embrague y la fase de procesar (180) el dato operativo consiste en suministrar una señal de control al circuito hidráulico a fin de establecer el caudal de aceite.

14. Programa informático que comprende instrucciones que, al ser cargadas en una memoria del ordenador, 50 ejecutan todas las fases del método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13.