Método para controlar un cambio de marcha en un grupo motriz.

Método para controlar un cambio de marcha en un grupo motriz que incluye un motor (11) del tipo hidrostático y de desplazamiento variable y una transmisión mecánica (15) con una relación de transición variable con al menos dos relaciones de transmisión que pueden ser engranadas selectivamente,

en donde un eje de entrada (3) de la transmisión mecánica (15) está conectado al motor (11) y un eje accionado (2) de la transmisión (15) le da tracción al vehículo, comprendiendo la transmisión mecánica (15) un sincronizador mecánico (12) para selectivamente engranar una relación de transmisión de la transmisión mecánica, comprendiendo el método los pasos de:

a. detectar una petición de cambio de marcha;

b. hacer que el par motor (Vg) suministrado por el motor (11) a la transmisión mecánica (15) sea prácticamente cero tras la petición de cambio de marcha;

c. detectar valores de velocidad (Vi, Vc) de un eje de entrada (3) y de un eje accionado (2) de la transmisión mecánica;

d. calcular un valor de diferencia de velocidades (ΔV) entre la velocidad (Vi) del eje de entrada (3) y la velocidad (Vc) del eje accionado (2);

e. modificar la velocidad de rotación (Ωhm) del motor (11) de forma tal que sea reducida la diferencia de velocidades (ΔV) entre la velocidad (Vi) del eje de entrada (3) y la velocidad (Vc) del eje accionado (2);

f. llevar al sincronizador (12) a un estado inactivo después de la petición de cambio de marcha y mantener el estado inactivo hasta ser detectado un valor de diferencia de velocidades (ΔV) menor que o igual a un valor de referencia no cero (ΔVref);

g. al alcanzarse este valor de referencia (ΔVref), aplicar al sincronizador mecánico (12) una fuerza de actuación que puede variar en función de la diferencia de velocidades (ΔV) y es adecuada para hacer que el sincronizador (12) engrane con una rueda conducida (22, 23) de la transmisión mecánica (15);

en donde el paso de aplicar una fuerza de actuación variable es llevado a cabo por medio de válvulas hidráulicas proporcionales que son accionadas por medio de una señal eléctrica variable.

EP 2705281

Método para controlar un cambio de marcha en un grupo motriz

La presente invención se refiere a un grupo motriz para vehículos del tipo que incluye un motor hidrostático y una transmisión mecánica con una relación de transmisión variable.

Los grupos motrices formados por un motor de tipo hidrostático combinado con una transmisión mecánica con una relación de transmisión variable son conocidos en general y están destinados en particular a vehículos para uso 10 agrícola o industrial.

En estos grupos, la transmisión mecánica, que es típicamente un cambio de marchas, hace que sea posible ampliar la gama de velocidades a las que puede marchar el vehículo, haciendo con ello que el mismo sea más adecuado para ser usado asimismo en carretera.

Se comprenderá, sin embargo, que el uso de transmisiones mecánicas en estos grupos motrices conlleva una serie de problemas que van principalmente ligados a las potencias desarrolladas por los motores que se usan en estas aplicaciones.

A fin de mejorar la ejecución del cambio de marcha en estos grupos motrices, las transmisiones mecánicas que se usan están controladas por un sistema de control de tipo electromecánico que controla el cambio de marcha a fin de hacer que el mismo sea al menos parcialmente automático.

La Descripción Impresa de Patente US 6 202 016 da a conocer, por ejemplo, un grupo motriz que comprende una bomba de desplazamiento variable asociada a un motor hidrostático y un sistema de actuación hidráulica a fin de realizar el cambio de marcha. La operación de cambio de marcha es controlada por una unidad de control central que hace que sea posible optimizar las operaciones de cambio de marcha.

Más en detalle, se usa una lógica de tipo predictivo para constatar si, una vez que se ha hecho una petición de 30 cambio de marcha, esta operación es posible comparando una serie de parámetros medidos en el sistema con los estados de referencia en los cuales puede realmente tener lugar el cambio de marcha.

Cuando se constata que la operación de cambio de marcha no es admisible, el sistema de transmisión permanece en estado de espera, durante el cual la velocidad del motor es variada y llevada a una velocidad de 35 sincronización con la relación de transmisión a engranar.

Mientras está teniendo lugar esta operación, se mantiene a la transmisión en estado inactivo hasta ser alcanzadas las condiciones apropiadas para realizar el cambio de marcha, o bien, si estas condiciones no son alcanzadas, hasta un límite de tiempo para el cambio de marcha.

El sistema usa una lógica de tipo predictivo para aproximarse a las condiciones en las cuales es admisible el cambio de marcha: Se determina sobre la base de las características del vehículo y de su grupo motriz una velocidad de sincronización que el motor debe alcanzar para que pueda tener lugar el cambio de marcha.

El usar una lógica predictiva no le permite sin embargo al sistema ser plenamente adaptable a las condiciones ambientales de uso, y, a fin de remediar tales problemas, debe preverse cierto margen con respecto a las condiciones límite para el cambio de marcha, lo cual a su vez conduce a un incremento de los tiempos de cambio de marcha.

Además, este sistema usa un circuito hidráulico bastante complejo, que requiere el uso de una bomba de 50 desplazamiento variable y una válvula de desvío para limitar la presión en el circuito de actuación del motor hidrostático.

Está publicada otra solución en la Solicitud de Patente Europea EP 1 505 320 que se refiere a un sistema para controlar una transmisión en un sistema del tipo de los de doble embrague.

En particular, este documento da a conocer el uso de una serie de sincronizadores que pueden engranar selectivamente las relaciones de transmisión de una transmisión del tipo de doble embrague de vehículos motorizados.

Los sincronizadores son también accionados con una fuerza que varía en función de una diferencia entre la velocidad del sincronizador y la velocidad de salida.

Este sistema no puede, sin embargo, ser adaptado a los vehículos industriales y agrícolas accionados por motores hidráulicos puesto que las potencias que están en juego impondrían esfuerzos excesivos a los elementos sincronizadores.

EP 2705281

Los sistemas conocidos no son por consiguiente satisfactorios desde el punto de vista de las características funcionales. En la práctica, si se intentase acelerar los tiempos de cambio de marcha, y por consiguiente también permitir una sincronización incompleta, habría una pérdida de comodidad para el conductor junto con un desgaste prematuro de algunos componentes mecánicos.

El problema técnico que la presente invención por consiguiente pretende resolver es el de aportar un grupo motriz para vehículos que haga que sea posible remediar los anteriormente mencionados inconvenientes del estado de la técnica.

Este problema es resuelto por el método para controlar un cambio de marcha en un grupo motriz según la reivindicación 1.

La presente invención tiene algunas ventajas importantes. La principal ventaja radica en el hecho de que el grupo motriz de la presente invención hace que sea posible obtener altas velocidades de cambio de marcha, sin someter a esfuerzos excesivos a los elementos de la transmisión mecánica, impidiendo con ello su desgaste prematuro o toda disminución de la facilidad de cambio de marcha para el conductor.

Otras ventajas y características y otros métodos de uso de la presente invención se exponen en la siguiente descripción detallada de realizaciones de la misma, que se da a modo de ejemplo no limitativo. Se hace referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: -la Fig. 1 es una ilustración esquemática de un esquema hidráulico del grupo motriz de la presente invención; -la Fig. 2 es una vista en sección de una transmisión mecánica del grupo motriz de la presente invención; -la Fig. 3 es un gráfico que muestra la corriente de alimentación en válvulas proporcionales para la realización de la operación de cambio de marcha y la posición relativa de un actuador de cambio de marcha, respectivamente; -la Fig. 4 es un gráfico que muestra la curva de la velocidad del motor hidrostático, el desplazamiento del motor, la relación de transmisión engranada y una petición de cambio de marcha durante la transición de una relación de transmisión más baja a una relación de transmisión más alta; -la Fig. 5 es un gráfico que muestra la curva de la velocidad del motor hidrostático, el desplazamiento del motor, la relación de transmisión engranada y una petición de cambio de marcha durante la transición de una relación de transmisión más alta a una relación de transmisión más baja.

Haciendo inicialmente referencia a la Fig. 1, un grupo motriz de la presente invención incluye un motor hidrostático 11 conectado a una transmisión mecánica con una relación de transmisión variable 15, y en particular a un cambio de marchas.

El motor hidrostático 11 es accionado por una bomba de alta presión 10 accionada por un motor endotérmico 8. Una bomba de baja presión 9 está también enchavetada en el motor 8 y, como se explicará más detalladamente más adelante, alimenta a un circuito de baja presión destinado a accionar a un actuador de cambio de marcha 5 en la transmisión mecánica 15.

El motor hidrostático 11 es del tipo de los de desplazamiento variable, es decir que es tal que es posible variar el par motor suministrado por el motor, manteniendo al mismo tiempo una velocidad de rotación cuasi constante. El motor 11 puede en particular ser llevado a un así llamado estado de desplazamiento cero en el cual el par motor suministrado por el motor 11 es prácticamente igual a cero. Las características de funcionamiento del motor 11 son controladas por una unidad de control electrónico 1 que controla tanto su velocidad de rotación como el par motor realmente suministrado. Se apreciará a este respecto que, como alternativa al motor hidrostático 11, el grupo motriz de la presente invención puede también usar distintos tipos de motor, tal como en particular motores eléctricos, que pueden ser controlados convenientemente para obtener características similares a las descritas con referencia al anteriormente mencionado motor hidrostático.

El eje de salida del motor 11 está enchavetado en un eje de entrada 3 de la transmisión mecánica 15 en el cual están enchavetadas dos ruedas dentadas impulsoras 32, 33, cada una de las cuales engrana con una respectiva rueda conducida 22, 23. Los dos engranajes tienen distintas relaciones de rotación, proporcionando así dos respectivas... [Seguir leyendo]

EP 2705281

1. Método para controlar un cambio de marcha en un grupo motriz que incluye un motor (11) del tipo hidrostático y de desplazamiento variable y una transmisión mecánica (15) con una relación de transición variable con al 5 menos dos relaciones de transmisión que pueden ser engranadas selectivamente, en donde un eje de entrada (3) de la transmisión mecánica (15) está conectado al motor (11) y un eje accionado (2) de la transmisión (15) le da tracción al vehículo, comprendiendo la transmisión mecánica (15) un sincronizador mecánico (12) para selectivamente engranar una relación de transmisión de la transmisión mecánica, comprendiendo el método los pasos de:

a. detectar una petición de cambio de marcha;

b. hacer que el par motor (Vg) suministrado por el motor (11) a la transmisión mecánica (15) sea prácticamente cero tras la petición de cambio de marcha;

c. detectar valores de velocidad (Vi, Vc) de un eje de entrada (3) y de un eje accionado (2) de la transmisión mecánica;

d. calcular un valor de diferencia de velocidades (âV) entre la velocidad (Vi) del eje de entrada (3) y la velocidad (Vc) del eje accionado (2) ;

e. modificar la velocidad de rotación (Ïhm) del motor (11) de forma tal que sea reducida la diferencia de velocidades (âV) entre la velocidad (Vi) del eje de entrada (3) y la velocidad (Vc) del eje accionado (2) ;

f. llevar al sincronizador (12) a un estado inactivo después de la petición de cambio de marcha y mantener el

estado inactivo hasta ser detectado un valor de diferencia de velocidades (âV) menor que o igual a un valor de referencia no cero (âVref) ;

g. al alcanzarse este valor de referencia (âVref) , aplicar al sincronizador mecánico (12) una fuerza de actuación que puede variar en función de la diferencia de velocidades (âV) y es adecuada para hacer que el sincronizador (12) engrane con una rueda conducida (22, 23) de la transmisión mecánica (15) ;

en donde el paso de aplicar una fuerza de actuación variable es llevado a cabo por medio de válvulas hidráulicas proporcionales que son accionadas por medio de una señal eléctrica variable.

2. Método según la reivindicación 1, en donde un sincronizador mecánico (12) es accionado por un actuador (5) a fin de engranar las relaciones de transmisión selectivamente. 30

3. Método según la reivindicación 2, en donde el actuador (5) es hidráulico y es accionado por medio de un par de válvulas hidráulicas proporcionales (6, 7) adecuadas para suministrar una presión variable a una primera cámara y a una segunda cámara (52, 53) del actuador (5) , respectivamente, en función del valor de la diferencia de velocidades (âV) .

4. Método según la reivindicación 3, en donde el motor (11) además comprende sensores de velocidad (21, 31) adecuados para detectar la velocidad del eje accionado (2) y del eje de entrada (3) , respectivamente, estando los sensores (21, 31) funcionalmente conectados a las válvulas proporcionales (6, 7) por medio de una unidad de control electrónico (1) .

5. Método según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el par motor (Vg) suministrado por el motor (11) es mantenido prácticamente a cero hasta la consumación del cambio de marcha.

6. Método según una de las reivindicaciones 2 a 5, en donde el sincronizador (12) comprende un elemento selector 45 conectado a un brazo actuador (51) movido por un émbolo del actuador (5) .

7. Método según la reivindicación 6, que comprende un paso adicional de detectar la posición lineal del brazo actuador (51) .

8. Método según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la transmisión mecánica (15) comprende una primera rueda conducida (22) y una segunda rueda conducida (23) , siendo el sincronizador (12) rígido con el eje accionado y estando dicho sincronizador interpuesto entre las ruedas conducidas (22, 23) y siendo dicho sincronizador coaxial con las mismas, siendo el movimiento del sincronizador (12) adecuado para engranar la primera rueda conducida o la segunda rueda conducida (22, 23) selectivamente.

9. Método según una de las reivindicaciones precedentes, en donde al sincronizador (12) se le mantiene inactivo y en un estado de equilibrio estático hasta ser alcanzado el valor de referencia (âVref) , y a continuación dicho sincronizador es sometido a la fuerza de actuación variable adecuada para hacer que el sincronizador (12) engrane con una rueda conducida (22, 23) de la transmisión mecánica (15) .