ES2220352T3 - Dispositivo de mando por impulsos para el cambio de marcha. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de mando por impulsos para el cambio de marcha, que comprende una palanca (12) de mando desplazable en direcciones perpendiculares entre al menos una primera posición (D) de mando automático, una segunda posición (M) de mando manual y dos posiciones de mando por impulsos, medios de conmutación mandados por la palanca (12) para producir señales eléctricas en dichas posiciones de la palanca, comprendiendo dichos medios de conmutación dos conmutadores (44) de señal y medios (30) de conmutación de señal desplazables por la palanca (16) entre una primera posición donde permiten la recepción por los dos conmutadores de señal, una segunda posición donde evitan la recepción de este flujo por los dos conmutadores de señal y dos otras posiciones donde permiten la recepción del flujo por un conmutador de señal y evitan su recepción por otro conmutador de señal, y medios de recuperación de la palanca hacia su segunda posición a partir de sus dos posiciones de mando por impulsos, caracterizado porque dichos medios de conmutación comprenden una fuente (38) luminosa asociada a dos fotorreceptores (36) y porque la palanca (12) se solidariza en su segunda posición (M) con medios que forman una pantalla que comprende una placa (28) guiada en traslación sobre una corredera (20) paralelamente a la dirección de desplazamiento de la palanca entre su primera posición (D) y su segunda posición (M), estando guiada la propia corredera en traslación paralelamente a la dirección de desplazamiento de la palanca entre sus dos posiciones (+, -) de mando por impulsos, estando acoplados dicha fuente (38) de luz y los fotorreceptores (36) a ambas partes de la placa (28) y de su trayectoria en traslación, pudiendo solidarizarse la palanca (12) con los medios (20, 28) que forman una pantalla por desplazamiento de su primera posición (D) hasta su segunda posición (M) y desolidarizarse de los medios (20, 28) que forman una pantalla por desplazamiento de su segunda posición (M) en su primera posición (D).

Description

Dispositivo de mando por impulsos para el cambio de marcha.

La invención se refiere a un dispositivo de mando por impulsos para el cambio de marcha, en particular para un vehículo automóvil, comprendiendo este dispositivo una palanca de mando desplazable en direcciones perpendiculares entre una primera posición de mando automático, una segunda posición de mando manual y dos posiciones de mando por impulsos, medios de conmutación mandados por la palanca que se prevén para producir señales eléctricas en dichas posiciones de la palanca, estando aplicadas estas señales a medios de tratamiento de la información para mandar el cambio de las marchas.

Se asocian medios de recuperación a la palanca para hacer que vuelva a su segunda posición a partir de sus dos posiciones de mando por impulsos.

Un dispositivo de este tipo combina las ventajas de una caja de cambios automática y una caja de cambios con mando manual, aprovechando el conductor del vehículo estas dos posibilidades y pasando de una a otra según como lo desee.

En la solicitud EP-A-846897, que corresponde al estado de la técnica más cercano, del mismo solicitante, se ha propuesto utilizar microconmutadores de dos estados de conducción accionados por pulsadores desplazados por la palanca, para producir señales de mando de cambio de marcha. Este dispositivo conocido es ventajoso en cuanto al coste, en relación con otras soluciones en las que se utilizan sensores de efecto Hall o análogo, pero la asociación de microconmutadores a pulsadores de accionamiento no permite dominar las dispersiones de cotas, lo que genera imprecisiones en el mando por impulsos de las marchas.

También se conoce, por el documento EP-A-0 357 274, un dispositivo de mando en el que una palanca puede desplazarse en las ranuras formadas en dos placas paralelas guiadas en una caja y desplazarse en direcciones perpendiculares, de tal modo que, cuando se desplaza la palanca en una de estas direcciones, arrastra con ella una de las dos placas sin mover la otra, e inversamente, dichas placas que forman pantallas entre emisores y receptores asociados a diferentes posiciones de la palanca. Sin embargo, en este dispositivo conocido, ningún medio permite desplazar la palanca sin desplazar al menos una de las dos placas con ella.

La invención tiene como objeto evitar especialmente los inconvenientes de este problema mencionados anteriormente de manera simple, eficaz y económica, y al mismo tiempo mejorar la fiabilidad del mando.

Con este fin, propone un dispositivo de mando por impulsos de cambio de marcha, que comprende una palanca de mando desplazable en direcciones perpendiculares entre al menos una primera posición de mando automático, una segunda posición de mando manual y dos posiciones de mando por impulsos, medios de conmutación mandados por la palanca para producir señales eléctricas en dichas posiciones de la palanca, y medios de recuperación de la palanca en su segunda posición a partir de sus dos posiciones de mando por impulsos, caracterizado porque dichos medios de conmutación comprenden una fuente de luz asociada a dos fotorreceptores, y porque la palanca está solidarizada en su segunda posición con medios que forman una pantalla, que comprenden una placa guiada en traslación sobre una corredera paralelamente a la dirección de desplazamiento de la palanca entre su primera y su segunda posición, estando guiada la propia corredera en traslación paralelamente a la dirección de desplazamiento entre sus dos posiciones de mando por impulsos, estando acoplados la fuente de luz y los fotorreceptores por ambas partes de la placa y de su trayectoria en traslación, pudiendo solidarizarse la palanca con los medios que forman una pantalla por desplazamiento de su primera posición y desolidarizarse de los medios que forman una pantalla por desplazamiento de su segunda posición hacia su primera posición.

En el dispositivo según la invención, la palanca se desolidariza automáticamente de los medios que forman una pantalla cuando se desplaza desde su posición de mando manual hasta su posición de mando automático, y de este modo ya no corre peligro de desplazar accidentalmente los medios que forman una pantalla cuando está en posición de mando automático, lo que evita incidentes de funcionamiento y mejora la fiabilidad y la seguridad.

Además, el dispositivo según la invención tiene la ventaja de utilizar medios de conmutación sin contacto, de tipo optoelectrónico, que generan señales de mando como resultado del corte o del restablecimiento de un haz de luz. Este dispositivo comprende pocas piezas móviles, está poco expuesto al desgaste, es fácil de ensamblar y económico (el número de piezas es reducido y los componentes son baratos) y prácticamente es insensible al entorno. Las dispersiones de cotas en este dispositivo son mucho más reducidas que en la técnica anterior y la precisión del mando es más grande.

Ventajosamente, la fuente de luz es un diodo electroluminiscente que emite en el infrarrojo y los fotorreceptores son fototransistores que funcionan en el infrarrojo.

Un emisor de este tipo y los dos receptores asociados son particularmente baratos.

Además, son insensibles o muy poco sensibles a la luz ambiente, al polvo, a la humedad, al agua, a las variaciones de temperatura y al campo magnético.

En este modo de realización, una parte de la palanca viene a aplicarse sobre la placa en la segunda posición de la palanca, y la desplaza en traslación sobre la corredera en contra de la acción de un medio de recuperación, acoplándose simultáneamente esta parte de la palanca en una muesca de la corredera y quedando mantenida aquí por cualquier medio apropiado, por ejemplo por fricción, por mecanismo de trinquete, etc.

De este modo, estando solidarizada con la corredera, la palanca puede desplazar ésta entre dos posiciones opuestas que corresponden a las dos posiciones de mando por impulsos, estando desplazada la placa portada por la corredera con éste para descubrir un fotorreceptor exponiéndolo al flujo de luz emitido por la fuente, y al mismo tiempo dejando otro fotorreceptor oculto, e inversamente cuando la palanca desplaza la corredera en el sentido opuesto.

También según otra característica de la invención, la corredera está asociada a medios que forman un punto duro, tales como una bola o un pulsador cargado por un muelle, y que se acoplan a una muesca de la corredera cuando ésta está en una posición intermedia situada entre las dos posiciones de mando por impulsos de marcha.

Este único punto duro es suficiente para evitar cualquier desplazamiento accidental de la corredera hacia una u otra de las posiciones de mando por impulsos.

Según otra característica ventajosa de la invención, la placa, la corredera, sus medios de recuperación, la fuente de luz y los dos fotorreceptores asociados, con medios de alimentación y de conexión de la fuente y de los fotorreceptores, están montados en una caja que ella misma está fijada sobre el cárter de montaje de la palanca de mando.

Esta caja, y los componentes que contiene, constituyen un subconjunto que se puede preparar independientemente y que después basta con fijarlo sobre el cárter de montaje de la palanca de mando, conectándolo al circuito eléctrico apropiado, lo que simplifica claramente el montaje y la instalación de un dispositivo según la invención. Además, este subconjunto forma un modulo estándar que puede montarse sobre un mando de marcha preexistente.

Se entenderá mejor la invención, y otras características, detalles y ventajas de ésta aparecerán más claramente de la lectura de la siguiente descripción, realizada a título de ejemplo en referencia con los dibujos adjuntos en los que:

- la figura 1 muestra esquemáticamente un dibujo de recorrido de un dispositivo de mando según la invención;

- la figura 2 es una vista esquemática en corte transversal de este dispositivo, estando la palanca en la posición D;

- la figura 3 es una vista esquemática parcial en corte según la línea III-III de la figura 2;

- la figura 4 muestra esquemáticamente la implantación de la fuente de luz y de los fotorreceptores;

- la figura 5 es una vista esquemática parcial en perspectiva del dispositivo de mando según la invención, en la posición D;

- la figura 6 es una vista esquemática parcial en perspectiva de este dispositivo en la posición M;

- la figura 7 es una vista en corte transversal, análoga a la figura 2, pero que muestra el dispositivo en la posición M;

- la figura 8 es una vista análoga a la figura 7, pero que muestra el dispositivo en una posición de mando por impulsos para el cambio a la marcha inferior.

El dispositivo de mando para el cambio de marcha mostrado en los dibujos adjuntos, comprende una palanca de mando que puede desplazarse en un dibujo de recorrido entre un determinado número de posiciones, tales como las mostradas en la figura 1, que comprende las posiciones P (aparcamiento), R (marcha atrás), N (punto muerto) y D (carretera o "drive"), que son las posiciones clásicas de mando de una caja de cambios automática, además con una posición M (mando manual) situada en la misma altura que la posición D y colocada entre dos posiciones + y - (cambio a la marcha superior y cambio a la marcha inferior, respectivamente).

Cuando se pasa la palanca desde la posición D hasta la posición M, basta con desplazarla hacia la posición + o la posición - para que se produzca el cambio a la marcha superior o el cambio a la marcha inferior, respectivamente, y de este modo aprovechar las ventajas de una caja de cambios de mando manual. Estando la palanca en la posición M, puede ser llevada de nuevo a la posición D, en la que la caja de cambios funciona de manera automática.

El dispositivo según la invención, comprende un cárter 10 de fijación sobre una parte rígida del vehículo, comprendiendo este cárter medios (no mostrados) de montaje de una palanca 12 de mando en rotación alrededor de dos ejes perpendiculares prácticamente contenidos en el plano del dibujo en la figura 2, permitiendo esta doble articulación desplazar la palanca sucesivamente en las posiciones P, R, N, D por rotación alrededor de un primer eje, después en la posición M por rotación alrededor del segundo eje, después en las posiciones + y - por rotación alrededor del primer eje.

En el ejemplo de realización mostrado en los dibujos, la palanca 12 comprende una varilla 14 cilíndrica que se extiende hacia el exterior del cárter 10, y destinada a ser manejada por el conductor del vehículo, y conectada por una pieza 16 en U que forma una horquilla en los ejes de articulación mencionados anteriormente. Se destina uno 18 de los dos brazos paralelos de la pieza 16 a cooperar con una corredera 20 que es guiada en traslación en una caja 22 fijada sobre una pared lateral del cárter 10, siendo desplazable la corredera 20 en la dirección definida por las posiciones + y - mencionadas anteriormente, siendo esta dirección aquí paralela a la definida por las posiciones P, R, N y D. Una muesca 24 está formada en la parte mediana de la corredera 20 para recibir el borde del brazo 18 de la pieza 16, cuyo espesor es sensiblemente igual a la dimensión correspondiente de la muesca 24, de tal modo que el brazo 18 acoplado a la muesca 24 queda mantenido aquí por fricción. Otros medios podrían utilizarse con este fin, por ejemplo dispositivos de trinquete o de un sistema formado por una bola y un muelle, o medios magnéticos.

En la parte mediana de la corredera 20, está formada una ranura 26 longitudinal que es perpendicular a la muesca 24 y que desemboca en ésta, para el guiado en traslación de una placa 28 en una dirección paralela a la definida por las posiciones M y D, tirando de la placa 28 en dirección del brazo 18 de la palanca un muelle 30 de recuperación montado en un alojamiento cilíndrico formado en una pared lateral de la caja 22. Del lado del brazo 18 de la palanca 12, la placa 28 comprende un brazo 32 mediano que se extiende hacia el interior de la muesca 24, y dos brazos 34 laterales alojados en alojamientos ciegos de la corredera 20, y que permiten definir una posición, mostrada en la figura 2, de la placa 28 cuando sus brazos 34 laterales están acoplados completamente a los alojamientos ciegos de la corredera mencionados anteriormente.

En esta posición, la placa 28 descubre dos fotorreceptores 36 que están expuestos de este modo al flujo de luz emitido por una fuente 38 de luz. En la representación de la figura 2, esta fuente 38 de luz se encuentra por encima del plano del dibujo. En la representación de la figura 4, la placa 28 está interpuesta entre la fuente 38 y los fotorreceptores 36, se desplaza perpendicularmente al plano del dibujo (en la ranura 26 de la corredera 20) cuando se lleva la palanca desde la posición D hasta la posición M, y se desplaza en traslación en el plano del dibujo en la dirección indicada por las flechas para descubrir uno u otro de los fotorreceptores 36 cuando se desplaza la palanca 12 en una u otra de las posiciones de mando por impulsos + y -.

Los fotorreceptores 36 y la fuente 38 de luz están montados sobre una placa de circuito impreso fijada sobre una pared lateral de la caja 22, y están conectados a medios de alimentación eléctrica así como medios de mando y medios de explotación de las señales emitidas por los fotorreceptores 36. En un modo de realización preferido de la invención, la fuente 38 de luz es un diodo electroluminiscente que emite en el infrarrojo, y los fotorreceptores 36 son fototransistores que funcionan en el infrarrojo.

En las figuras 2 y 5, la palanca 12 del dispositivo según la invención se encuentra en la posición D y su brazo 18 está apartado de la corredera 20 y de la placa 28.

Para llevarla hasta la posición M a partir de la posición D, la palanca 12 es desplazada en el sentido indicado por la flecha F en la figura 2, lo que tiene como efecto acoplar su brazo 18 a la ranura 24 de la corredera 20 y hacer retroceder la placa 28 en contra de la acción de su muelle 30 de recuperación, apoyándose el borde del brazo 18 de la palanca sobre un diente 32 central de la placa, tal como se ha representado en las figuras 6 y 7, desplazándose de este modo la placa 28 por traslación en la ranura 26 de la corredera 20, en el sentido indicado por la flecha F.

En esta posición mostrada en las figuras 6 y 7, la placa 28 oculta los dos fotorreceptores 36 que ya no reciben el flujo de luz emitido por la fuente 38.

Después, la palanca 12 puede llevarse hasta una u otra de las posiciones + y -, por desplazamiento por ejemplo en el sentido indicado por la flecha en la figura 7 para llevarla hasta la posición - mostrada en la figura 8, lo que tiene como efecto desplazar la corredera 20 en traslación en la caja 22 en el mismo sentido que la palanca 12, y desplazar la placa 28 que descubre uno de los fotorreceptores 36, quedando oculto el otro fotorreceptor.

Inversamente, si se desplaza la palanca 12 hasta la posición + en el sentido opuesto al indicado por la flecha en la figura 7, la corredera 20 se desplaza en traslación en la caja 22 en la dirección opuesta a la mostrada en la figura 8, y es el otro fotorreceptor 36 el que queda al descubierto por la placa 28 y recibe el flujo de luz emitido por la fuente 38.

Medios de recuperación, tales como muelles 40 helicoidales, están asociados a la corredera 20 en la caja 22 para llevarla de nuevo constantemente hacia su posición intermedia mostrada en las figuras 2 y 7 a partir de una u otra de sus posiciones de mando por impulsos de marcha. Estos muelles 40 se apoyan por ejemplo por un extremo sobre una pared de la caja 22, estando alojado su otro extremo en un alojamiento cilíndrico ciego de la corredera 20.

De este modo, cuando se lleva la palanca 12 hasta una de las posiciones + y -, basta con aflojarla para que sea llevada automáticamente de nuevo hasta la posición M gracias a la corredera 20 y uno de los muelles 40 de recuperación. Cuando la dirección de desplazamiento de la palanca, definida por las posiciones +, M y - es prácticamente vertical, uno de los muelles 40 de recuperación de la corredera 20 soporta el peso de la palanca en la posición M. De este modo, este muelle de recuperación puede ser dimensionado con este fin y tener una rigidez superior a la del otro muelle 40 de recuperación, para compensar al menos parcialmente el peso de la palanca.

Se asocian medios que forman un punto duro a la corredera 20 y comprenden por ejemplo una bola o un pulsador 42 llevado por un muelle 44 hacia una muesca 46 de la corredera. El pulsador 42 y su muelle 44 están alojados y guiados en un pozo cilíndrico de la caja 22, y están orientados perpendicularmente a la dirección de traslación de la corredera 20. En la posición intermedia de la corredera, que corresponde a la posición M de la palanca 12, el extremo del pulsador 42 está acoplado a la muesca 46 de la corredera. Para desplazar la corredera en un sentido o en otro a partir de su posición intermedia, hay que ejercer sobre el mismo una fuerza suficiente para apartar el pulsador 42 comprimiendo el muelle 44. La muesca 46 de la corredera tiene la forma de una V, cuyos dos brazos constituyen rampas inclinadas que cooperan con el extremo del pulsador 42. Cuando se afloja la palanca 12 llevada hasta una de las posiciones + y -, uno de los muelles 40 de recuperación lleva de nuevo la corredera 20 a su posición intermedia mostrada en la figura 3 por, y el pulsador 42 se acopla automáticamente a la muesca 46, lo que tiene como efecto mantener la corredera en su posición intermedia y definir esta posición intermedia de manera positiva y relativamente precisa.

Cuando se lleva de nuevo la palanca 12 de su posición M hasta su posición D, su brazo 18 se suelta de la muesca 24 de la corredera, y el muelle 30 de recuperación lleva de nuevo la placa 28 hasta su posición representada en la figura 2, donde los dos fotorreceptores 36 están al descubierto y reciben el flujo de luz emitido por la fuente 38.

En el dispositivo según la invención, las señales de mando por impulsos para el cambio de marcha son suministradas por los fotorreceptores 36 cuando la placa 28 los descubre por turno. Eso permite fijar con precisión el recorrido necesario para la emisión de una señal de cambio de marcha y de hacerla prácticamente independiente de las tolerancias de fabricación y de montaje, ya que los fotorreceptores 36 siempre se ocultan o descubren con las mismas posiciones de la placa 28. Esto significa que las tolerancias sobre los recorridos de la palanca 12 y de la corredera 20, no tienen influencia sobre la emisión de señales de mando por impulsos para el cambio de marcha. Además, si se desea modificar este mando, es suficiente cambiar la placa 28 para reemplazarla por otra placa cuya parte que sirve para ocultar y descubrir los fotorreceptores 36 tiene una forma y/o dimensiones diferentes.

En este dispositivo, las posiciones D, M, + y - son identificadas por estados diferentes de las señales de salida de los fotorreceptores 36:

- posición D = 1 - 1

- posición M = 0 - 0

- posición + = 0 - 1

- posición - = 1 - 0

indicando 1 un nivel alto y 0 un nivel bajo de la señal de salida de un fotorreceptor. El mando de marchas en las posiciones P, R, N y D puede ser mecánico (con cables) o eléctrico.

De manera general, el dispositivo según la invención presenta las ventajas siguientes en relación con dispositivos concurrentes de la técnica anterior:

-

un espacio necesario muy reducido,

-

un desgaste más débil (número reducido de piezas móviles),

-

un subconjunto de mando formado por la caja, la corredera, la placa, la fuente de luz, los fotorreceptores y un circuito impreso asociado,

-

una posibilidad de colocación de componentes en automático,

-

una insensibilidad a los campos magnéticos y a los agentes ambientales,

-

una sola corredera con una recuperación que permite compensar el peso de la palanca, y un solo sistema de punto duro,

-

un precio de coste más reducido.

Claims (8)

1. Dispositivo de mando por impulsos para el cambio de marcha, que comprende una palanca (12) de mando desplazable en direcciones perpendiculares entre al menos una primera posición (D) de mando automático, una segunda posición (M) de mando manual y dos posiciones de mando por impulsos, medios de conmutación mandados por la palanca (12) para producir señales eléctricas en dichas posiciones de la palanca, comprendiendo dichos medios de conmutación dos conmutadores (44) de señal y medios (30) de conmutación de señal desplazables por la palanca (16) entre una primera posición donde permiten la recepción por los dos conmutadores de señal, una segunda posición donde evitan la recepción de este flujo por los dos conmutadores de señal y dos otras posiciones donde permiten la recepción del flujo por un conmutador de señal y evitan su recepción por otro conmutador de señal, y medios de recuperación de la palanca hacia su segunda posición a partir de sus dos posiciones de mando por impulsos, caracterizado porque dichos medios de conmutación comprenden una fuente (38) luminosa asociada a dos fotorreceptores (36) y porque la palanca (12) se solidariza en su segunda posición (M) con medios que forman una pantalla que comprende una placa (28) guiada en traslación sobre una corredera (20) paralelamente a la dirección de desplazamiento de la palanca entre su primera posición (D) y su segunda posición (M), estando guiada la propia corredera en traslación paralelamente a la dirección de desplazamiento de la palanca entre sus dos posiciones (+, -) de mando por impulsos, estando acoplados dicha fuente (38) de luz y los fotorreceptores (36) a ambas partes de la placa (28) y de su trayectoria en traslación, pudiendo solidarizarse la palanca (12) con los medios (20, 28) que forman una pantalla por desplazamiento de su primera posición (D) hasta su segunda posición (M) y desolidarizarse de los medios (20, 28) que forman una pantalla por desplazamiento de su segunda posición (M) en su primera posición (D).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente (38) de luz es un diodo electroluminiscente que emite en el infrarrojo, y los fotorreceptores (36) son fototransistores que funcionan en el infrarrojo.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque una parte (18) de la palanca (12) se aplica sobre la placa (28) en la segunda posición (M) de la palanca, y la desplaza en traslación sobre la corredera en contra de la acción de un medio (30) de recuperación, estando acoplada de este modo esta parte (18) de la palanca a una muesca (24) de la corredera y quedando mantenida, por ejemplo por fricción.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque la corredera (20) está asociada a medios (40) de recuperación que la llevan de nuevo hacia una posición intermedia situada entre las dos posiciones de mando por impulsos, comprendiendo estos medios de recuperación dos muelles que actúan sobre los extremos de la corredera (20) en direcciones opuestas.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque los medios (40) de recuperación de la corredera en su posición intermedia constituyen los medios de recuperación de la palanca (12) en su segunda posición (M), estando dimensionado uno de estos medios de recuperación para soportar el peso de la palanca (12) en esta segunda posición.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la corredera (20) está asociada a medios que forman un punto duro, tales como una bola o un pulsador (42) cargado por un muelle (44), y que se acopla a una muesca (46) de la corredera cuando la misma está en su posición intermedia.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la placa (28) es guiada en traslación en una ranura o luz transversal (26) de la corredera (20).

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la placa (28), la corredera (20), sus medios (30, 40) de recuperación, la fuente (38) de luz y los fotorreceptores (36) están contenidos en una caja (22) fijada sobre el cárter (10) del montaje de la palanca (12).