ES2222268T3 - Sistema de pedal para automovil, provisto de un captador de desplazamiento. - Google Patents

Abstract

Sistema de pedales para automóviles con un pedal (1) y un sensor para captar el recorrido del pedal (1), caracterizado porque el sensor está realizado como sensor de distancia inductivo, que consta de una parte metálica (4) firmemente unida al pedal, y una parte de bobina (3) fija, orientada hacia aquél, porque la parte metálica (4) está dispuesta a una distancia libre fuera de la parte de bobina (3), en su ámbito de actuación exterior, y porque la distancia de actuación de la parte metálica (4) y de la parte de bobina (3) es variable en función de la posición del pedal.

Description

Sistema de pedal para automóvil, provisto de un captador de desplazamiento.

La invención se refiere a un sistema de pedales para automóviles con por lo menos un pedal y un sensor analógico que capta el recorrido del pedal.

Es usual determinar en pasos discretos diversas posiciones del pedal por medio de interruptores de fin de carrera.

Por la patente US 4.327.414 A se ha dado a conocer un sistema de medición para la determinación digital del ángulo de giro de un pedal de freno, en el que se forma una escala angular por medio de dientes que sobresalen radialmente de un segmento de medida unido al pedal y que son detectables por vía electromagnética. Dos bobinas inductivas sensibles están orientadas hacia el eje del pedal contra los dientes que se desplazan a lo largo de su frente, en dirección transversal al eje de la bobina, detectando su presencia o ausencia. Para permitir unos impulsos de recuento uniformes es preciso que el segmento de diente esté situado exactamente concéntrico con el eje del pedal. Al instalar la bobina, su eje ha de orientarse exactamente respecto al segmento dentado. Para poder distinguir el sentido de giro se necesitan dos bobinas.

Asimismo por la patente DE 4318263 se conoce un sensor inductivo para captar el recorrido, donde una varilla ferromagnética unida a una parte móvil se puede desplazar al interior de una bobina de medida, modificando su inductividad en forma análoga a la carrera de desplazamiento. Dado que en este caso está muy limitada la libertad de movimiento de la varilla, un sensor de esta clase solamente es adecuado para piezas con desplazamiento lineal, siendo preciso comprobar que haya una alineación exacta.

Asimismo por la patente EP 0337939 A se conoce un sistema sensor inductivo de alta sensibilidad con bobinas transmisoras y receptoras, que permiten detectar claramente irregularidades de un objeto (falta de planeidad, intersticios en un elemento de prueba), dentro de un entorno próximo estrecho. Debido a su enfoque estrecho, un sensor de esta clase exige unas relaciones de emplazamiento exactas. No es adecuado para captar piezas más alejadas, y en particular no lo es para la determinación de sus variaciones de distancia con un escalonamiento fino.

Asimismo, por ejemplo, por la patente DE 3612904 A se conoce el empleo del sensor en forma de potenciómetro giratorio que detecta de modo continuo la posición angular del pedal. En un sensor de esta clase es usual que sus partes giratorias estén unidas a un eje de giro del pedal y en contacto de fricción con una parte sensora fija. Los valores determinados por el sensor pueden servir para mejorar la regulación de los sistemas de accionamiento y frenado del automóvil. Un sensor de esta clase está expuesto a interferencias exteriores, en particular las procedentes de partículas metálicas extrañas, y está sujeto a un intenso desgaste, lo que da lugar a que se falseen las señales de salida.

La invención tiene como objetivo crear, con un coste de fabricación reducido, un sistema de alta sensibilidad no propenso a las averías.

Este objetivo se resuelve mediante la invención según la reivindicación 1. El sensor analógico que trabaja sin contacto solamente necesita una pieza eléctrica activa que se puede instalar fija e independiente de las piezas de la estructura del pedal y de la suspensión del pedal, en el recinto de los pedales, y que se puede conectar eléctricamente. La pieza metálica unida al pedal forma junto con éste un solo componente y por lo tanto no necesita un trabajo de montaje adicional. Al estar situado fuera del eje del pedal, no se ve obstaculizada la instalación del pedal. La distancia de palpado libre variable entre las dos partes del sensor se refleja en la variación analógica del consumo de corriente, que se puede medir directamente con un coste reducido.

Una ventaja especial del sensor consiste en que no es propenso a la suciedad, así como en su capacidad de funcionamiento casi ilimitada en el tiempo. A diferencia, por ejemplo, de un sensor Hall de acción magnética, en el sensor inductivo que trabaja con campos alternos de alta frecuencia no se atraen partículas de hierro dentro del recinto del sensor, que llegarían a modificar notablemente la característica del sensor. Las piezas del sensor detectan directamente el órgano de mando accionado directamente por el pie del conductor. Por esto se puede captar y evaluar el comportamiento de accionamiento de forma inmediata y sin falsear.

Otros perfeccionamientos ventajosos de la invención se deducen de las características señaladas en las reivindicaciones 2 a 11.

La parte metálica según la reivindicación 2 se puede detectar mejor frente a un material magnéticamente neutro.

El sistema según la reivindicación 3 se puede realizar convenientemente en lo que respecta a la técnica de montaje.

El pedal, por ejemplo ferromagnético, según la reivindicación 4, puede estar diseñado de tal manera que la parte metálica pueda fabricarse a buen precio como un conformado especial de una misma pieza de una zona del pedal.

El pedal según la reivindicación 5 mejora la sensibilidad electromagnética del sensor pudiendo adaptarse, en particular, el emplazamiento y el diseño de la pieza metálica óptimamente a las características del sensor.

El pedal según la reivindicación 6, que se puede fabricar por ejemplo mediante una técnica de colada, ofrece una alta seguridad a la rotura y se puede adaptar especialmente bien al emplazamiento y a la forma funcional de la pieza metálica, que se puede fijar con un ajuste positivo en el cuerpo del pedal, por ejemplo moldeándolo parcialmente alrededor por inyección.

Mediante el contorno según la reivindicación 7 se puede linealizar al menos aproximadamente la señal de salida del sensor en función de la posición del pedal, en una amplia gama de ajuste, de manera que la sensibilidad del sensor se mantiene sensiblemente igual en todo el recorrido. Una linealización de esta clase lograda mediante un contorno debidamente ajustado no se podría conseguir, por ejemplo, mediante una simple regulación eléctrica. El contorno puede discurrir, por ejemplo, sensiblemente rectilíneo, estando ajustado en su orientación de acuerdo con las características electromagnéticas del sensor. Por ejemplo, en otras condiciones de instalación puede ser conveniente que la pieza metálica discurra curvada en espiral. Al estar dispuesto el sensor sobre la cara superior opuesta a la zona de accionamiento del pedal se reduce el riesgo de suciedad en la zona del sensor, por ejemplo debido a calzado contaminado.

El dispositivo convertidor según la reivindicación 8 puede estar unido directamente a la parte de la bobina, con poca separación, mediante cables cortos. Sin que haya piezas de contacto intercaladas y con un reducido riesgo de interferencias se logra un alto grado de seguridad en la transmisión.

Mediante la pieza soporte según la reivindicación 9 se logra una correspondencia fija y un ajuste eléctrico exacto entre la pieza de la bobina y el dispositivo convertidor.

La doble bobina según las reivindicaciones 10 y 11 incrementa la redundancia del sistema sensor, al mantenerse su funcionalidad aunque se produzca una avería en una de las bobinas. Mediante la comparación constante de los valores medidos por ambas piezas de bobina se pueden detectar rápidamente las averías en un sensor. La actuación en sentido opuesto de las dos piezas metálicas significa que éstas se aproximan alternativamente a las partes de la bobina o se alejan de éstas. Esto da lugar a una variación de una señal suma o diferencia especialmente clara, fácil de evaluar.

En el dibujo está representado un ejemplo de realización de la invención, que se describe a continuación con mayor detalle. Las figuras muestran:

Figura 1 esquemáticamente una vista lateral parcial de un sistema de pedal de un automóvil, en una posición de partida,

Figura 2 las piezas según la figura 1, en otra posición funcional,

Figura 3 una vista lateral de un sistema de pedales modificado.

De acuerdo con la figura 1, hay un pedal 1 que apoya giratorio alrededor de un eje de pedal 2 en el recinto de pedales de un automóvil. Encima del pedal 1 hay una parte de bobina 3 colocada fija, que induce un campo electromagnético alterno dirigido hacia el pedal 1. En el pedal 1, fabricado por ejemplo de un material plástico reforzado con fibra de vidrio, va colocada una parte metálica 4 de un material ferromagnético, que junto con la parte de bobina forma un sensor inductivo, y cuya distancia a la bobina varía en función de la posición angular del pedal 1. Esto provoca la correspondiente variación de la resistencia inductiva de la parte de bobina 3, lo que da lugar a la correspondiente variación de la potencia de pérdidas de la pieza de bobina 3, que se puede medir. La parte metálica 4 curvada de chapa tiene una curvatura convexa en forma de leva, cuya variación está diseñada de tal manera que las señales de salida del sensor varíen de modo sensiblemente proporcional a la posición angular del pedal 1.

La pieza metálica presenta un contorno curvado fácil de conseguir y se puede unir al pedal con poco trabajo, colocándolo en un molde de colada. Esta parte del sensor no implica por lo tanto ninguna clase de costes adicionales al instalarla en el espacio de los pedales. La parte de bobina 3 se puede instalar en el espacio de los pedales con independencia del montaje del pedal y sin que se produzca una obstrucción mutua.

En la posición de partida representada, uno de los extremos de la parte metálica está muy próximo a la parte de bobina, y en consecuencia ejerce sobre ésta una influencia intensa sobre su campo electromagnético alterno.

Según la figura 2, el pedal ha sido girado a una posición funcional en la que se ha incrementado considerablemente la distancia respecto a la parte de bobina 3. La resistencia inductiva de la parte de bobina ha variado en consecuencia. En un dispositivo convertidor que no está representado pero que está acoplado directamente se pueden convertir los valores del sensor en señales de salida que se pueden tratar en un sistema electrónico.

Según la figura 3, el sensor presenta dos partes de bobina 3 contiguas entre sí, frente a las cuales se encuentran en el pedal 1 dos piezas metálicas de inclinación opuesta a modo de palanca basculante. Las dos partes metálicas están unidas aquí en los tramos extremos próximos entre sí en la zona central común formando una sola pieza, dando lugar a una pieza de sensor en forma de mariposa, lo que reduce el coste de fabricación. Las piezas metálicas están conformadas descentradas con respecto al eje del pedal 2, de tal manera que se aproximan alternativamente a la parte de bobina 3 respectiva, o se alejan de ésta. Esto provoca una variación especialmente intensa de la señal diferencial entre las dos partes de bobina 3.

En la posición de partida representada de trazos, una de las partes metálicas 4 está muy próxima a una de las partes de bobina 3, mientras que la otra parte metálica 4 se encuentra en la posición más alejada de la parte de bobina 3. En la posición final del pedal 1, representada con línea de trazo continuo, se han invertido las distancias de las partes metálicas respecto a sus partes de bobina 3.

Claims (11)

1. Sistema de pedales para automóviles con un pedal (1) y un sensor para captar el recorrido del pedal (1), caracterizado porque el sensor está realizado como sensor de distancia inductivo, que consta de una parte metálica (4) firmemente unida al pedal, y una parte de bobina (3) fija, orientada hacia aquél, porque la parte metálica (4) está dispuesta a una distancia libre fuera de la parte de bobina (3), en su ámbito de actuación exterior, y porque la distancia de actuación de la parte metálica (4) y de la parte de bobina (3) es variable en función de la posición del pedal.

2. Sistema de pedales según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte metálica (4) está hecha de un material con interacción magnética.

3. Sistema de pedales según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la parte de bobina (3) va fijada a una parte fija del espacio de pedales.

4. Sistema de pedales según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la parte metálica (4) está unida al pedal (1) metálico formando una sola pieza.

5. Sistema de pedales según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque la parte metálica (4) está realizada como un elemento sensor independiente, alojado en un soporte electromagnéticamente neutro del pedal (1).

6. Sistema de pedales según la reivindicación 5, caracterizado porque el pedal (1) electromagnéticamente neutro es de un plástico reforzado con fibra de vidrio.

7. Sistema de pedales según la reivindicación 4, 5 ó 6, caracterizado porque la parte metálica (4) está dispuesta en un lado del eje de pedales (2) opuesto a la zona de maniobra del pedal (1), entre aquél y la parte de bobina (3), y porque uno de los lados de la parte metálica (4) orientado hacia la parte de bobina (3) presenta un contorno, por ejemplo, en forma de leva que señala hacia la parte de bobina (3), y que discurre excéntrico respecto a un eje (2) del pedal (1).

8. Sistema de pedales según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los valores de medición eléctricos de la parte de bobina (3) se pueden convertir en señales de salida independientes de la posición del pedal mediante un dispositivo convertidor electrónico.

9. Sistema de pedales según la reivindicación 8, caracterizado porque la parte de bobina (3) y el dispositivo convertidor van fijados sobre una pieza soporte común.

10. Sistema de pedales según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstas dos partes de bobina (3) y dos partes metálicas (4) que actúan en sentido opuesto, para respectivamente una de las bobinas.

11. Sistema de pedales según la reivindicación 10, caracterizado porque las bobinas están dispuestas contiguas entre sí, y porque las dos partes metálicas (4) que pueden bascular alrededor del eje de pedales (2) están dispuestas a modo de mariposa entre el eje de pedales (2) y las partes de bobina (3).