ES2229618T3 - Dispositivo para la seleccion de la velocidad en una transmision de un vehiculo automovil. - Google Patents

Abstract

Dispositivo electrónico para la selección de velocidades en una transmisión automática de vehículos automóviles, comprendiendo una pluralidad de sensores digitales (24-28) para determinar la posición angular del giro de un árbol de selección de velocidades (13) que emerge de dicha transmisión automática y giratorio para engranar los diversos engranajes mediante un motor paso a paso (11) que puede funcionar en ambos sentidos, dichos sensores digitales y dicho motor paso a paso (11) estando conectados eléctricamente a una unidad de control y de funcionamiento electrónico digital (15) la cual puede procesar señales eléctricas codificadas emitidas por dicha pluralidad de sensores digitales para variar la posición angular de dicho árbol de selección (13), desde una posición en la cual la transmisión (14) está en la velocidad de avance hacia delante a una posición en la cual está en punto muerto, la velocidad de marcha atrás o aparcamiento, dicha unidad electrónica pudiéndose accionar mediante señales transmitidas por una serie de sensores (16, 17) colocados en el vehículo, dichos sensores (16, 17) incluyendo un sensor tacómetro para el número de revoluciones del motor (20), un sensor en la posición del pedal del freno (20a) y un sensor (20b) en la posición de la puerta de conductor y dicha unidad electrónica (15) estando provista para activar el árbol de selección (13) como una función de las señales detectadas por dichos sensores.

Description

Dispositivo para la selección de la velocidad en una transmisión de un vehículo automóvil.

Esta invención se refiere a un dispositivo electrónico para seleccionar la velocidad en una transmisión automática para vehículos automóviles. La patente italiana Nº 1251752 presentada por la misma parte solicitante, describe un dispositivo para la selección de velocidades en una transmisión automática en vehículos a motor, que incluye diversos sensores digitales diseñados para indicar la posición del ángulo de giro del árbol de selección de la velocidad, que emerge de dicha transmisión automática y giratorio para la inserción de diversos engranajes por medio de un motor paso a paso con un movimiento posible en dos sentidos. Los sensores digitales y el motor paso a paso están conectados eléctricamente a un control digital y a una unidad de mando electrónica diseñada para procesar señales eléctricas codificadas emitidas por los sensores digitales cuando varía el ángulo de posición del árbol de selección. Este sistema también comprende dos accionamientos eléctricos diseñados para controlar el motor paso a paso o de corriente continua mediante por lo menos un paso cada vez con un giro en uno de los dos sentidos. Este dispositivo también hace posible controlar un cambio de velocidad en la posición de aparcamiento, automáticamente después de que la llave de arranque del motor se haya quitado de la posición adecuada. En el caso de fallo del dispositivo es posible seleccionar la posición de aparcamiento y otras velocidades. Los accionamientos eléctricos están idealmente conectados a una unidad de proceso electrónica que determina cuándo la transmisión automática está activada sobre la base de señales recibidas y recibidas de acuerdo con una secuencia y una relación previamente definida de las posiciones relativas de los sensores colocados en el vehículo automóvil.

Por otra parte, la patente americana US Nº 4,892,014, la cual presenta todas las características del preámbulo de la reivindicación 1, describe un control electrónico para transmisiones automáticas, en el cual un selector del cambio de gama de la transmisión automática controlado por microprocesador coloca la válvula de cambio de gama de acuerdo con el cambio requerido por un motor eléctrico; un transductor de retroalimentación proporciona información sobre la posición de la válvula con el fin de controlar el motor y transductores de la condición del vehículo, incluyendo un conmutador de puerta, un conmutador de asiento y sensores de la velocidad del vehículo y de las revoluciones por minuto, proporcionan entradas al microprocesador, el cual está programado para determinar los cambios apropiados para evitar cambios de gama requeridos en algunos casos e iniciar automáticamente cambios en aparcamiento en otros casos.

Sin embargo, en algunos casos puede ser más conveniente para el dispositivo permitir la selección automática de la posición de aparcamiento incluso cuando el motor está funcionando, lo que significa que la llave está insertada y girada en la posición de marcha.

El objeto de la presente invención es llevar a cabo un dispositivo para la selección de velocidades en un sistema de transmisión automática, que incluye también la posibilidad de variar automáticamente la posición de los engranajes cuando el vehículo automóvil está parado y el motor está todavía funcionando.

Las características estructurales y funcionales y las ventajas de un dispositivo de selección de velocidades de acuerdo con la presente invención se harán más evidentes a partir de la descripción que se proporciona aquí más adelante a título de ejemplo no limitativo con referencia al único dibujo esquemático que se acompaña, que presenta la realización esquemática del dispositivo de acuerdo con la invención asociado con una transmisión automática, parcialmente representada en perspectiva.

Se hace referencia a la figura, la cual muestra una realización esquemática de un dispositivo electrónico para la selección de velocidades en una transmisión de cambio de velocidades automática para vehículos automóviles de acuerdo con la presente invención, que incluye en un extremo, un motor paso a paso (11) mecánicamente conectado a través de un primer árbol (12) y palancas (no ilustradas) para la selección de velocidades de un segundo árbol (13) colocadas en la transmisión automática (14).

El dispositivo electrónico comprende esencialmente una unidad de proceso electrónica 15, como por ejemplo un centro de control lógico electrónico y de potencia conectado en un lado a un dispositivo de conmutación y activación, indicado esquemáticamente como el conmutador 16. La unidad electrónica 15 también está conectada a un dispositivo para medir la velocidad 17 que consiste en un sensor tacómetro el cual mide la velocidad de funcionamiento del vehículo mediante el giro del árbol 18, como por ejemplo un eje de una rueda del vehículo.

La unidad electrónica 15 también está conectada y controlada funcionalmente mediante tres accionamientos eléctricos 19d, 19n, 19r que generalmente consisten en botones pulsadores o conmutadores, los cuales causan que el primer árbol del motor paso a paso 12 y el segundo árbol de selección de velocidades 13 giren en un sentido o en el otro, con los consiguientes cambios de velocidades sucesivos (accionamiento, punto muerto, marcha atrás). La unidad electrónica también está conectada a un sensor tacómetro, el cual proporciona una señal al sensor 20a colocado en el pedal del freno cuando se alcanza un nivel previamente definido. Dicho sensor transmite una señal eléctrica cuando el pedal está presionado, incluso ligeramente, al sensor 20b, colocado en la puerta del conductor y que tiene por objeto transmitir una señal para indicar si la puerta del vehículo está abierta o cerrada.

Una pluralidad de imanes permanentes están montados en el árbol 12 del motor paso a paso unido al árbol de selección de velocidades 13 y una pluralidad de sensores magnéticos están montados en la carcasa del motor paso a paso 11.

El árbol de selección de velocidades 13 puede sufrir giros previamente determinados en el sentido en el que pueda asumir sólo un número finito de posiciones, para cada una de ellas correspondiendo a un determinado engranaje engranado de la transmisión automática 14.

La figura es una vista parcialmente en perspectiva de dos soportes de un material no magnético como por ejemplo aluminio, estando un primer soporte 21 fijado a una extensión 22 del árbol del motor paso a paso 11 y un segundo soporte 23 estando fijado a la carcasa del motor paso a paso 11. En la realización ilustrada, la pluralidad de imanes permanentes fijados al soporte giratorio 21 consiste en cinco series de imanes permanentes indicados respectivamente mediante A, B, C, E, F y la pluralidad de sensores magnéticos fijados a la carcasa del motor paso a paso 11 comprendiendo cinco sensores indicados respectivamente mediante 24, 25, 26, 27 y 28, estando conectados a la unidad electrónica 15. El cuerpo del primer soporte 21 está conformado como un trapecio isósceles o un sector circunferencial y transporta una serie de imanes permanentes a lo largo de arcos de circunferencia concéntricos de diámetro decreciente. En su parte superior, por ejemplo dentro de las ranuras radiales en la circunferencia periférica 29, el soporte 21 contiene la primera serie A de imanes permanentes que corresponden a las diversas velocidades o posiciones que puede asumir la transmisión automática.

A este respecto, es importante indicar que los sensores magnéticos digitales de efecto Hall, como los que se utilizan por ejemplo en la presente invención, tiene la propiedad de generar eléctricamente un "0" lógico siempre que están expuestos a un campo magnético y de generar un "1" lógico en el caso contrario.

De ese modo, se tiene una correspondencia doblemente no ambigua entre los engranajes engranados y las señales eléctricas codificadas correspondientes generadas por los sensores, de tal forma que estas señales se pueden identificar sin ambigüedades y ser utilizadas por cualquier circuito electrónico digital o unidad electrónica.

Una unidad de visualización 38 y un relé 39 con los contactos normalmente abiertos (cerrados cuando la llave de arranque está insertada) conectado a la línea de potencia del motor 40 están conectados a la unidad electrónica 15.

El dispositivo electrónico para la selección de velocidades en una transmisión automática para vehículos automóviles de acuerdo con la presente invención funciona de la manera siguiente.

Al insertar la llave de arranque, el motor del vehículo se puede arrancar sólo en la posición de aparcamiento o neutra, esto es cuando el sensor 24 está frente al imán permanente en la posición P o al imán permanente en la posición N. En virtud de su lógica previamente definida, la unidad electrónica 15 permite que el motor sea arrancado cuando los sensores y los imanes están en estas posiciones relativas.

Si el botón pulsador eléctrico 19r es pulsado ahora una vez, se consigue la posición de marcha atrás cuando la unidad electrónica 15 alimenta una señal para girar el motor paso a paso 11 un paso. El funcionamiento requerido de la transmisión automática 14 se consigue por lo tanto y la posición lograda se confirma por el hecho de que el imán R está en una posición que corresponde con el sensor 24.

Debe indicarse que, como en el caso de todos los vehículos con transmisiones automáticas, el freno gobierna el movimiento del vehículo de una manera normal.

Si se requiere poner el vehículo a una relación de velocidades desde la posición de aparcamiento mientras se mantiene el freno presionado, el botón pulsador 19d se tiene que presionar (suficiente para lograr la primera velocidad). Esta disposición se consigue mediante el motor paso a paso 11 que sufre el número requerido de pasos bajo el control de la unidad electrónica 15. Si se requiere poner el vehículo fuera de cambio de velocidades se tiene que presionar el botón pulsador 19n, a una velocidad inferior a 5 km/h.

La segunda serie de imán permanente B, que consiste en el ejemplo ilustrado en el imán 30, actúa cuando está en la posición de accionamiento automático, el dispositivo de seguridad debe ser la señal obtenida por el sensor tacómetro 17 para indicar que la velocidad del vehículo excede de un primer nivel, por ejemplo 5 km/h, o excede de un segundo nivel, por ejemplo 180 km/h. Cuando el imán D está frente al sensor 24, este imán estará frente al sensor 25, para accionar el dispositivo de seguridad lógica. A este respecto evita el cambio de velocidades a punto muerto, marcha atrás, oposición de aparcamiento en la transmisión automática, evitando de este modo arrastrar al motor.

Ventajosamente en un dispositivo de acuerdo con la presente invención cuando se quita la llave de arranque la unidad electrónica 15 automáticamente devuelve la transmisión automática a la posición de aparcamiento. A este respecto, la línea de potencia del motor 40 contiene el relé 39 el cual permanece cerrado hasta que la transmisión automática alcanza la posición de aparcamiento. Sólo en este punto los contactos del relé 39 se abren para cortar la potencia a la unidad electrónica o al centro de control 15. Por lo tanto incluso aunque el conductor se olvide de cambiar la transmisión automática a la posición de aparcamiento al parar el vehículo, la unidad electrónica 15 hace esto de forma completamente automática. Ventajosamente y por motivos de seguridad adicionales del usuario un dispositivo de acuerdo con la presente invención también está provisto de una señal a partir del sensor 20b, accionado cuando la puerta de conductor está abierta, la unidad electrónica 15 cambia la transmisión automática a la posición de aparcamiento automáticamente. Esto es sólo posible por supuesto cuando el tacómetro 20 no está activado ya que el motor no excede del número de revoluciones previamente definido, comprendido entre 600 y 800 revoluciones por minuto (vueltas/minuto) y el sensor de la velocidad del vehículo 17 indica que la velocidad es inferior a 5 km/h. Esta función de la unidad electrónica permite al usuario dejar momentáneamente el vehículo, con el motor funcionando, sin que se desplace de ningún modo.

Ventajosamente en una transmisión de acuerdo con la presente invención cuando se entra en el vehículo con el motor funcionando y la transmisión en la posición de aparcamiento el conductor puede activar el movimiento del vehículo simplemente pisando el pedal del freno, por lo que la unidad electrónica cambia la transmisión automática a la posición de accionamiento cuando se recibe la señal de impulso del sensor 20a. El movimiento del vehículo se puede conseguir simplemente acelerando mediante la presión del pedal y excediendo el nivel previamente definido.

Es evidente que si el cambio de velocidades del motor está en la posición de aparcamiento las velocidades no se pueden cambiar a las velocidades de marcha atrás y punto muerto, incluso aunque se presionen accidentalmente los botones 19r y 19n. Sólo el conductor puede trasmitir el mandato a la unidad electrónica 11 presionando el pedal del freno y restableciendo el funcionamiento de los otros botones pulsadores.

Claims (3)

1. Dispositivo electrónico para la selección de velocidades en una transmisión automática de vehículos automóviles, comprendiendo una pluralidad de sensores digitales (24-28) para determinar la posición angular del giro de un árbol de selección de velocidades (13) que emerge de dicha transmisión automática y giratorio para engranar los diversos engranajes mediante un motor paso a paso (11) que puede funcionar en ambos sentidos, dichos sensores digitales y dicho motor paso a paso (11) estando conectados eléctricamente a una unidad de control y de funcionamiento electrónico digital (15) la cual puede procesar señales eléctricas codificadas emitidas por dicha pluralidad de sensores digitales para variar la posición angular de dicho árbol de selección (13), desde una posición en la cual la transmisión (14) está en la velocidad de avance hacia delante a una posición en la cual está en punto muerto, la velocidad de marcha atrás o aparcamiento, dicha unidad electrónica pudiéndose accionar mediante señales transmitidas por una serie de sensores (16, 17) colocados en el vehículo, dichos sensores (16, 17) incluyendo un sensor tacómetro para el número de revoluciones del motor (20), un sensor en la posición del pedal del freno (20a) y un sensor (20b) en la posición de la puerta de conductor y dicha unidad electrónica (15) estando provista para activar el árbol de selección (13) como una función de las señales detectadas por dichos sensores (16, 17), caracterizado porque dicha unidad electrónica (15) activa el árbol de selección (13) a una posición en la cual la transmisión (14) está en la posición de aparcamiento cuando, con el motor del vehículo funcionando, dicho sensor de la posición de la puerta (20b) indica que dicha puerta está abierta y dicho sensor de tacómetro indica que el número de revoluciones del motor está por debajo de un nivel previamente definido.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque dicha unidad electrónica (15) activa el árbol de selección (13) automáticamente a la posición en la que el cambio de velocidades está en la posición de marcha hacia delante o de accionamiento, cuando, con el motor del vehículo funcionando, el sensor de giro del motor (20) indica un número de revoluciones del motor que excede de un nivel previamente definido, con el sensor en la posición del pedal del freno (20a) indicando que el pedal no está en la posición de reposo y el sensor de la posición de la puerta (20b) indica que la puerta está cerrada.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que dicha unidad electrónica (15) se puede controlar manualmente a través de botones pulsadores (19d, 19n y 19r), para desplazar el árbol de selección (13) desde una posición en la cual la transmisión (14) está en la velocidad de marcha hacia delante o de accionamiento hasta una posición en la cual dicha transmisión (14) está en punto muerto o velocidad de marcha atrás.