ES2323978T3 - Dispositivo activador de canales con un conector electrico multipolar de un dispositivo de enganche de un vehiculo. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo activador de canales del tipo de los utilizados con los conectores eléctricos multipolares de los enganches incorporados en algunos vehículos para la sujeción de un remolque o similar, en los que los amplificadores de estado sólido (1) están alojados en una caja (2) apropiada, equipada con los conectores de entrada y salida (3) apropiados para las distintas señales eléctricas, caracterizado porque está formado por una pluralidad de amplificadores de estado sólido (1) directamente conectados a un bloque de conexiones (1) que actúan como conmutadores de corriente, donde algunos de los amplificadores de estado sólido (1) correspondientes a determinados canales de salida (7) están internamente configurados para que funcionen opcionalmente en modo de Modulación de Impulsos por Anchura.

Description

Dispositivo activador de canales con un conector eléctrico multipolar de un dispositivo de enganche de un vehículo.
La presente memoria descriptiva, como su título indica, hace referencia a un dispositivo activador de canales del tipo utilizado con los conectores eléctricos multipolares de los enganche instalados en algunos vehículos para la sujeción de un remolque o similar caracterizado porque controla y gobierna las señales eléctricas del remolque sin consumo directo de corriente de las señales eléctricas equivalentes del automóvil.
En la actualidad son ampliamente conocidos y utilizados los dispositivos de enganche, principalmente los enganches de bola, instalándose como opción y complementariamente en muchos vehículo para la sujeción de un remolque, una caravana, etc. Un ejemplo es el descrito en la Patente EP 98107007: "Dispositivo de remolque para un vehículo con un enganche de bola, amovible pero bloqueable, provisto de una toma de electricidad".
En cumplimiento con las disposiciones legales aplicables, todos estos dispositivos deben incorporar un conector eléctrico multipolar para permitir el encendido de los distintos indicadores luminosos situados en el remolque (señales de giro, frenos, intermitentes, luces antiniebla, luz de marcha atrás, etc...) de manera sincronizada con los elementos equivalentes en el vehículo remolcador, principalmente el conjunto de las luces traseras. En determinados casos, este conector sirve también para enviar energía eléctrica al remolque, lo que es útil, por ejemplo, en el caso de caravanas y vehículos similares. Estos tipos de conectores eléctricos multipolares son mayoritariamente de 7 polos, como los que se describen en la Patente EP 87105400, "Conexión de enchufe multipolar extraíble para la transmisión de corrientes eléctricas, para uso preferentemente en automóviles", o de 13 polos, como los descritos en la Patente EP 95104903, "Enchufe macho, en especial para la conexión eléctrica de remolques", y en la Patente EP 91105209, "Enchufe hembra para tomas multipolares".
Independientemente de su clase y tipo, todos estos conectores eléctricos se conectan directamente a los elementos, indicadores y luces del vehículo remolcador, de modo que los elementos eléctricos del remolque están conectados en paralelo con los del vehículo, ocasionando un gran consumo de corriente eléctrica, lo cual tiende a ser fuente de frecuentes problemas, sobrecargas y averías por exceso de consumo, aparte del hecho de que esta sobrecarga de corriente eléctrica en el vehículo origina un calentamiento elevado de los cables conductores y otros elementos asociados, con el consiguiente aumento de la posibilidad de incendio y una disminución importante en la seguridad, que afecta negativamente a su vida útil.
El documento DE 3819639 A revela el preámbulo de la reivindicación 1.
En la patente EP 1 029 745 A2 se presenta un dispositivo activador de canales complicado y costoso dotado de conectores eléctricos multipolares, el cual consiste en una pluralidad de dispositivos de estado sólido provistos de los correspondientes conectores de entrada y salida para las distintas señales eléctricas. Este dispositivo activador de canales utiliza un microcontrolador con un procesador y un transceptor para el control de los dispositivos de estado sólido (conmutadores de transistor). Además, el microcontrolador es utilizado para monitorizar el flujo de corriente al poder detectar falos en el circuito, teniendo la capacidad de cortar la energía si se detecta un fallo.
En el documento DE 100 47 471 A1 se presenta otro dispositivo activador de canales que utiliza una electrónica similar a la unidad de microprocesador descrita en EP 1 029 745 A2. Además, la electrónica descrita en DE 100 47 471 A1 utiliza conmutadores de corriente (diodos) para controlar el flujo de energía a las luces del remolque.
Estos problemas son especialmente graves en el caso de vehículos de última generación, en los que el gran incremento de sistemas y aparatos eléctricos y electrónicos ha ocasionado ya una cierta sobrecarga interna en el consumo eléctrico, lo que implica que un incremento aún mayor de dicho consumo eléctrico al conectar un remolque, con el consiguiente aumento de problemas, resulta difícilmente aceptable.
En algunas marcas y modelos de vehículos, principalmente en los de gama alta, es posible, bajo demanda, solicitar al fabricante la incorporación de unos circuitos eléctricos independientes para el enganche del remolque que eviten estos problemas, pero esta opción presenta importantes inconvenientes, principalmente el elevado coste añadido que supone para el vehículo y el hecho de que ha de tenerse previsto con mucha anticipación antes de la compra del vehículo, lo que significa que no es aplicable una vez comprado el mismo, ni para vehículos de otras marcas o modelos.
Asimismo, algunos fabricantes de enganches incorporan relés electromecánicos en sus modelos, en un intento de reducir estos problemas, pero presentan otros problemas diferentes achacables principalmente a la naturaleza electromecánica de los componentes eléctricos, que los hace muy poco duraderos en un entorno tan hostil y vibratorio como es el de un vehículo, originando frecuentes averías y problemas de funcionamiento, debidos también a la desintegración de los contactos eléctricos producida por el ciclo de conexiones y desconexiones continuas, que produce arcos eléctricos de apertura y cierre en los contactos que acaban destruyendo las superficies de contacto de los relés, impidiendo finalmente su funcionamiento.
Ha habido algunos intentos de mejorar estas conexiones eléctricas entre el automóvil y el remolque, como el descrito en la Patente EP 94119962 "Sistema de comunicaciones eléctricas para tractor y remolque de camión", pero siguen persistiendo los inconvenientes y los problemas descritos anteriormente debidos a la utilización de relés electromecánicos, aparte de que se trata de un sistema específicamente diseñado para la comunicación entre tractores o camiones y sus remolques; su adaptación a vehículos estándar es difícil y compleja debido a la utilización de comunicación electrónica avanzada por bus de datos digital con un sistema múltiplex.
El dispositivo activador de canales objeto de la presente invención ha sido ideado para solventar los problemas existentes actualmente en cuanto a la conexión eléctrica entre vehículos y remolques. Está formado por una pluralidad de amplificadores de estado sólido que actúan como conmutadores de corriente según la reivindicación 1.
Los amplificadores de estado sólido toman las señales eléctricas de control necesarias del bloque de conexiones de las luces traseras del vehículo y, cuando alguna de ellas se activa, producen la conexión eléctrica del correspondiente canal de salida a la tensión positiva de la batería del vehículo. De esta forma, cada una de las señales de control produce la activación de su correspondiente canal de salida, entendiéndose por activación el proporcionar corriente eléctrica procedente directamente de la batería del automóvil, sin utilizar corriente de las luces traseras del vehículo ni de ninguno de sus elementos indicadores. Todo el consumo proviene directamente de la batería del vehículo. Por motivos de seguridad, es aconsejable instalar un fusible externo de protección en la conexión a la batería.
Además, algunos de estos amplificadores de estado sólido correspondientes a determinados canales están configurados internamente para que puedan funcionar opcionalmente en modo PWM (Modulación de Impulsos por Anchura) o en modo continuo (tal como se ha descrito anteriormente), para aquellos casos en los que sea necesario reducir aún más el consumo.
Asimismo existe una línea de retorno para las luces antiniebla del remolque que, a través de otro conmutador electrónico provoca opcionalmente la desconexión automática de las luces antiniebla del vehículo cuando está conectado el remolque, evitando de esta forma el posible deslumbramiento al conductor por el reflejo de la luz en el remolque, o incluso una falsa señal a los otros conductores, debido a la especial naturaleza y potencia de estas luces indicadoras, además, obviamente, del consiguiente ahorro de consumo eléctrico.
Existen dos variantes preferentes: una de ellas con 6 canales de activación, correspondiente a los conectores estándar de 7 polos, y otra con 7 canales de activación, correspondiente a los conectores estándar de 13 polos, donde los 6 polos restantes se conectan directamente, aunque puede realizarse con cualquier otra combinación de canales de activación que pudiera surgir en futuras necesidades y aplicaciones.
Este dispositivo activador de canales normalmente se instala entre el conector eléctrico multipolar situado en el enganche para el remolque y el bloque de conexiones de las luces traseras, y se conecta al terminal positivo de la batería y a la masa eléctrica del vehículo, que se corresponde con el polo negativo de la batería. El dispositivo activador de canales está diseñado para su utilización con vehículos que utilicen el polo negativo de la batería conectado a masa, es decir, prácticamente la mayoría, pero está prevista también otra variante siguiendo el mismo principio de funcionamiento, adaptada para aquellos vehículos que utilicen el terminal positivo conectado a masa. Puede utilizarse también con distintas tensiones continuas de batería (12 V, 24 V, etc..). De esta forma, el dispositivo activador de canales puede conectarse de forma universal en cualquier tipo de vehículo, independientemente de la marca o modelo, pudiendo instalarse durante el proceso de fabricación o una vez vendido el vehículo.
El número y distribución de los canales de entrada y salida es variable y puede adaptarse a las distintas variables y necesidades, aunque preferentemente incorporarán las siguientes señales:
-
Desde el vehículo: luz de freno, intermitente izquierdo, intermitente derecho, señal de giro izquierda, señal de giro derecha, luz antiniebla, luz antiniebla retorno-vehículo, positivo batería y masa para la versión de 6 canales, añadiendo la luz de marcha atrás en la variante de 7 canales.
-
Desde el conector para el remolque: luz de freno, Intermitente izquierdo, intermitente derecho, señal de giro izquierda, señal de giro derecha y luz antiniebla para la versión de 6 canales, añadiendo la luz de marcha atrás en la versión de 7 canales.
\vskip1.000000\baselineskip
Opcionalmente es posible incluir en la misma caja la circuitería necesaria para detectar e indicar la existencia de un filamento fundido en cualquiera de las señales eléctricas utilizadas para la indicación luminosa en el remolque o equipo similar conectado al vehículo. A este fin se incorporan elementos sensores de corriente en los canales de salida que detectan la ausencia de corriente eléctrica en dicho canal cuando se activa, detectando así que el filamento de la lámpara asociada a dicho canal se ha fundido y comunicando esta situación anómala a un módulo de detección que centraliza las señales indicadoras procedentes de todos los elementos sensores, indicando un fallo en alguno de los canales a través de una línea que comunica con un dispositivo avisador en el vehículo (que puede ser luminoso o acústico, una indicación en el salpicadero del vehículo, o una combinación de los anteriores). En este caso, obviamente serán necesarias una o más terminales de conexión con el vehículo.
Además, el diseño prevé asimismo la inclusión opcional, también en la misma caja, de la circuitería necesaria para desactivar el funcionamiento de los sensores de aparcamiento traseros del vehículo cuando se detecta la conexión del remolque o similar. A este fin se añade una línea adicional en el conector para el remolque, que es activada eléctricamente cuando el conector multipolar es insertado físicamente, siendo detectada dicha inserción por un circuito de control incorporado que procederá a desactivar los sensores de aparcamiento traseros del vehículo a través de una línea de autorización. En este caso serán necesarias una o más terminales de conexión con el vehículo y una o más con el remolque.
El dispositivo activador de canales se montará en el interior de una caja resistente, preferiblemente encapsulado en resina epoxi o material similar para proteger los circuitos electrónicos internos y garantizar su inmunidad a la humedad, a las vibraciones y al agua, permitiendo así un funcionamiento optimo, sin averías, en un entorno tan hostil y duro como el de un automóvil. Su encapsulado también garantiza el aislamiento eléctrico del dispositivo e impide cualquier tipo de manipulación o cambio en sus características internas. La caja irá equipada con los conectores eléctricos adecuados para los cables de conexión, siendo estos conectores de cualquiera de los tipos utilizados habitualmente en la industria del automóvil, preferentemente una regleta de conexiones atornillada, con o sin puente de conexión.
El dispositivo activador de canales descrito aporta múltiples ventajas sobre los sistemas disponibles en la actualidad, siendo la más importante que evita sobrecargas y averías en el circuito eléctrico del automóvil debidas a un consumo eléctrico excesivo.
Es de destacar la innegable ventaja que implica la utilización de amplificadores de estado sólido que actúan como conmutadores de corriente, por la ausencia de problemas electromecánicos que representa, por su robustez y por su vida útil, prácticamente indefinida.
Es también muy importante resaltar la ventaja que representa añadir a las funciones originales del dispositivo, la capacidad de monitorizar, detectar e indicar los filamentos fundidos de las lámparas del remolque, con la correspondiente clara mejora de la seguridad en la conducción, puesto que el conductor del vehículo puede ser advertido instantáneamente y en tiempo real del fallo de cualquiera de los indicadores luminosos del remolque que pudiera reducir sus capacidades indicadoras.
También deberíamos de remarcar que aporta la ventaja innegable de hacer posible, que aquellos vehículos equipados con sensores de aparcamiento, preferiblemente del tipo de los que se activan por proximidad, puedan llevar un remolque o similar enganchado en la parte trasera sin que los elementos remolcados den indicaciones falsas a los sensores de aparcamiento que podrían confundir al conductor o distorsionar las medidas de distancia realizadas por el ordenador de a bordo del vehículo.
Otra importante ventaja es que, gracias a su diseño característico, puede instalarse de manera universal en cualquier tipo y marca de automóvil, al mismo tiempo que se instala el enganche mecánico para el remolque, sin necesidad de ser instalado previamente ni de preinstalación.
También es importante destacar que al tratarse de un módulo compacto, se instala de forma rápida y sencilla, con el consiguiente ahorro de mano de obra y económico.
Es importante subrayar la innegable ventaja que representa el encapsulado con resina epoxi o similar, ya que garantiza la inmunidad del dispositivo a la humedad, a las vibraciones y al agua, permitiendo así un funcionamiento optimo sin averías, garantizando el aislamiento eléctrico e impidiendo cualquier tipo de manipulación o cambio en sus características internas.
Para comprender mejor el objeto de la presente invención, el plano anexo representa una realización práctica preferencial de un dispositivo activador de canales.
En el plano, la Fig. 1 muestra un diagrama de bloques genérico simplificado del dispositivo y de su interconexión.
La Fig. 2 muestra un diagrama de bloques genérico completo del dispositivo y de su interconexión, incluyendo todas las opciones de circuitería.
La Fig. 3 muestra una vista externa de un ejemplo de realización del dispositivo.
La Fig. 4 muestra un diagrama genérico de su conexión en el vehículo.
La Fig. 5 muestra un diagrama genérico de su conexión en el vehículo en el caso de instalación para conmutador de luz antiniebla.
Como puede apreciarse en el plano anexo, el dispositivo activador de canales objeto de la presente invención está formado básicamente por una pluralidad de amplificadores de estado sólido (1) que actúan como conmutadores de corriente y alojados dentro de una caja (2) apropiada, equipada con los conectores de entrada y salida (3) adecuados para las distintas señales eléctricas.
Los amplificadores de estado sólido toman la señales eléctricas de control (4) necesarias del bloque de conexiones de las luces traseras (5) del vehículo (6) y cuando alguna de ellas se activa, producen la conexión eléctrica del correspondiente canal de salida (7) a la tensión positiva (8) procedente de la batería (9) del vehículo (6). De este modo, cada una de las señales de control (4) produce la activación de su correspondiente canal de salida (7), entendiéndose por activación el proporcionar corriente eléctrica procedente directamente de la batería (9) del vehículo (6), sin consumir corriente directamente de las luces traseras (5). Por seguridad, es aconsejable instalar un fusible externo de protección (10) en la conexión a la batería (9). También serán necesarias las conexiones a la masa (13) adecuadas.
Además, algunos de estos amplificadores de estado sólido (1) correspondientes a determinados canales de salida (7) pueden configurarse internamente para su funcionamiento opcional en modo PWM (Modulación de Impulsos por Anchura) o en modo continuo (tal como se ha descrito anteriormente), para aquellos casos en los que sea necesario reducir aún más el consumo.
Existe también una línea de retorno (11) para las luces antiniebla del remolque que, a través de otro conmutador electrónico, provoca opcionalmente la desconexión automática de las luces antiniebla (5) del vehículo cuando se conecta el conector eléctrico multipolar (12). Para esta instalación será necesario cortar el cableado original (14) del las luces antiniebla del vehículo (6).
Tal y como hemos explicado anteriormente, este dispositivo activador de canales se instala normalmente entre el conector eléctrico multipolar (12) situado en el enganche para el remolque (15) y el bloque de conexiones de las luces traseras (5), y se conecta al terminal positivo (8) de la batería (9) y a la masa (13) del vehículo, que normalmente se corresponde con el polo negativo de la batería (9).
Como ya se ha explicado anteriormente, el número y distribución de los terminales de entrada y salida (3) es variable y puede adaptarse a distintas necesidades. La caja posee también etiquetas o serigrafías (16, 17) con las correspondientes instrucciones e información de conexión.
Opcionalmente es posible incluir en la misma caja (2) la circuitería necesaria para detectar e indicar la existencia de un filamento fundido en cualquiera de las señales eléctricas utilizadas para la indicación luminosa en el remolque o equipo similar conectado al vehículo. A este fin se incorporan elementos sensores de corriente (18) en los canales de salida (7) que detectan la ausencia de corriente eléctrica en dicho canal (7) cuando se activa, detectando así que el filamento de la lámpara asociada a dicho canal se ha fundido y comunicando esta situación anómala a un módulo de detección (18) que centraliza las señales indicadoras procedentes de todos los elementos sensores de corriente (18) de la caja (2), indicando un fallo en alguno de los canales a través de una línea (20) que comunica con un dispositivo avisador (19) en el vehículo (que puede ser luminoso o acústico, una indicación en el salpicadero del vehículo, o una combinación de los anteriores).
Además, el diseño prevé asimismo la inclusión opcional, también en la misma caja (2), de la circuitería necesaria para desactivar el funcionamiento de los sensores de aparcamiento traseros (24) del vehículo cuando se detecta la conexión del remolque o similar. A este fin se añade una línea adicional (21) que es activada eléctricamente cuando el conector eléctrico multipolar (12) es insertado físicamente, siendo detectada dicha inserción por un circuito de control (22) incorporado en la caja (2) que procederá a desactivar los sensores de aparcamiento traseros (24) del vehículo a través de una línea de autorización (23).
Omitimos voluntariamente la descripción detallada de las características del sistema que se describe o de los elementos componentes que lo integran, pues consideramos que el resto de características no están cubiertas por ninguna de las reivindicaciones.
Habiendo descrito suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como una forma de llevarlo a la práctica, sólo queda por añadir que su descripción no es limitativa y que pueden realizarse diversas variaciones, tanto en materiales como en formas o tamaños, siempre y cuando dichas variaciones no alteren lo esencial de las características que se reivindican a continuación.

Claims (8)

1. Dispositivo activador de canales del tipo de los utilizados con los conectores eléctricos multipolares de los enganches incorporados en algunos vehículos para la sujeción de un remolque o similar, en los que los amplificadores de estado sólido (1) están alojados en una caja (2) apropiada, equipada con los conectores de entrada y salida (3) apropiados para las distintas señales eléctricas, caracterizado porque está formado por una pluralidad de amplificadores de estado sólido (1) directamente conectados a un bloque de conexiones (1) que actúan como conmutadores de corriente, donde algunos de los amplificadores de estado sólido (1) correspondientes a determinados canales de salida (7) están internamente configurados para que funcionen opcionalmente en modo de Modulación de Impulsos por Anchura.
2. Dispositivo activador de canales, según la reivindicación anterior, caracterizado porque está instalado entre el conector eléctrico multipolar (12) situado en el enganche para el remolque (15) y el bloque de conexiones correspondiente a las luces traseras (5) y conectado al terminal positivo (8) de la batería (9) y a la masa eléctrica (13) del vehículo, que normalmente se corresponde con el polo negativo de la batería (9).
3. Dispositivo activador de canales según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los amplificadores de estado sólido toman las señales eléctricas de control (4) necesarias del bloque de conexiones de las luces traseras (5) del vehículo (6) y, cuando cualquiera de ellas se activa, producen la conexión eléctrica del correspondiente canal de salida (7) a la tensión positiva (8) procedente de la batería (9) del vehículo (6), sin consumir directamente corriente de las luces traseras (5).
4. Dispositivo activador de canales según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque existe una línea de retorno (11) para las luces antiniebla del remolque que, a través de otro conmutador electrónico provoca opcionalmente la desconexión automática de las luces antiniebla (5) del vehículo cuando el remolque es conectado al conector eléctrico multipolar (12), siendo necesario para la instalación cortar el cableado original (14) de las luces antiniebla del vehículo (6).
5. Dispositivo activador de canales, según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque una variante prioritaria de la realización práctica incorpora 6 canales de activación, y por tanto 6 amplificadores de estado sólido (1), que se corresponden con los conectores estándar de 7 polos (12).
6. Dispositivo activador de canales, según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque otra variante prioritaria de la realización práctica incorpora 7 canales de activación, y por tanto 7 amplificadores de estado sólido (1), que se corresponden con los conectores estándar de 13 polos (12), en los que los 6 polos restantes se conectan directamente.
7. Dispositivo activador de canales, según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque, opcionalmente, la misma caja (2) puede incluir la circuitería necesaria para detectar e indicar la existencia de un elemento fundido en cualquiera de las señales eléctricas utilizadas para la indicación luminosa en el remolque o equipo similar conectado al vehículo, consistiendo dicha circuitería en la inclusión de elementos sensores de corriente (18) en cada uno de los canales de salida (7) que detectan la ausencia de corriente eléctrica en dicho canal (7) cuando se activa, detectando así que el filamento de la lámpara asociada a dicho canal se ha fundido y comunicando esta situación anómala a un módulo de detección (18) que centraliza las señales indicadoras procedentes de todos los elementos sensores de corriente (18) de la caja (2), indicando un fallo en alguno de los canales a través de una línea (20) que comunica con un dispositivo avisador (19) en el vehículo, que puede ser luminoso o acústico, una indicación en el salpicadero del vehículo, o una combinación de los anteriores.
8. Dispositivo activador de canales, según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque, opcionalmente, la misma caja (2), puede incluir la circuitería necesaria para desactivar el funcionamiento de los sensores de aparcamiento traseros (24) del vehículo cuando se detecta la conexión del remolque o similar, consistiendo dicha circuitería en una línea adicional (21) que es activada eléctricamente cuando el conector eléctrico multipolar (12) es insertado físicamente, siendo detectada dicha inserción por un circuito de control (22) incorporado en la caja (2) que procederá a desactivar los sensores de aparcamiento traseros (24) del vehículo a través de una línea de autorización (23).
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