ES2337729T3 - Dispositivo de cambio de marchas electrico para un vehiculo automovil. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de cambio eléctrico para un vehículo automóvil con una palanca de cambio (1) y con un actuador eléctrico que puede poner o quitar un tope para la palanca de cambio (1), caracterizado porque una corredera (2) con por lo menos dos escalones está dispuesta de manera que se puede mover linealmente en dirección perpendicular a por lo menos una dirección de desplazamiento de la palanca de cambio (1) y se puede poner en posición mediante el actuador eléctrico de modo que uno de sus escalones (2a, 2b, 2c) se encuentra en la dirección de desplazamiento de la palanca de cambio (1), permitiendo de este modo limitar en distinto grado el desplazamiento de la palanca de cambio (1).

Description

Dispositivo de cambio de marchas eléctrico para un vehículo automóvil.

La invención se refiere a un dispositivo de cambio de marchas eléctrico para un vehículo automóvil, con una palanca de cambio y con un actuador eléctrico que puede poner o quitar un tope para la palanca de cambio.

Los dispositivos de cambio de marchas de este tipo se utilizan en automóviles que están equipados con una caja de cambio automatizada. En estas cajas, el proceso de cambio de marcha se realiza mediante técnica electrohidráulica o mediante un motor eléctrico, mientras que la orden de cambio del conductor se capta eléctrica o electrónicamente. En estas cajas de cambio automatizadas, para pasar a una marcha superior o inferior el conductor dispone de una palanca de cambio y en su caso además, de un conmutador basculante dispuesto en el volante.

La palanca de cambio de un dispositivo de marchas de este tipo puede ser multiestable o monoestable, es decir, se puede poner en varias posiciones fijas o bien, de forma similar a un joystick, solo tiene una posición de reposo estable, a la que la palanca de cambio siempre regresa desde múltiples posiciones inestables.

En los dos casos es deseable o hasta necesario, excluir de la selección siguiente ciertas posiciones en dependencia de la posición actual seleccionada. Por ejemplo es ventajoso indicar las marchas seleccionables en una cadena lineal cuando ya no existen posibilidades de selección en una dirección.

Puesto que en general no solo la captación sino también el procesado de los estados de selección respectivos tiene lugar de modo eléctrico o electrónico, la exclusión de ciertas posiciones puede realizarse y se realiza en general mediante la lógica de cambio subyacente.

De todos modos es ventajoso por razones ergonómicas que el usuario del dispositivo de cambio reciba una retroalimentación háptica inmediata de las funciones no seleccionables en cada momento. El conductor del vehículo recibe una retroalimentación de este tipo en especial mediante bloqueos o topes que interactúan con la palanca de cambio

Se conoce por el documento EP 1 464 875 A2 un dispositivo de cambio que tiene todas las características del preámbulo de la reivindicación independiente 1. Este dispositivo de cambio tiene un mecanismo de accionamiento que puede desactivar la función de un tope, de modo que la palanca de cambio se puede inclinar más allá de la posición definida por este tope. Para ello, el documento EP 1 464 875 A2 da a conocer una disposición de palanca basculante de construcción relativamente compleja que se acciona mediante varios actuadores distintos.

El dispositivo de cambio eléctrico según la presente invención tiene la ventaja, respecto a este dispositivo conocido, de limitar los recorridos de una palanca de cambio mediante el control de un único actuador, siendo los elementos mecánicos utilizados para ello sencillos, robustos, y económicos.

Esto se consigue según la invención mediante la disposición de una corredera con por lo menos dos escalones, que está dispuesta de manera que se puede mover linealmente en dirección perpendicular a por lo menos una dirección de desplazamiento de la palanca de cambio, y que se puede poner en posición mediante el actuador eléctrico de modo que uno de sus escalones se encuentre en la dirección de desplazamiento de la palanca de cambio, permitiendo de este modo limitar en distinto grado el desplazamiento de la palanca de cambio.

En una forma de realización preferida, el actuador controlable eléctricamente está realizado como un electroimán elevador con un mecanismo de retorno con muelle.

Se puede obtener otra realización ventajosa del actuador mediante un piezomotor. Un motor de este tipo comprende un generador de vibraciones, un cuerpo de resonancia y un componente accionable por éste. El generador de vibraciones forma el elemento activo que consiste en un componente piezoeléctrico que mediante un control eléctrico de alta frecuencia, está excitado por el efecto piezoeléctrico inverso para variaciones de longitud en el intervalo de los (sub) micrómetros. Estas rápidas variaciones de longitud producen vibraciones en el resonador mediante las cuales, a través de una superficie de contacto con un componente accionable, se produce el movimiento de éste en la dirección y velocidad deseadas.

En una primera configuración constructiva preferida, el actuador controla la corredera mediante una guía colisa. Esta guía colisa puede tener un recorrido lineal o también un recorrido no lineal, mediante lo cual permite un cierto perfil de fuerza-recorrido o una configuración de las posiciones extremas de la corredera independiente de las tolerancias.

En una segunda configuración constructiva preferida, el actuador controla la corredera a través de una palanca de accionamiento que está fijada con libertad de giro por el extremo opuesto a la corredera, sobre un eje perpendicular a la dirección del movimiento de la corredera. Mediante la elección de la distancia entre el punto de ataque del actuador y el eje, se puede variar la carrera y la fuerza de accionamiento requeridos por el actuador.

Mediante la realización de la corredera con estructura en forma de "U" con un brazo largo, una escotadura y un brazo corto, y la configuración del actuador de manera que mediante el control correspondiente del mismo es posible el desplazamiento específico de la corredera hacia una u otra de sus posiciones extremas opuestas, y de manera que un mecanismo de retorno con muelle devuelve la corredera a su posición de reposo intermedia en caso de falta de la corriente, se obtienen dos escalones de bloqueo así como un dispositivo de cambio seguro contra fallos.

Una aplicación preferida del dispositivo de cambio eléctrico consiste en bloquear los recorridos de un selector de cambio monoestable o multiestable, en dependencia de la marcha actualmente seleccionada.

Otras configuraciones y desarrollos ventajosos del dispositivo de cambio según la invención están explicados con la ayuda de las figuras.

Las figuras muestran:

la Fig. 1, un dispositivo de cambio según la invención, con control de la corredera mediante un electroimán elevador a través de una guía colisa,

la Fig. 2, un dispositivo de cambio según la invención con un control de la corredera mediante un electroimán elevador a través de una palanca de accionamiento giratoria.

Las ilustraciones de las figuras 1 y 2 muestran únicamente los detalles esenciales para la descripción de la invención, en distintas vistas o dibujos en sección. En los dos ejemplos de realización, los respectivos elementos activos están identificados con los mismos números de referencia.

La palanca de cambio 1 del dispositivo de cambio eléctrico está fijada con libertad de giro sobre dos ejes 4a y 4b perpendiculares entre sí. Para realizar la fuerza de accionamiento y las posiciones de enclavamiento de la palanca 1, ésta dispone en su extremo inferior de un perno de enclavamiento con muelle 5, el cual está guiado por una leva posicionadora tridimensional 6.

Con el fin de limitar intencionadamente en una dirección el desplazamiento de la palanca de cambio cuando esta se inclina alrededor del eje 4a, existe un elemento limitador en forma de una corredera 2 que se puede mover en la dirección perpendicular a esta dirección de desplazamiento de la palanca de cambio 1. En los ejemplos de realización mostrados, la corredera 2 está realizada como un elemento con tres escalones y en forma de "U", que tiene un brazo largo 2a, un brazo corto 2c y entre ellos una escotadura 2b. La palanca de cambio está provista de un saliente 1' dirigido hacia la corredera 2, el cual, cuando se inclina la palanca de cambio colisiona con la corredera 2. El nivel de inclinación de la palanca de cambio donde se produce esta colisión depende de que este saliente se encuentre frente al brazo largo 2a, el brazo corto 2c o la escotadura 2b existente entre ellos. La escotadura 2b permite la mayor inclinación de la palanca de cambio. Para absorber las fuerzas producidas por la colisión de la palanca de cambio con la corredera 2, ésta está guiada por una carcasa no representada en la figura, que proporciona una fuerza de apoyo en la dirección opuesta a la fuerza de accionamiento transmitida.

Con el fin de permitir o impedir la inclinación de la palanca de cambio 1 en cada situación de cambio, la corredera se puede posicionar respecto de la palanca de cambio 1 mediante un electroimán elevador 3 integrado en la carcasa junto con un mecanismo de retorno con muelle.

En el ejemplo de realización de la Fig. 1, la corredera 2 está controlada por el electroimán elevador 3 a través de una guía colisa. Así una espiga 8 unida al vástago 7 del electroimán elevador 3, se mueve dentro de un agujero coliso 9 formado en la parte trasera de la corredera opuesta a la palanca de cambio 1. El agujero coliso 9, que en el dibujo está representado lineal, puede preverse también con un recorrido no lineal para la obtención de un cierto perfil de fuerza-recorrido o para la configuración de las posiciones extremas de la corredera independiente de las tolerancias.

En el ejemplo de realización de la Fig. 2 la corredera está controlada por el electroimán elevador 3 a través de una palanca de accionamiento 10 que está fijada con libertad de giro por el extremo opuesto a la corredera 2, sobre un eje 11 perpendicular a la dirección del movimiento de la corredera 2. Por la cara trasera opuesta a la palanca de cambio 1, la corredera 2 tiene una espiga 12 que está guiada por el extremo opuesto al eje y abierto en forma de horquilla de la palanca de accionamiento 10. El electroimán elevador 3 ataca con una espiga 8 unida a su vástago 7 en una abertura de la palanca de accionamiento 10 situada entre sus dos extremos. Cuanto más próximo al eje de giro 11 de la palanca de accionamiento 10 se encuentre este punto de ataque, menor debe ser la carrera del vástago 7 de electroimán elevador 3. Debido a la desmultiplicación de fuerzas asociada a esto, se requiere una fuerza de accionamiento mayor.

En los dos ejemplos de realización, el electroimán elevador 3 está configurado de manera que mediante la correspondiente polaridad de la corriente se puede mover el vástago 7 y con él, la corredera 2, a una o a otra de sus posiciones extremas, y cuando no hay corriente, el mecanismo de retorno con muelle lleva al vástago 7 y con él, la corredera 2, a su posición de reposo intermedia.

Así es posible realizar de forma selectiva un primer y un segundo escalón de enclavamiento mediante el brazo corto 2c y el brazo largo 2a de la corredera 2, estando asegurado por el mecanismo de retorno con muelle integrado en su carcasa, que en caso de fallo del electroimán elevador 3 la escotadura 2b queda frente a la palanca de cambio 1 y su saliente 1', y de este modo se puede realizar el cambio sin impedimentos.

También es posible llevar intencionadamente la palanca de cambio 1 a su posición de reposo desde una posición en la que se mantiene por el mecanismo de enclavamiento formado por el perno de enclavamiento de muelle 5 y por la leva de enclavamiento tridimensional 6, mediante una configuración geométrica adecuada de la corredera 2 y de la palanca de cambio 1 o del saliente 1'.

Claims (14)

1. Dispositivo de cambio eléctrico para un vehículo automóvil con una palanca de cambio (1) y con un actuador eléctrico que puede poner o quitar un tope para la palanca de cambio (1), caracterizado porque una corredera (2) con por lo menos dos escalones está dispuesta de manera que se puede mover linealmente en dirección perpendicular a por lo menos una dirección de desplazamiento de la palanca de cambio (1) y se puede poner en posición mediante el actuador eléctrico de modo que uno de sus escalones (2a, 2b, 2c) se encuentra en la dirección de desplazamiento de la palanca de cambio (1), permitiendo de este modo limitar en distinto grado el desplazamiento de la palanca de cambio (1).

2. Dispositivo de cambio eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque el actuador controlable eléctricamente está formado por un electroimán elevador (3) con un mecanismo de retorno con muelle.

3. Dispositivo de cambio eléctrico según la reivindicación 2, caracterizado porque el mecanismo de retorno con muelle está integrado en la carcasa del imán elevador (3).

4. Dispositivo de cambio eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque el actuador eléctrico está formado por un piezomotor que comprende un generador de vibraciones, un cuerpo de resonancia y un componente accionable por éste.

5. Dispositivo de cambio eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el actuador controla la corredera (2) mediante una guía colisa.

6. Dispositivo de cambio eléctrico según la reivindicación 5, caracterizado porque el recorrido (9) de la guía colisa (9) es no lineal.

7. Dispositivo de cambio eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el actuador controla la corredera (2) a través de una palanca de accionamiento (10) que está fijada con libertad de giro por el extremo opuesto a la corredera (2), sobre un eje (11) perpendicular a la dirección del movimiento de la corredera (2).

8. Dispositivo de cambio eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la corredera (2) está guiada en una carcasa que absorbe las fuerzas ejercidas por la palanca de cambio (1) sobre la corredera (2).

9. Dispositivo de cambio eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la corredera (2) está configurada en forma de "U" con un brazo largo (2a), una escotadura (2b) y un brazo corto (2c).

10. Dispositivo de cambio eléctrico según la reivindicación 7, caracterizado porque el actuador está configurado de manera que mediante el control correspondiente del mismo es posible un desplazamiento específico de la corredera (2) hacia una u otra de sus posiciones extremas opuestas, y de manera que un mecanismo de retorno con muelle devuelve la corredera (2) a su posición de reposo intermedia en caso de falta de la corriente.

11. Dispositivo de cambio eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque en el extremo inferior de la palanca de cambio (1) se aloja un perno de enclavamiento con muelle (5), el cual está guiado por una leva posicionadora tridimensional (6).

12. Dispositivo de cambio eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la palanca de cambio (1) es una palanca de cambio de selección de marchas.

13. Dispositivo de cambio eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque se puede variar activamente la posición de la palanca de cambio (1) mediante un movimiento de la corredera (2).

14. Dispositivo de cambio eléctrico según la reivindicación 13, caracterizado porque la palanca de cambio (1) desplazada, puede retornar a la posición neutra de dicha palanca de cambio, mediante un movimiento de la corredera (2).