ES2430466T3 - Dispositivo para la detección de la posición de una palanca selectora de marchas y automóvil que está equipado con ella - Google Patents

Dispositivo para la detección de la posición de una palanca selectora de marchas y automóvil que está equipado con ella Download PDF

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ES2430466T3 ES10712898T ES10712898T ES2430466T3 ES 2430466 T3 ES2430466 T3 ES 2430466T3 ES 10712898 T ES10712898 T ES 10712898T ES 10712898 T ES10712898 T ES 10712898T ES 2430466 T3 ES2430466 T3 ES 2430466T3
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Abstract

Dispositivo para la detección de la posición de una palanca selectora de marchas (2, 2') para la selección de unajuste de la transmisión de un automóvil, con un transmisor de señales (14) dispuesto en la palanca selectora demarchas (2, 2') y un receptor de señales (16) dispuesto a distancia del transmisor de señales (14), en el que laposición relativa entre el transmisor de señales (14) y el receptor de señales (16) es distinto en diferentes marchasopcionales, en el que el receptor de señales (16) está configurado para la detección de la posición relativa deltransmisor de señales (14) con respecto al receptor de señales (16) en tres dimensiones, en el que el transmisor deseñales está configurado como imán (14) y el receptor de señales está configurado como conjunto triaxial dedetectores de Hall (16), en el que la palanca selectora de marchas (2') presenta una articulación esférica (20), en elque el transmisor de señales (14) está dispuesto en una bola (22) de la articulación esférica (20), y en el que un ejeNorte-Sur (18) del imán (14) no se extiende a través del punto medio de la bola (26), caracterizado porque el imán(14) está dispuesto descentrado con relación a un eje (28), que contiene la unión más corta entre la bola (22) y elsensor de Hall (16) y se extiende a través del punto medio de la bola (26), pero paralelamente al eje Norte-Sur (18)del imán (14).

Description

Dispositivo para la detección de la posición de una palanca selectora de marchas y automóvil que está equipado con ella
Campo técnico
La invención se refiere a un dispositivo para la detección de la posición de una palanca selectora de marchas para la selección de una marcha o bien de un ajuste de la transmisión de un automóvil. El dispositivo presenta un transmisor de señales dispuesto en la palanca selectora de marchas y un receptor de señales dispuesto a distancia del transmisor de señales, de manera que se puede detectar una posición relativa diferente entre el transmisor de señales y el receptor de señales en diferentes marchas. La invención se refiere, además, a un automóvil con un dispositivo correspondiente.
Estado de la técnica
Se conocen en el estado de la técnica dispositivos del tipo mencionado al principio. La activación de transmisiones automáticas así como de cajas de cambios de machas automáticas de automóviles se realiza típicamente sin embrague mecánico directo entre la palanca selectora de marchas y la transmisión. En estos llamados sistemas “Shift-by-Wire” se detecta más bien la posición de la palanca selectora de marchas y a partir de la posición respectiva de la palanca selectora de marchas se determina una marcha deseada, que se ajusta a continuación, por ejemplo, a través de motores auxiliares en la transmisión.
Como instalaciones de sensor para tales dispositivos de activación son habituales, por ejemplo, barreras ópticas, que están asociadas a cada posición de conmutación de la palanca selectora de marchas, de tal manera que sus pasos de los rayos son interrumpidos por la propia palanca de cambios o por componentes de sombra acoplados en el movimiento con la palanca de cambios. La contaminación de los componentes de barreras ópticas así como el desgaste de los componentes mecánicos para el acoplamiento del movimiento de la palanca de cambios y los componentes de sombra pueden conducir en tales dispositivos de activación a perjuicios de la función y en el caso más desfavorable a su incapacidad funcional.
Por lo demás, se conocen sistemas transmisores de señales – receptores de señales, en los que el transmisor de señales está dispuesto en la palanca selectora de marchas y el receptor de señales está dispuesto a distancia de ella, por ejemplo en una carcasa de palanca selectora.
Un dispositivo conocido a este respecto se publica en el documento DE 10 2004 056 800 A1, que presenta un soporte de fijación, una palanca selectora alojada de forma pivotable a través de una articulación en el soporte de fijación así como un dispositivo de medición del ángulo que presenta un transmisor de señales y dos sensores, en el que el dispositivo de medición del ángulo está dispuesto en la articulación y está conectado eléctricamente con una instalación de control conectada con una transmisión del automóvil.
Aquí es un inconveniente que para la detección de la posición de la palanca selectora son necesarios al menos dos sensores, que están dispuestos a distancia entre sí.
Se conoce a partir del documento DE 10 2006 044 404 A1 un dispositivo para la detección de la posición angular de una palanca selectora en un automóvil, en el que de la misma manera están previstos dos sensores de Hall para la determinación de la dirección del campo magnético.
Se conoce, además, a partir del documento DE 20 2007 000 210 U1 un dispositivo de activación para una transmisión de vehículo con una palanca de cambios, que es pivotable alrededor de al menos un primer eje de articulación en al menos dos posiciones de conmutación y en el que está previsto al menos un primer sensor del ángulo de giro para la determinación de la posición angular de la palanca de conmutación alrededor del primer eje de articulación. En el caso de posibilidades de movimientos bidimensionales normalmente más complejos de la palanca de cambios, son necesarios también aquí dos sensores, para poder detectar la posición de la palanca de conmutación. Sin embargo, también aquí, en virtud de los movimientos normalmente bidimensionales de la palanca selectora de marchas, en la práctica son necesarios al menos dos sensores. El gasto de cableado y de cálculo es en estos dispositivos de la misma manera correspondientemente más alto.
El documento DE 10 2007 06 303 A1 publica, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, un dispositivo para la detección y evaluación de la selección de la marcha en un automóvil con una palanca selectora, con al menos un imán y al menos un elemento sensor magnético, que es adecuado para detectar tres componentes espaciales de un campo magnético. El sensor puede estar configurado como sensor de Hall.
Cometido
Partiendo de aquí, la invención tiene el cometido de mejorar un dispositivo del tipo mencionado al principio, con el propósito de que sea posible la detección de la posición de una palanca selectora de marchas con gran fiabilidad,
pero con gasto de cálculo reducido así como con poco empleo de material.
Representación de la invención
El cometido se soluciona por medio de un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 así como por medio de un automóvil de acuerdo con la reivindicación subordinada 7. Las configuraciones ventajosas de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.
El dispositivo de acuerdo con la invención para la detección de la posición de una palanca selectora de marchas para la selección de u ajuste de la transmisión de un automóvil presenta un transmisor de señales dispuesto en la palanca selectora de marchas y un receptor de señales dispuesto a distancia del transmisor de señales. La posición relativa entre el transmisor de señales y el receptor de señales es distinta en diferentes marchas opcionales y se puede detectar a través de transmisores de señales y receptores de señales.
“Palanca selectora de marchas” en el sentido de la presente invención debe entenderse cualquier dispositivo, que se puede activar manualmente, y con cuya ayuda se pueden seleccionar al menos dos marchas diferentes de una transmisión del automóvil. En este caso, el tipo de transmisión no tiene ninguna importancia para la invención. La transmisión puede ser una transmisión automática o una caja de cambios automática, pero de la misma manera puede ser también una caja de cambios convencional. Un dispositivo de acuerdo con la invención puede servir en este caso, por ejemplo, para la representación del cambio.
De acuerdo con la invención, está previsto que el receptor de señales esté configurado para la detección de la posición relativa del transmisor de señales en tres dimensiones. Por lo tanto, con la ayuda de la invención es posible detectar solamente con un único receptor de señales totalmente la posición de una palanca selectora de marchas. No es necesaria la utilización de dos receptores de señales ni el gato de cálculo elevado implicado con ello. El dispositivo de acuerdo con la invención facilita, además, la construcción de un dispositivo de palanca selectora correspondiente, puesto que solamente debe posicionarse un receptor de señales y no varios.
La posición relativa del transmisor de señales con respecto al receptor de señales en tres dimensiones se puede establecer de diferentes maneras. Así, por ejemplo, en primer lugar es concebible alojas los tres componentes del vector entre el receptor de señales y el transmisor de señales. Además, también puede ser suficiente una transmisión de dos componentes de vector así como del importe del vector de la distancia. Una tercera posibilidad para la determinación de las tres dimensiones es la determinación de tres ángulos de una señal de sensor que incide desde el transmisor de señales sobre el receptor de señales.
La evaluación de la señal y, por lo tanto, la determinación de la posición relativa del transmisor de señales con respecto al receptor de señales no tienen que realizarse directamente en el receptor de señales.
Por consiguiente, está previsto que el transmisor de señales esté configurado como imán y el receptor de señales esté configurado como conjunto triaxial de sensores de Hall. El conjunto triaxial de sensores de Hall puede estar configurado entonces de acuerdo con un desarrollo de tal forma que evalúa la dirección y/o el importe de campo magnético que parte desde el imán y que incide en el conjunto triaxial de sensores de Hall. El conjunto de sensores de Hall está configurado con preferencia, por decirlo así, como sensor de Hall 3D.
En general, será suficiente la evaluación del vector de dirección del campo magnético del conjunto triaxial de sensores de Hall, puesto que la palanca selectora de marchas está guiada normalmente en una corredera y de esta manera puede adoptar posiciones definidas, que se caracterizan por un campo magnético característico del imán en el conjunto triaxial de sensores de Hall.
Cuando el receptor de señales está dispuesto, además, fijo en el vehículo, se puede facilitar la alimentación de energía del receptor de señales así como la detección de la señal. El receptor de señales puede estar dispuesto, por ejemplo, en una carcasa de conmutación de la palanca selectora de marchas.
De acuerdo con la invención, está prevista una guía de articulación esférica de la palanca selectora de marchas, en la que el transmisor de señales está dispuesto entonces con preferencia en una bola de la articulación esférica. A través de la articulación de la palanca selectora de marchas alrededor de la articulación esférica se articula el transmisor de señales junto con la palanca selectora de marchas. La disposición en la bola de la articulación esférica permite una disposición especialmente no complicada del receptor de señales.
Otra ventaja se puede conseguir en una forma de realización de la articulación esférica cuando en el caso de utilización de un imán como transmisor de señales, un eje Norte-Sur del imán no se extiende hacia o bien a través del punto medio de la bola. De esta manera, se puede conseguir una modificación mayor de campo magnético en el sensor triaxial de Hall y se puede mejorar la exactitud de la evaluación.
Se consigue otra ventaja cuando el transmisor de señales está dispuesto dentro de una superficie esférica formada por el radio de la bola de la articulación esférica. De esta manera, se puede conseguir una guía mejorada de la
palanca selectora de marchas que en otras disposiciones del transmisor de señales, por ejemplo sobre la superficie esférica de la bola de la articulación esférica o incluso fuera de la superficie esférica de la articulación esférica. La guía de la palanca selectora de marchas en una banderola esférica no perturba de esta manera.
Con preferencia el transmisor de señales está dispuesto en el interior de la bola. Esto se puede conseguir, por ejemplo, por medio de una bola fundida por inyección, en la que ha sido introducido el transmisor de señales durante la fundición por inyección, o también a través de la utilización de una bola hueca o parcialmente hueca, en cuyo interior está dispuesto el transmisor de señales.
De manera alternativa a ello, puede estar previsto que la bola presente una sección de bola, en la que está dispuesto el transmisor de señales. La bola no es, por lo tanto, una bola completa, sino que presenta un resalte hacia atrás, en el que está dispuesto el transmisor de señales. El resalte hacia atrás es tan grande que el transmisor de señales completa la superficie de la bola y de manera alternativa a ello puede estar también recortada.
Además, con preferencia está prevista una unidad de evaluación conectada con el receptor de señales para la evaluación de la señal del receptor de señales. Esto facilita la evaluación de la señal del sensor.
Un primer objeto independiente de la invención se refiere a un automóvil con un dispositivo de acuerdo con la invención descrita anteriormente.
Otros objetivos, característica así como posibilidades de aplicación ventajosa de la invención se deducen a partir de la descripción siguiente de un ejemplo de realización con la ayuda de los dibujos. En este caso, todas las características descritas y/o representadas en las figuras forman en su combinación conveniente el objeto de la presente invención, también independientemente de las reivindicaciones de la patente y sus referencias.
Breve descripción de las figuras
La invención se explica con la ayuda de dos ejemplos de realización. En este caso se muestra esquemáticamente lo siguiente:
La figura 1 muestra una palanca de cambios con un dispositivo de acuerdo con la invención en representación en perspectiva de acuerdo con una primera variante que no pertenece a la invención.
La figura 2 muestra una representación en sección de una sección a lo largo de la línea de intersección A-A a través del dispositivo de la figura 1.
La figura 3 muestra una palanca de cambio de marchas con un dispositivo de acuerdo con la invención según una segunda variante en representación en perspectiva.
La figura 4 muestra una vista en planta superior sobre el dispositivo de la figura 3.
La figura 5 muestra una sección a través de una palanca selectora de marchas de acuerdo con la segunda variante a lo largo de la línea de intersección A-A según la figura 4 así como
La figura 6 muestra una sección a través de una palanca selectora de marchas de acuerdo con la segunda forma de realización a lo largo de la línea de intersección B-B de la figura 5.
Ejemplos de realización
A continuación se describen dos ejemplos de realización diferentes, de manera que en el segundo se describe la invención. Para la simplificación se designan los mismos componentes o equivalentes en las dos formas de realización con los mismos signos de referencia.
La figura 1 muestra una vista tridimensional esquemática de un dispositivo selector de marchas con un dispositivo para la detección de la posición de una palanca selectora de marchas 2.
La palanca selectora de marchas 2 está guiada en una corredera no representada y permite la selección de diferentes marchas, que están dispuestas en la corredera en dos dimensiones, por ejemplo en una disposición en H habitual de las diferentes marchas. La corredera puede prever también, por ejemplo, una disposición secuencial de las diferentes marchas y puede presentar una segunda vía selectora de marchas o bien vía de conmutación.
La palanca selectora de marchas 2 está alojada de forma pivotable doble en un bastidor de cojinete 4. Un primer eje de articulación 6 está determinado por una articulación de la palanca selectora de marchas 2 con relación al bastidor de cojinete 4. A través de un alojamiento del bastidor de cojinete 4 con la ayuda de bulones de cojinete 8 en una carcasa no representada de la disposición selectora de marchas se acondiciona un segundo eje de articulación 10.
Para la articulación de la palanca selectora de marchas 2 alrededor del primer eje de articulación 6 está previsto en el interior del bastidor de cojinete 4 un árbol de articulación 12, que está alojado de forma giratoria en el bastidor de
cojinete 4. Sobre el lado delantero visible del bastidor de cojinete 4, el árbol de articulación 12 está guiado a través del batidor de cojinete 4.
En un lado frontal del árbol de cojinete 2 está fijado un imán 14. Frente al imán 14 está dispuesto un sensor de Hall 16, que posibilita una medición tridimensional del campo magnético del imán 14. Aquí se trata de un sensor de Hall 3D.
Un eje Norte-Sur 18 del imán 14 está alienado por parejas perpendicularmente a los ejes de articulación 6, 10. Un movimiento de la palanca selectora de marcha 2 para la selección de una marcha requiere una articulación de la palanca selectora de marchas 2 alrededor de al menos uno de los dos ejes de articulación 6, 10. En virtud del acoplamiento entre el imán 14 y el árbol de articulación 12 se gira el imán 14, durante una articulación de la palanca selectora de marchas 2, alrededor del primer eje de articulación 6 con relación al sensor de Hall 16. El campo magnético que parte desde el imán 14 se gira junto con el imán 14. El sensor de Hall 16 registra esta modificación del campo magnético.
La medición se puede realizar está rica o dinámicamente. Una medición dinámica, es decir, una medición de la modificación del campo magnético con el tiempo, posibilita una verificación de la causalidad y, por lo tanto, una elevación de la fiabilidad de la determinación de la posición.
Una articulación de la palanca selectora de marchas 2 alrededor del segundo eje de articulación 10 conduce a que se modifique también la distancia entre el imán 14 y el sensor de Hall 16. Esto tiene, por una parte, repercusiones sobre la intensidad absoluta del campo magnético del imán 14 en la zona del sensor de Hall 16 y en una medida más reducida tiene una influencia sobre el vector de dirección del campo magnético del imán 14 en la zona del sensor de Hall 16.
En el caso de movimientos más complejos de la palanca selectora de marchas 2 ésta es articulada tanto alrededor del primer eje de articulación 6 como también alrededor del segundo eje de articulación 10. Por lo tanto, de esta manera se gira y se debilita el campo magnético del imán 14 con relación al sensor de Hall 16. A partir de la intensidad del campo magnético así como de la dirección del campo magnético se puede determinar claramente la posición de la palanca selectora de marchas 2.
De manera alternativa a la determinación de la intensidad del campo magnético así como de dos componentes del vector de la dirección, se pueden medir también todos los tres componentes del vector de la dirección del campo magnético del imán 14 en la zona del sensor de Hall 16, siendo innecesaria una medición de la intensidad del campo magnético del imán 14.
La figura 2 muestra una sección a través de la disposición según la figura 1, en la que la sección está dispuesta perpendicularmente al segundo eje de articulación 10 a la altura del segundo eje de articulación 6. Una articulación de la palanca selectora de marchas 2 alrededor del segundo eje de articulación 10 conduce a que el imán 14 incremente considerablemente su distancia con respecto al sensor de Hall 16.
Las figuras 3 a 6 muestran una segunda forma de realización de acuerdo con la invención. La figura 3 muestra una representación esquemática en perspectiva de una disposición de palanca electora de marchas con una palanca selectora de marchas 2’, que está guiada sobre una articulación esférica 20. La articulación esférica 20 presenta una bola 22, que está alojada en una banderola esférica no representada.
Un imán 14 está dispuesto en una sección de la bola 24, estando alineado el eje Norte-Sur 18 del imán 14 de tal forma que no se extiende a través de un punto medio 26 de la bola 22. Cerca del imán 14 está dispuesto fijamente un sensor de Hall 16 en una carcasa de la disposición de palanca selectora de marchas, de manera que el sensor de Hall 16, como en la forma de realización descrita anteriormente, está configurado para la detección de la posición relativa tridimensional del imán 14 con respecto al sensor de Hall 16. También en la segunda forma de realización se puede recurrir a las técnicas descrita anteriormente para la medición de la posición relativa de la palanca selectora de marchas 2’.
Una disposición del imán 14 de tal manera que su eje Norte-Sur 18 no se extienda a través del punto medio 26 de la bola 22, se pude conseguir, por ejemplo, como se representa en la figura 4, porque el imán 14 está dispuesto descentrado con relación a un eje 28, que se extiende a través del punto medio de la bola, pero se extiende con el eje Norte-Sur 18 paralelo al eje 28. En el segundo ejemplo de realización, el eje 28 está colocado de tal forma que contiene la unión más corta entre la bola 22 y el sensor de Hall 16.
La disposición del imán 14 en la bola se ilustra adicionalmente en las figuras 5 y 6, que muestran, respectivamente, secciones a lo largo de las líneas de intersección A-A de la figura 4 (figura 5) o bien B-B de la figura 5 (figura 6).
A través de la disposición excéntrica del imán 14 se consigue que el imán 14 experimente durante el movimiento de la palanca selectora de marchas 2’ con relación al sensor de Hall 16 una carrera mayor. En el caso de articulación de la palanca selectora de marchas 2’ en una primera dirección 30, se mueve el imán 14 sobre una trayectoria circular alrededor del sensor de Hall 16. Un movimiento de la palanca selectora de marchas 2’ alrededor de una segunda dirección de articulación 32 conduce a una modificación de la distancia relativa entre el imán 14 y el sensor de Hall 16 así como a un basculamiento del eje Norte-Sur 18 del imán 14 con relación al sensor de Hall 16.
También la segunda forma de realización posibilita diferentes tipos para la detección de la posición relativa entre el 5 imán 14 y el sensor de Hall 16, puesto que tanto se modifica la intensidad del campo magnético del imán 14 en la zona del sensor de Hall 16 durante la articulación como también la dirección del vector del campo magnético.
Lista de signos de referencia
2, 2’ Palanca selectora de marchas
10 4 Bastidor de soporte 6 Primer eje de articulación 8 Bulón de cojinete 10 Segundo eje de articulación 12 Árbol de articulación
15 14 Transmisor de señales, imán 16 Sensor Hall 18 Eje Norte-Sur 20 Articulación esférica 22 Bola
20 24 Sección de la bola 26 Punto medio de la bola 28 Eje 30 Dirección de articulación 32 Dirección de articulación

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Dispositivo para la detección de la posición de una palanca selectora de marchas (2, 2’) para la selección de un ajuste de la transmisión de un automóvil, con un transmisor de señales (14) dispuesto en la palanca selectora de marchas (2, 2’) y un receptor de señales (16) dispuesto a distancia del transmisor de señales (14), en el que la 5 posición relativa entre el transmisor de señales (14) y el receptor de señales (16) es distinto en diferentes marchas opcionales, en el que el receptor de señales (16) está configurado para la detección de la posición relativa del transmisor de señales (14) con respecto al receptor de señales (16) en tres dimensiones, en el que el transmisor de señales está configurado como imán (14) y el receptor de señales está configurado como conjunto triaxial de detectores de Hall (16), en el que la palanca selectora de marchas (2’) presenta una articulación esférica (20), en el 10 que el transmisor de señales (14) está dispuesto en una bola (22) de la articulación esférica (20), y en el que un eje Norte-Sur (18) del imán (14) no se extiende a través del punto medio de la bola (26), caracterizado porque el imán
    (14) está dispuesto descentrado con relación a un eje (28), que contiene la unión más corta entre la bola (22) y el sensor de Hall (16) y se extiende a través del punto medio de la bola (26), pero paralelamente al eje Norte-Sur (18) del imán (14).
    15 2.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el receptor de señales (16) está dispuesto fijo en el vehículo.
  2. 3.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el transmisor de señales (14) está dispuesto dentro de una superficie esférica formada por el radio de la bola (22).
  3. 4.- Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el transmisor de señales (14) 20 está dispuesto en el interior de la bola (22).
  4. 5.-Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la bola (22) presenta una sección de la bola (24), en la que está dispuesto el transmisor de señales (14).
  5. 6.- Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está prevista una unidad de evaluación (28) conectada con el receptor de señales (16) para la evaluación de la señal del receptor de señales 25 (16).
  6. 7.- Automóvil, que presenta un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.
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