ES2537605A1 - Dispositivo actuador para unidad de control y procedimiento de control de un dispositivo actuador para unidad de control - Google Patents

Dispositivo actuador para unidad de control y procedimiento de control de un dispositivo actuador para unidad de control Download PDF

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Abstract

Dispositivo actuador para unidad de control y procedimiento de control de un dispositivo actuador para unidad de control. El dispositivo comprende un elemento fijo (2) y un elemento móvil (1), y el elemento fijo (2) comprende al menos un primer imán (23), el elemento móvil (1) comprende una corona de segundos imanes (11), y dicho elemento fijo (2) comprende adicionalmente un par de detectores (41, 42), en el que el primer imán (23) es desplazable entre dichos detectores (41, 42), de manera que dichos detectores (41, 42) están conectados a la unidad de control. El procedimiento comprende magnetizar el primer imán (23), contactar el primer imán (23) con un primer detector (41) de la ranura (3), contactar el primer imán (23) con un segundo detector (42) de la ranura (3), determinar un sentido de giro del elemento móvil (1), y determinar un número de pasos del dispositivo a aplicar sobre la unidad de control. Permite detectar el sentido de giro y el número de pasos rotados mediante magnetismo.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo actuador para unidad de control y procedimiento de control de un dispositivo actuador para unidad de control.
5
La presente invención se refiere a un dispositivo actuador para unidad de control y a un procedimiento de control de un dispositivo actuador para unidad de control, en particular en un automóvil.
Antecedentes de la invención 10
En la actualidad existen mandos rotativos para la selección de diferentes alternativas en un menú. Dichos mandos rotativos están acoplados mecánicamente a la consola o tablero de instrumentos de un vehículo.
15
Por ejemplo, un mando rotativo de este tipo se describe en el documento US7643017. Este mando es un mando rotativo que mecánicamente regula el momento o la fuerza necesaria para hacerlo girar, así como el número de pasos por rotación y detecta cuándo se ha alcanzado el límite de la lista o menú de selección de elementos de la pantalla para que el giro se encuentre con un tope. 20
Además, se conoce el documento DE102008042844 que protege un mando rotativo, el cual puede presentar tanto una forma circular como rectangular, el cual se fija al vehículo mediante una superficie magnética y su punto de anclaje al vehículo puede estar ubicado tanto en el salpicadero como en volante. En dicho documento no se detalla 25 constructivamente cómo se procede al anclaje del mando en dicha consola, ni tampoco cómo entiende el vehículo que el usuario está rotando el mando y en qué magnitud lo está haciendo.
Adicionalmente, otros documentos como el US20130113465, describen el uso de sensores 30 de efecto hall para la detección del ángulo de giro del mando. Desventajosamente, dichas soluciones están desarrolladas de modo que el mando no puede extraerse de su posición de uso y, por lo tanto, el usuario no puede llevárselo consigo.
Por lo tanto, existen diversos documentos que describen cómo resolver la detección del 35 ángulo de rotación de un mando, aplicable o no a mandos rotativos para la selección de diferentes alternativas en un menú dentro o fuera de un vehículo automóvil, pero todas ellas lo hacen mediante una tecnología de sensores de efecto hall, quedando, pues, muy limitada la geometría de la carcasa del mando, así como la precisión de la medición. Además, no existe ninguna solución técnica en el estado de la técnica que permita clipar y desclipar un 40 mando en su posición de uso sin alterar su mecanismo de detección del ángulo de rotación.
Descripción de la invención
Con el dispositivo y el procedimiento de la invención se consiguen resolver los 45 inconvenientes citados, presentando otras ventajas que se describirán a continuación.
Según un primer aspecto, la presente invención se refiere a un dispositivo actuador para unidad de control, que comprende un elemento fijo y un elemento móvil sustentado sobre dicho elemento fijo, de manera que el elemento móvil es susceptible de ser girado sobre el 50 elemento fijo, en el que:
- el elemento fijo comprende al menos un primer imán,
- el elemento móvil comprende una corona de segundos imanes, de manera que desplazan el al menos un primer imán del elemento fijo por acción de un campo magnético, y
- dicho elemento fijo comprende adicionalmente un par de detectores, en el que el primer imán es desplazable entre dichos detectores, de manera que dichos detectores están 5 conectados a la unidad de control.
De este modo se consigue un dispositivo que permite intercambiar información entre un usuario y una unidad de control con la particularidad de que un elemento del dispositivo es móvil y puede ser acoplado y sustentado por un segundo elemento del dispositivo sin 10 necesidad de uniones mecánicas o cableado. El dispositivo para intercambiar información es del tipo rotativo, es decir, que el usuario introduce una rotación sobre el elemento móvil cuando está sustentado por el elemento fijo para modificar la información sobre la unidad de control. Más en concreto, la rotación introduce un cambio entre la posición relativa entre los primeros y segundos imanes determinando un paso, siendo un paso un cambio de selección 15 mandos rotativos para la selección de diferentes alternativas en un menú.
Ventajosamente, dichos detectores están en unos extremos longitudinalmente opuestos de una ranura por la que se desplaza el primer imán. Así, la ranura es una guía que limita el movimiento de dicho primer imán del elemento fijo. 20
De acuerdo con una realización preferida, la corona de segundos imanes comprende al menos un segundo imán y un tercer imán dispuestos circunferencialmente y espaciados entre ellos. Más concretamente la corona de segundos imanes está formada por al menos dos imanes con el fin de generar diferentes campos magnéticos que magneticen el primer 25 imán del elemento fijo induciendo un cambio de su posición en el interior de la ranura.
Además, la longitud de dicha ranura preferentemente es tal que sólo uno de entre los segundos imanes del elemento móvil está superpuesto en dicha ranura. De este modo siempre hay un campo magnético predominante sobre el primer imán de la ranura, el cual 30 marca el desplazamiento del primer imán por la ranura.
De acuerdo con una realización preferida, la ranura es curvada y es sustancialmente coincidente con la curvatura formada por la corona de segundos imanes. Así un desplazamiento de un imán de la corona de segundos imanes del elemento móvil puede ser 35 exactamente reproducido por el primer imán del elemento fijo.
Preferentemente, los detectores son contactores, aunque podrían ser cualesquiera detectores adecuados que identifiquen el contacto físico del imán con el propio detector y conviertan dicha presión en una señal eléctrica para la unidad de control. 40
De acuerdo con una aplicación preferida del dispositivo, el primer elemento fijo es una superficie interior de un vehículo automóvil y el elemento móvil sustentado sobre dicho elemento fijo es un mando.
45
Ventajosamente, el elemento móvil es separable del elemento fijo, y el al menos un primer imán del elemento fijo genera un campo magnético tal que sustenta el elemento móvil.
Debe indicarse que este mando puede tener diferentes posibles funciones gracias a la posibilidad de que sea móvil y separable de la superficie interior del vehículo. Así, fuera del 50 vehículo el mando podría ser utilizado para bloquear o desbloquear las puertas del vehículo, cierre o apertura de alzacristales, intercambiar información de navegación… Ventajosamente, cuando el mando se encuentra sustentado y fijado gracias al efecto magnético a la superficie interior del vehículo puede ser utilizado como selector de
diferentes funciones, a modo de ejemplo, podría ser un selector del tipo de tracción del vehículo (4 x 4, 4 x 2, automático…) o ser un selector del tipo de conducción (modo deportivo, modo ecológico, etc.).
Según un segundo aspecto, la presente invención se refiere también a un procedimiento de 5 control de un dispositivo actuador para unidad de control, que comprende un primer elemento fijo, que comprende a su vez una ranura con al menos un par de detectores y un primer imán desplazable entre los detectores de la ranura; y un elemento móvil, que comprende a su vez al menos un segundo imán y un tercer imán que forman una corona de segundos imanes, de manera que el elemento móvil es susceptible de ser girado sobre el 10 elemento fijo, que comprende las siguientes etapas:
- magnetizar el primer imán del primer elemento fijo a través de un imán de la corona de segundos imanes,
15
- contactar el primer imán con un primer detector de la ranura,
- contactar el primer imán con un segundo detector de la ranura,
- determinar un sentido de giro del elemento móvil sobre el elemento fijo, y 20
- determinar un número de pasos del dispositivo actuador a aplicar sobre la unidad de control.
Preferentemente, la etapa de contactar el primer imán con un primer detector de la ranura 25 comprende girar el elemento móvil sobre el elemento fijo, de manera que la rotación del segundo imán induce un desplazamiento sustancialmente igual al primer imán dentro de la ranura.
Además, la etapa de contactar el primer imán con un segundo detector de la ranura 30 comprende una prolongación del giro del elemento móvil sobre el elemento fijo tal que se desimanta el primer imán del segundo imán por la acción mecánica del primer detector y se imanta dicho primer imán con el tercer imán, produciendo un desplazamiento del primer imán al extremo opuesto de la ranura y contactando con el segundo detector.
35
Ventajosamente, la etapa de determinar el sentido de giro del elemento móvil sobre el elemento fijo comprende analizar qué detector ha sido antes excitado por el contacto del primer imán.
Según una realización preferida, la etapa de determinar un número de pasos del dispositivo 40 actuador a aplicar sobre la unidad de control comprende analizar el número de contactos del primer imán sobre el detector que ha sido antes excitado por el contacto de dicho primer imán, y posteriormente dicha etapa comprende transmitir a la unidad de control un número de pasos determinados. Esta transmisión puede ser a través de cable, WiFi, Bluetooth, etc.
45
Con el dispositivo y el procedimiento de acuerdo con la presente invención se consiguen, al menos, las siguientes ventajas:
- Se optimizan los mecanismos consiguiendo múltiples objetivos mediante una única solución, ya que simultáneamente mediante este mecanismo imantado se une el elemento 50 móvil (mando) al elemento fijo (consola), se detecta el sentido de giro y el número de pasos rotados y, además, se dota de respuesta táctil al usuario en la rotación del elemento móvil sobre el elemento fijo.
- Se consigue un acabado integrado y simple, sin complicados mecanismos visibles por el usuario.
- Se permite girar tanto en sentido horario como en sentido antihorario el elemento móvil sobre el elemento fijo sin importar cuál sea la última posición en la que se ha dejado dicho 5 elemento móvil. Además se permite que la rotación sea ilimitada en ambos sentidos de giro.
- Se proporciona una buena percepción por parte del usuario ante cada paso rotado del mando móvil gracias a de que se ha realizado un cambio en las características del vehículo. El conjunto aporta una muy buena percepción táctil al usuario. 10
Breve descripción de los dibujos
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso 15 práctico de realización.
La figura 1 es una vista en planta del elemento fijo o consola, si se aplica a un vehículo automóvil; y
20
La figura 2 es una vista en planta del elemento móvil o mando, si se aplica a un vehículo automóvil.
Descripción de una realización preferida
25
El dispositivo actuador para unidad de control de acuerdo con la presente invención comprende un elemento fijo 2 y un elemento móvil 1 sustentado de manera separable sobre dicho elemento fijo 2, de manera que el elemento móvil 1 es susceptible de ser girado sobre el elemento fijo 2.
30
Debe indicarse que, de acuerdo con una realización preferida, el primer elemento fijo 2 es una superficie interior de un vehículo automóvil y el elemento móvil 1 sustentado sobre dicho elemento fijo 2 es un mando.
El elemento fijo 2, representado en la figura 1, comprende al menos un primer imán 23, 35 aunque en la realización mostrada en las figuras comprende una pluralidad de imanes formando una corona que rota respecto un mismo punto en bloque. Este imán 23 se desplaza en el interior de una ranura 3, tal como se describirá a continuación.
Aunque todos los imanes del elemento fijo 2 son iguales entre sí, para poder distinguirlos en 40 la descripción, se ha utilizado la siguiente nomenclatura: el conjunto de imanes en el elemento fijo se ha identificado en general mediante el número de referencia 21, e individualmente el imán en el interior de la ranura 3 se ha identificado con el número de referencia 23, mientras que el resto se han identificando con el número de referencia 22. Además, estos imanes se identifican como “primeros imanes”, para distinguirlos de los 45 imanes del elemento móvil 1, que se describirán a continuación.
Dicho elemento fijo 2 comprende adicionalmente un par de detectores 41, 42, en el que el primer imán 23 es desplazable entre dichos detectores 41, 42, de manera que dichos detectores 41, 42 están conectados a la unidad de control. 50
Por su parte, el elemento móvil 1 comprende una corona de segundos imanes 11, dispuestos circunferencialmente y espaciados entre sí, de manera que desplazan el al menos un primer imán 23 del elemento fijo 2 por acción de un campo magnético. Este
primer imán 23 se desplaza por dentro de la ranura 3, que actúa como guía.
Para facilitar la descripción, los imanes del elemento móvil 1 se identifican en general mediante el número de referencia 11, y dos imanes particulares se identifican con los números de referencia 12 (segundo imán) y 13 (tercer imán). Sin embargo, debe indicarse 5 que todos los imanes del elemento móvil 1 son iguales entre sí.
Debe indicarse que el primer imán 23, o una corona de imanes 21, del elemento fijo 2 genera(n) un campo magnético tal que sustenta el elemento móvil 1.
10
Los detectores 41, 42, que por ejemplo son contactores, están dispuestos en los extremos longitudinalmente opuestos de la ranura 3 por la que se desplaza el primer imán 23, y además la longitud de dicha ranura 3 es tal que sólo uno de entre los segundos imanes 11 del elemento móvil 1 está superpuesto en dicha ranura 3.
15
Como se puede apreciar en la figura 1, la ranura 3 es preferentemente curvada y sustancialmente coincidente con la curvatura formada por la corona de segundos imanes 11.
La función de los detectores 41, 42 es doble: detectar el sentido de giro del elemento móvil 1 y determinar cuándo se produce un paso, es decir, un cambio de la posición relativa entre 20 los imanes 21, 22, 23 del elemento fijo 2 y los imanes del elemento móvil 1, indicando cada paso un cambio de selección del dispositivo de control.
A continuación se describirá el funcionamiento del dispositivo de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, mediante la descripción del procedimiento de control de 25 un dispositivo actuador para unidad de control, de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención.
En primer lugar, cuando se coloca el elemento móvil 1 sobre el elemento fijo 2, el primer imán 23 del primer elemento fijo 2 se magnetiza a través de un imán 12 de la corona de 30 segundos imanes 11.
Una vez alineados y magnetizados los imanes 12 y 23, ambos se desplazan uniformemente. De esta manera, el imán 23 se desplaza acompañando la rotación del segundo imán 12, que el usuario provoca al girar el elemento móvil 1 sobre el elemento fijo 2. 35
Este desplazamiento del imán 23 en la ranura 3, hace que finalmente el imán 23 termine contactando con un primer detector 41. Al hacer tope y no poder seguir desplazándose, el imán 23 se ve obligado a retenerse Debido a que el usuario sigue girando el elemento móvil 1, el imán 12 termina desimantándose del imán 23 por la acción mecánica del primer 40 detector 41 y se imanta dicho primer imán 23 con el tercer imán 13, produciendo un desplazamiento del primer imán 23 al extremo opuesto de la ranura 3, y contactando con el segundo detector 42.
Para determinar el sentido de giro del elemento móvil 1 sobre el elemento fijo 2, se analiza 45 qué detector 41, 42 ha sido antes excitado por el contacto del primer imán 23.
De acuerdo con la realización representada en las figuras, si primero se ha excitado el detector 41, se determina que el elemento móvil 1 se ha girado en sentido horario. Por el contrario, si primero se ha excitado el detector 42, se determina que el elemento móvil 1 se 50 ha girado en sentido antihorario.
Además, los detectores 41, 42 también determinan el número de pasos del dispositivo actuador a aplicar sobre la unidad de control, por ejemplo, para realizar una selección de
diferentes alternativas en un menú de un automóvil.
Esta determinación del número de pasos se realiza analizando el número de contactos del primer imán 23 sobre el detector 41, 42 que ha sido antes excitado por el contacto de dicho primer imán 23. Dicho número de pasos determinado se transmite a la unidad de control, por 5 ejemplo, vía cable, WiFi, Bluetooth, etc., pudiéndose utilizar como selector de diferentes funciones, a modo de ejemplo, podría ser un selector del tipo de tracción del vehículo (4 x 4, 4 x 2, automático…) o ser un selector del tipo de conducción (modo deportivo, modo ecológico, etc.).
10
A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que el dispositivo y el procedimiento descritos son susceptibles de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas. 15

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo actuador para unidad de control, que comprende un elemento fijo (2) y un elemento móvil (1) sustentado sobre dicho elemento fijo (2), de manera que el elemento móvil (1) es susceptible de ser girado sobre el elemento fijo (2), caracterizado porque: 5
    - el elemento fijo (2) comprende al menos un primer imán (23),
    - el elemento móvil (1) comprende una corona de segundos imanes (11), de manera que desplazan el al menos un primer imán (23) del elemento fijo (2) por acción de un campo 10 magnético, y
    - dicho elemento fijo (2) comprende adicionalmente un par de detectores (41, 42), en el que el primer imán (23) es desplazable entre dichos detectores (41, 42), de manera que dichos detectores (41, 42) están conectados a la unidad de control. 15
  2. 2. Dispositivo actuador para unidad de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos detectores (41, 42) están en unos extremos longitudinalmente opuestos de una ranura (3) por la que se desplaza el primer imán (23).
    20
  3. 3. Dispositivo actuador para unidad de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la corona de segundos imanes (11) comprende al menos un segundo imán (12) y un tercer imán (13) dispuestos circunferencialmente y espaciados entre ellos.
  4. 4. Dispositivo actuador para unidad de control de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, en 25 el que la longitud de dicha ranura (3) es tal que solo uno de entre los segundos imanes (11) del elemento móvil (1) está superpuesto en dicha ranura (3).
  5. 5. Dispositivo actuador para unidad de control de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, en el que la ranura (3) es curvada y es sustancialmente coincidente con la curvatura formada por 30 la corona de segundos imanes (11).
  6. 6. Dispositivo actuador para unidad de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los detectores (41, 42) son contactores.
    35
  7. 7. Dispositivo actuador para unidad de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el primer elemento fijo (2) es una superficie interior de un vehículo automóvil y el elemento móvil (1) sustentado sobre dicho elemento fijo (2) es un mando.
  8. 8. Dispositivo actuador para unidad de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que 40 el elemento móvil (1) es separable del elemento fijo (2).
  9. 9. Dispositivo actuador para unidad de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el al menos un primer imán (23) del elemento fijo (2) genera un campo magnético tal que sustenta el elemento móvil (1). 45
  10. 10. Procedimiento de control de un dispositivo actuador para unidad de control, que comprende un primer elemento fijo (2), que comprende a su vez una ranura (3) con al menos un par de detectores (41, 42) y un primer imán (23) desplazable entre los detectores (41, 42) de la ranura (3); y un elemento móvil (1), que comprende a su vez al menos un 50 segundo imán (12) y un tercer imán (13) que forman una corona de segundos imanes (11), de manera que el elemento móvil (1) es susceptible de ser girado sobre el elemento fijo (2), caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
    - magnetizar el primer imán (23) del primer elemento fijo (2) a través de un imán (12) de la corona de segundos imanes (11),
    - contactar el primer imán (23) con un primer detector (41) de la ranura (3),
    5
    - contactar el primer imán (23) con un segundo detector (42) de la ranura (3),
    - determinar un sentido de giro del elemento móvil (1) sobre el elemento fijo (2),
    - determinar un número de pasos del dispositivo actuador a aplicar sobre la unidad de 10 control.
  11. 11. Procedimiento de control de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la etapa de contactar el primer imán (23) con un primer detector (41) de la ranura (3) comprende girar el elemento móvil (1) sobre el elemento fijo (2), de manera que la rotación del segundo imán 15 (12) induce un desplazamiento sustancialmente igual al primer imán (23) dentro de la ranura (3).
  12. 12. Procedimiento de control de acuerdo con la reivindicación 10 ó 11, en el que la etapa de contactar el primer imán (23) con un segundo detector (42) de la ranura (3) comprende una 20 prolongación del giro del elemento móvil (1) sobre el elemento fijo (2) tal que se desimanta el primer imán (23) del segundo imán (12) por la acción mecánica del primer detector (41) y se imanta dicho primer imán (23) con el tercer imán (13), produciendo un desplazamiento del primer imán (23) al extremo opuesto de la ranura (3) y contactando con el segundo detector (42). 25
  13. 13. Procedimiento de control de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la etapa de determinar el sentido de giro del elemento móvil (1) sobre el elemento fijo (2) comprende analizar qué detector (41, 42) ha sido antes excitado por el contacto del primer imán (23).
    30
  14. 14. Procedimiento de control de acuerdo con la reivindicación 10 ó 13, en el que la etapa de determinar un número de pasos del dispositivo actuador a aplicar sobre la unidad de control comprende analizar el número de contactos del primer imán (23) sobre el detector (41, 42) que ha sido antes excitado por el contacto de dicho primer imán (23).
    35
  15. 15. Procedimiento de control de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la etapa de determinar un número de pasos del dispositivo actuador a aplicar sobre la unidad de control comprende transmitir a la unidad de control el número de pasos determinados.
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