ES2899942T3 - Columna de dirección con dispositivo de fijación electromecánica - Google Patents
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Abstract
Columna de dirección (1) para un vehículo, que se puede ajustar en su dirección longitudinal (12) y/o en su dirección vertical (11), que comprende - un tubo de revestimiento (5), que aloja de manera giratoria un husillo de dirección (2), - una abrazadera guía (6), que se puede unir directa o indirectamente conectable con la carrocería del vehículo y presenta dos partes laterales (18, 19), entre las que está dispuesto el tubo de revestimiento (5), - un dispositivo de fijación electromecánica (13), en cuya posición de liberación el tubo de revestimiento (5) es ajustable con respecto a la abrazadera guía (6) en dirección longitudinal (12) y/o en dirección vertical (11) de la columna de dirección (1) y en cuya posición de fijación la posición fijada del tubo de revestimientos (5) está fijada con respecto a la abrazadera guía (6), en donde el dispositivo de fijación (13) comprende - un perno de apriete (15), que se extiende a través de las partes laterales (18, 19) de la abrazadera guía (6) y que durante la apertura y el cierre del dispositivo de fijación (13) mediante un motor eléctrico (17) puede girar alrededor de su eje, y - un mecanismo de elevación (16), así como un cojinete de apoyo, en donde están dispuestas las partes laterales (18, 19) de la abrazadera guía (6) y el tubo de revestimiento (5) entre el mecanismo de elevación (16) y el cojinete de apoyo, en donde el motor eléctrico (17) actúa mediante una palanca pivotante (23) sobre el perno de apriete (15), caracterizada por que está previsto un sensor (28, 48) que está configurado para detectar una posición de la palanca (23), en donde el sensor comprende un potenciómetro como sensor de posición (28) que registra la posición de la palanca (23) a lo largo de un recorrido de la palanca con respecto a una posición de referencia y/o el sensor comprende por lo menos un interruptor final (48), que reconoce cuándo la palanca (23) ha alcanzado una posición determinada como objeto en movimiento.
Description
DESCRIPCIÓN
Columna de dirección con dispositivo de fijación electromecánica
La presente invención se refiere a una columna de dirección ajustable de un vehículo con las características del preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento con las características del preámbulo de la reivindicación 10. Las columnas de dirección ajustables sirven para la adaptación de la posición del volante a la posición del asiento del conductor y se conocen en diferentes formas de realización. En muchos vehículos, se ajustan la inclinación vertical de la columna de dirección y/o la distancia del volante al conductor. Después del ajuste de la columna de dirección, ésta se fija en la posición deseada. Para esto se conocen múltiples mecanismos de fijación para columnas de dirección ajustables en dirección axial y/o vertical de los vehículos. Debido a que se necesita una alta fuerza para el bloqueo del mecanismo de fijación, a pesar del uso de elementos de palanca, existe la necesidad de un mecanismo accionable eléctricamente.
Por motivos relacionados de seguridad, es además importante conocer o detectar la posición del mecanismo de fijación al menos en la posición cerrada.
La publicación para información de solicitud de patente FR 2947233 A1 da a conocer un mecanismo de fijación que puede ser activado mediante un elemento de accionamiento eléctrico. A este respecto, mediante un sensor de posición del rotor del motor del elemento de accionamiento eléctrico, se determina en qué estado está el dispositivo de fijación. Una desventaja de esta solución es que la monitorización del motor solo es un indicio de la posición del dispositivo de fijación.
Además, el documento de patente DE 699 19639 T2 da a conocer un mecanismo de fijación eléctrica, en donde un disco de leva móvil se une de forma giratoria sobre una rueda de engranaje y un disco de leva inmóvil en lo que se refiere a la rotación está fijado por medio de una placa de asiento a la carcasa. A este respecto, una desventaja es el alto número de piezas y los costes asociados a ello. No se prevé una detección del estado del dispositivo de fijación. Por el documento de patente DE 102010039896 A1 se conoce un módulo de columna de dirección genérico con una columna de dirección con ajuste de inclinación longitudinal y/o lateral. El módulo de columna de dirección tiene además un dispositivo de fijación que está unido con un circuito de mando y que está equipado con un motor eléctrico para el accionamiento del dispositivo de fijación entre una posición de fijación normalmente existente y una posición de liberación. En el procedimiento se acciona inicialmente el dispositivo de fijación hasta que éste esté en la posición de liberación, solo entonces se realiza un ajuste del dispositivo de ajuste hasta que se haya alcanzado el ajuste longitudinal y/o de inclinación deseado de la columna de dirección.
Es un objetivo de la presente invención especificar una columna de dirección ajustable con un dispositivo de fijación electromecánica que presente una construcción compacta y que pueda moverse de una forma segura de un estado al otro.
Este objetivo se consigue por una columna de dirección con las características de la reivindicación 1 y un procedimiento para el ajuste de la posición de una columna de dirección con las características de la reivindicación 10.
En consecuencia, se prevé una columna de dirección para un vehículo que en su dirección longitudinal y/o en su dirección vertical es ajustable, que comprende un tubo de revestimiento, que aloja de manera giratoria un husillo de dirección, una abrazadera guía, que es conectable con la carrocería del vehículo y presenta dos partes laterales, entre las que está dispuesta el tubo de revestimiento, un dispositivo de fijación electromecánica, en cuya posición de liberación el tubo de revestimiento es ajustable con respecto a la abrazadera guía en dirección longitudinal y/o en dirección vertical de la columna de dirección y en cuya posición de fijación la posición fijada del tubo de revestimiento está fijada con respecto a la abrazadera guía, en donde el dispositivo de fijación se extiende a través de un perno de apriete, que se extiende a través de las partes laterales de la abrazadera guía y que es giratorio durante la apertura y el cierre del dispositivo de fijación mediante un motor eléctrico alrededor de su eje, y comprende un mecanismo de elevación, así como un cojinete de apoyo, en donde las partes laterales de la abrazadera guía y el tubo de revestimiento están dispuestas entre el mecanismo de elevación y el cojinete de apoyo. Debido a que el motor eléctrico actúa mediante un palanca pivotante sobre el perno de apriete, el dispositivo de fijación electromecánica es especialmente compacto. Además, se prevé un sensor que está configurado para detectar una posición de la palanca. A partir de la posición de la palanca se puede deducir inmediatamente el estado del dispositivo de fijación. Por lo tanto, se puede consultar de forma segura el estado del dispositivo de fijación. El sensor comprende un sensor de posición y/o por lo menos un interruptor final. Por interruptor final se debe entender sensores que reconocen cuando un objeto en movimiento ha alcanzado una posición determinada. Un sensor de posición mide, por el contrario, una distancia entre un objeto y un punto de referencia.
Ambos sensores hacen posible detectar de forma sencilla y segura la posición de la palanca y, por lo tanto, el estado del dispositivo de fijación.
El tubo de revestimiento se determinar por el hecho de que recibe o lleva de manera giratoria el husillo de dirección configurado como árbol de dirección.
Se puede prever preferiblemente que el motor eléctrico esté acomodado en una carcasa.
En una forma de realización, el sensor de posición es un potenciómetro con una resistencia total, en donde la palanca presenta un cursor que es móvil con la palanca a lo largo de un recorrido de desplazamiento que, por medio de un contacto deslizante, divide mecánicamente la resistencia total eléctricamente fija en dos resistencias parciales correspondientes a esta resistencia total. Al mover la palanca mediante el motor eléctrico cambia la resistencia parcial y se puede detectar la posición de la palanca con respecto a un punto de referencia.
A este respecto, es preferible que el cursor esté dispuesto en un extremo de la palanca alejado del perno de apriete y presente un recorrido de desplazamiento que se extiende al menos de una posición de fijación del perno de apriete a una posición de liberación del perno de apriete.
Pero también se puede prever que el por lo menos un interruptor final presente una barrera fotoeléctrica, en donde una posición de la palanca se detecta por la interrupción de la barrera fotoeléctrica. Dicho sensor absoluto se puede prever además del sensor de posición para, por ejemplo, realizar la detección del estado del dispositivo de fijación en caso de error. Pero también se puede hacer uso exclusivamente de interruptores finales. A este respecto se prevén por lo menos dos interruptores finales para detectar la obtención de ambos estados, la posición de liberación y la posición de fijación.
El mecanismo de elevación presenta preferiblemente dos discos de elevación, en donde un primer disco de elevación está unido de forma giratoria con el perno de apriete y un segundo disco de elevación es guiado sobre el perno de apriete de forma axialmente desplazable en la carcasa, y en donde la carcasa está montada de forma flotante sobre el segundo disco de elevación. Por lo tanto, no es necesaria una fijación adicional de la carcasa a la carrocería y se puede hacer posible una construcción compacta.
Los dos discos de elevación pueden presentar, por ejemplo, un contorno de leva. También es concebible y posible que entre los discos de elevación estén dispuestos elementos rodantes o pasadores de inclinación.
El mecanismo de elevación también puede presentar alternativamente una tuerca que coopera con una rosca sobre el perno de apriete y proporciona una carrera de sujeción por el desplazamiento de la tuerca en dirección del eje del perno de apriete.
En una primera forma de realización, un eje de rotor del motor eléctrico está unido de forma giratoria con un husillo, en donde el husillo engrana con una rueda de engranaje, que está unida de forma giratoria con el primer disco de elevación. A este respecto, la rueda de engranaje forma la palanca.
En otra forma de realización, el eje de rotor del motor eléctrico presenta un husillo roscado que se engrana con una rosca de husillo, en donde la rosca de husillo está unida de forma giratoria con el perno de apriete por la palanca. Todas las formas de realización tienen en común que preferiblemente los dos discos de elevación cooperan como mecanismo de elevación con el cojinete de apoyo para proporcionar una carrera de sujeción para la posición de fijación del dispositivo de fijación.
Además, se prevé un procedimiento para el ajuste de una posición de la columna de dirección previamente descrita en un vehículo, que comprende las siguientes etapas:
- después de accionar el mecanismo de fijación mediante un dispositivo de accionamiento para el ajuste de una posición de una columna de dirección, mover el dispositivo de fijación a la posición de liberación mediante el motor eléctrico;
- comprobar el estado del dispositivo de fijación mediante el sensor; en caso de que la comprobación indique que el dispositivo de fijación no está en la posición de liberación, empezar un procedimiento de diagnóstico; en caso de que la comprobación indique que el dispositivo de fijación está en la posición de liberación, esperar un accionamiento del dispositivo de accionamiento para inmovilizar la posición de la columna de dirección;
- en caso de que en un momento predeterminado no se detecte un accionamiento para inmovilizar la posición de la columna de dirección, mover el dispositivo de fijación a la posición de fijación mediante el motor eléctrico; - en caso de que en un momento predeterminado se detecte un accionamiento para inmovilizar la posición de la columna de dirección, mover el dispositivo de fijación a la posición de fijación mediante el motor eléctrico;
- comprobar el estado del dispositivo de fijación mediante el sensor; en caso de que la comprobación indique que el dispositivo de fijación no está en la posición de fijación, empezar un procedimiento de diagnóstico.
Mediante este procedimiento ya se puede garantizar que o el dispositivo de fijación está en el estado deseado, o se detecta una posición errónea, lo que eleva la seguridad.
El procedimiento de diagnóstico comprende preferiblemente las siguientes etapas:
- alimentar el motor eléctrico en la dirección de la posición de liberación durante una duración predeterminada y monitorizar el sensor para cambios en la posición;
- en caso de que no se alcance la posición de liberación, enviar una señal de error al vehículo y activar el motor hasta que se alcance la posición de fijación; a este respecto, monitorizar el sensor para cambios en la posición; - en caso de que no se alcance la posición de fijación, enviar una segunda señal de error al vehículo.
Las formas de realización preferidas de la invención se explican más detalladamente a continuación mediante los dibujos. Piezas similares o de acción parecida se designan en todas las figuras con los mismos números de referencia. Muestran:
Fig. 1: una representación tridimensional de una columna de dirección con dispositivo de fijación electromecánica en una posición de fijación,
Fig. 2: una vista en despiece parcialmente ordenado del dispositivo de fijación,
Fig. 3: una vista detallada en perspectiva del dispositivo de fijación en la posición de fijación,
Fig. 4: una representación tridimensional del dispositivo de fijación en la posición de liberación,
Fig. 5: una vista lateral del dispositivo de fijación en la posición de liberación,
Fig. 6: un circuito eléctrico con un potenciómetro,
Fig. 7: un segundo circuito eléctrico con un potenciómetro,
Fig. 8: un diagrama con un voltaje medido de un potenciómetro representado frente a un recorrido de movimiento, Fig. 9: una representación esquemática de un procedimiento para controlar el dispositivo de fijación,
Fig. 10: una vista tridimensional de una columna de dirección con un mecanismo de elevación en una segunda forma de realización, así como
Fig. 11: una vista lateral de un dispositivo de fijación con barrera fotoeléctrica.
En la Figura 1 se ilustra una columna de dirección 1 que comprende un husillo de dirección 2 que está montado alrededor de su eje de giro 3 de manera giratoria en una unidad de rodamiento del husillo de dirección 4 con un tubo de revestimiento 5. El tubo de revestimiento 5 es guiado en una abrazadera guía 6 de forma deslizable a lo largo del eje longitudinal del husillo de dirección 2. El tubo de revestimiento 5 está montado de forma pivotable alrededor de un eje oscilante 7 en la abrazadera guía 6. La abrazadera guía 6 se mantiene por una pieza de retención configurada como consola 8, en donde la abrazadera guía 6 junto con el tubo de revestimiento 5 puede desplazarse con respecto a la pieza de retención 8 con absorción de energía en caso de una colisión frontal del vehículo. La absorción de energía se realiza por la deformación plástica de un elemento de deformación, por ejemplo, una lengüeta de flexión-rotura 88. La abrazadera guía 6 también puede designarse un carrillo. La pieza de retención 8 puede fijarse en puntos de fijación 9 en la carrocería no representada de un vehículo. El movimiento de giro introducido en el husillo de dirección 2 por un conductor mediante un volante (no representado) se introduce por un acoplamiento de cardán 10 y partes del árbol de dirección adicionales en el engranaje de dirección no representado. Para aumentar la comodidad del conductor, la columna de dirección 1 puede ajustarse en su altura en una primera dirección de ajuste, también denominada dirección vertical 11, y en su longitud en una segunda dirección de ajuste, también denominada dirección longitudinal 12. Para esto se prevé un dispositivo de fijación 13 que comprende un aparato de apriete 14.
En una forma de realización no representada, se puede prevé que el tubo de revestimiento se configure como tubo de revestimiento interno que es recibido de forma desplazable en un tubo de revestimiento externo, en donde el tubo de revestimiento externo es soportado de forma pivotable por una abrazadera guía y la abrazadera guía se puede conectar con una carrocería de un vehículo. En otras palabras, es posible conectar la abrazadera guía directamente con la carrocería del vehículo o con interconexión de una parte de retención.
El aparato de apriete 14 presenta, como se representa en la Figura 2, un perno de apriete 15, un mecanismo de
elevación 16, un cojinete de apoyo 155 y un motor eléctrico 17. En esta forma de realización, mediante el giro del perno de apriete 15, giran dos levas del mecanismo de elevación 16 la una con respecto a la otra y se contraen las partes laterales 18, 19 de la parte de retención 8, por lo que tiene lugar una tensión accionada por fricción de las partes laterales 18, 19 de la parte de retención 8 con las superficies laterales del tubo de revestimiento 5. El cojinete de apoyo comprende un cojinete axial y una tuerca hexagonal con rosca interna, que se puede acoplar con una rosca del perno de apriete 15. El cojinete axial se configura preferiblemente como cojinete de rodamiento y está dispuesto entre las partes laterales 18 y la tuerca hexagonal.
El perno de apriete 15 se extiende a través de agujeros alargados 199 en las partes laterales 18, 19 de la abrazadera guía y agujeros 55 en las superficies laterales del tubo de revestimiento 5. El mecanismo de elevación 16 está dispuesto sobre el extremo cercano al motor eléctrico del perno de apriete 15 y el cojinete de apoyo 155 sobre el otro extremo del perno de apriete 15. Las partes laterales 18, 19, así como el tubo de revestimiento 5, están dispuestos entre el mecanismo de elevación 16 y el cojinete de apoyo 155.
Mediante el giro del perno de apriete 15, el dispositivo de fijación se puede cambiar opcionalmente a una posición de liberación, también denominada la posición abierta, o una posición fija, también denominada la posición cerrada. En la posición de liberación, el husillo de dirección 2, o el volante fijado al mismo (no representado en las figuras), se puede ajustar en su posición, especialmente desplazarse en la dirección longitudinal y en la dirección de altura o de inclinación. En la posición de fijación del dispositivo de fijación 13, el tubo de revestimiento 5 está fijo en su posición con respecto a la abrazadera guía 6.
El motor eléctrico 17 presenta un eje de rotor 20 con un husillo roscado 21 que está en acoplamiento operativo con una rosca de husillo 22. La rosca de husillo 22 está unida con una palanca 23, que está unida de forma giratoria con un primer disco de leva 24, que coopera con un segundo disco de leva 25 como mecanismo de elevación para proporcionar un carrera de sujeción. La rosca de husillo 22 está unida con la palanca 23 de forma pivotable alrededor de un eje, que está orientado de forma ortogonal con el eje longitudinal del husillo roscado 21. El motor eléctrico 17 y la palanca 23 están dispuestos en una carcasa. El segundo disco de leva 25 presenta dos tetones 26 que sobresalen radialmente de una forma básica esencialmente redonda y que están dispuestos diametralmente opuestos el uno con respecto al otro y dos protuberancias 27 que sobresalen en la dirección de la abrazadera guía 6. La carcasa 222 presenta una cavidad para que pase el perno de apriete 15, que está configurado de tal manera que forme una guía para el segundo disco de leva 25 exclusivamente en dirección axial. Por lo tanto, se excluye un giro del segundo disco de leva 25 con el perno de apriete 15. La carcasa 222 del dispositivo de fijación electromecánica 13 está montada de forma flotante sobre el segundo disco de leva 25 y puede moverse axialmente sobre el perno de apriete 15 y el segundo disco de leva 25 durante la transferencia entre la posición de fijación y la posición de liberación. El motor eléctrico 17 se mantiene en un lado alejado del husillo roscado en la carcasa 222 mediante una articulación 223. Esta articulación 223 es necesaria para compensar una compensación angular que ocurre durante el accionamiento de la palanca 23.
La rosca de husillo 22 se mueve sobre el husillo roscado a lo largo de un eje longitudinal mediante el motor eléctrico 17. La palanca 23 está unida con la rosca de husillo 22. Un movimiento de la rosca de husillo 22 pivota la palanca 23 alrededor de un eje pivotante que coincide con un eje longitudinal del perno de apriete. La palanca está unida con el perno de apriete de tal forma que el pivotaje de la palanca 23 provoque una rotación del perno de apriete 15. Además, se prevé un dispositivo de detección 28 que detecta la posición de la palanca 23 y, por lo tanto, el estado del dispositivo de fijación. El dispositivo de detección 28 puede presentar un potenciómetro o un interruptor final, por ejemplo, una barrera fotoeléctrica. Una electrónica controla los estados relevantes para la seguridad del apriete. En las Figuras 3 y 4 se representan en detalle la posición de fijación y la posición de liberación del dispositivo de fijación.
Mediante un pivotaje de la palanca 23 o un giro del perno de apriete 15, gira el primer disco de leva 24 unido de forma giratoria con respecto al segundo disco de leva 25. La distancia entre la palanca 23 y el tubo de revestimiento 5 cambia por la interacción de los dos discos de leva 24, 25. En la transición a la posición de fijación, aumenta la distancia en la que los dos discos de leva 24, 25 se separan y, por lo tanto, aumenta la profundidad de ambas piezas, de manera que el segundo disco de leva 25 es empujado fuera de la cavidad 300 de la carcasa 222 y se apoya en la parte lateral 19 de la abrazadera guía 6 y a este respecto tira del cojinete de apoyo 155 hacia la parte lateral 18 opuesta de la abrazadera guía 6. El dispositivo de fijación está ahora tan tensionado que las partes laterales 18, 19 de la abrazadera guía 6 están juntas, por lo que tiene lugar una tensión accionada por fricción de las partes laterales 18, 19 con las superficies laterales del tubo de revestimiento 5. La distancia entre el dispositivo de fijación 13 presenta un valor más alto en la posición de fijación que en la posición de liberación, ya que las partes laterales 18, 19 están contraídas. La posición de la palanca 23 se mide mediante el dispositivo de detección 28. Durante la transición a la posición de liberación, véase la Figura 4, el primer disco de leva 24 gira con respecto al segundo disco de leva 25 hasta que las dos piezas se enganchan entre sí y se reduzca su profundidad. Esto hace que el segundo disco de leva 25 se mueva axialmente en la carcasa 222 en la dirección de la palanca 23 y que el cojinete de apoyo 155 se desenganche de las partes laterales 18,19. De este modo, se libera la tensión del dispositivo de fijación 13 y, por lo tanto, se libera el tubo de revestimiento 5 de la columna de dirección 1 para su
ajuste.
En la vista lateral de la Figura 5 se representa un ejemplo de realización del dispositivo de detección 28. Se prevé un potenciómetro 28 como sensor de posición que registra la posición de la palanca 23 a lo largo de un recorrido de la palanca con respecto a una posición de referencia. El potenciómetro 28 presenta una resistencia óhmica con una derivación móvil en la que se puede aprovechar una resistencia parcial variable. La resistencia total representa el intervalo de medición en el que es posible una medición de posición. Se aplica una tensión U0 al potenciómetro para que la posición de desplazamiento del potenciómetro se pueda convertir en una magnitud de señal. Entonces se puede medir una tensión Ux proporcional al desplazamiento x en la derivación del potenciómetro con la resistencia parcial Rx. Por lo tanto, la información de posición se convierte primero mecánicamente en una resistencia óhmica proporcional mediante el potenciómetro y luego en una señal de tensión eléctrica proporcional.
Para ello, el sensor de posición presenta un soporte con una capa de resistencia 29 aplicada sobre una superficie 30. Este soporte está dispuesto con su superficie 30 paralela al eje del rotor 21 del motor eléctrico 17 y presenta dos conexiones eléctricas en un extremo 31 cercano al motor eléctrico y en un extremo 32 del recorrido de la palanca alejado del motor eléctrico. A la palanca 23 está unido firmemente un cursor móvil 33, que divide mecánicamente la resistencia total eléctricamente fija del portador en dos resistencias parciales correspondientes en suma a esta resistencia total mediante un contacto deslizante y que representa una derivación. Se puede detectar un cambio en la resistencia conectando un dispositivo de medición de tensión (voltímetro) en paralelo con el potenciómetro, como se representa en la Figura 6. La tensión medida Ux es una medida de la posición relativa x del cursor con respecto a los extremos 31, 32. En la Figura 7 se representa un segundo circuito posible en el que se mide la tensión Ux aplicada entre la tierra y la derivación. El sensor se calibra para poder asignar una determinada posición x a una determinada tensión Ux. Para ello, se aproximan los topes del recorrido de desplazamiento de la palanca (recorrido de la palanca) y se asignan los valores de tensión medidos Ux al camino recorrido x. Esta inicialización única se realiza preferentemente en la línea de montaje y se guardan los valores medidos. Por lo tanto, por regla general, la inicialización en el coche ya no es necesaria. Cuando se utiliza dicho sistema de medición de longitudes absoluto, se puede controlar o regular la velocidad de desplazamiento del dispositivo de fijación
Como se representa en la Figura 8, mediante la tensión medida Ux se determina en qué estado está el dispositivo de fijación. El diagrama muestra la tensión medida Ux representada frente al recorrido de desplazamiento x. El recorrido x es el recorrido de desplazamiento del extremo de la palanca 23 alejado del perno de apriete del extremo 31 cerca del motor eléctrico hasta el extremo 32 alejado del motor eléctrico. En la posición de fijación 342, la palanca está en o cerca del tope alejado del motor y la tensión medida Ux corresponde aproximadamente a U0, la tensión de la resistencia total. En la posición de liberación 341, la palanca está en una posición en x>= xlibre, donde xlibre es el valor umbral por encima del cual se libera la columna de dirección para su ajuste. Si se produce un fallo, por ejemplo, que el cursor 33 deje de estar en contacto con la superficie 30 en grado suficiente, la resistencia óhmica presente se eleva prácticamente hasta el infinito, de modo que la tensión medible desciende hasta casi cero. Si se da este caso, es decir, que la tensión sea inferior a la de la posición de liberación 341, hay un fallo. La disposición según la invención permite así detectar un fallo de forma sencilla.
En la Figura 9 se representa un diagrama de flujo que muestra un método de funcionamiento del dispositivo de fijación eléctrica.
El dispositivo de fijación se conecta a la red de a bordo del vehículo en una primera etapa 35. A continuación, se consulta el estado del dispositivo de fijación 36. Si el dispositivo de fijación está en la posición de liberación 361, se controla el motor para mover el dispositivo a la posición de fijación 37. Si el dispositivo de fijación está en la posición de fijación, el sistema espera a que el conductor accione el mecanismo de fijación para mover la columna de dirección 38. Si se detecta dicho accionamiento 39, por ejemplo pulsando un botón de accionamiento, el motor eléctrico mueve el dispositivo de fijación a la posición de liberación 40. A continuación, se comprueba de nuevo el estado del dispositivo de fijación 41. Si la consulta muestra que el dispositivo de fijación no está en la posición de liberación 411, se inicia un procedimiento de diagnóstico 42. Si, por el contrario, la consulta muestra que el dispositivo de fijación está en la posición de liberación, el sistema espera una señal del conductor para fijar de nuevo el dispositivo 43. Para ello se prevé un tiempo determinado. Si se sobrepasa este tiempo 44, el motor eléctrico se activa sin señal del conductor para fijar el dispositivo 441, 37. Si la señal del conductor para fijar 45 llega dentro del periodo de tiempo, el motor se activa entonces también para mover el dispositivo a la posición de fijación 37. A continuación, se vuelve a consultar el estado del dispositivo 46. Si la consulta muestra que el dispositivo no está en la posición de fijación 461, se vuelve a iniciar el procedimiento de diagnóstico 42, de lo contrario la secuencia vuelve a empezar desde el principio y se espera una señal de apertura del dispositivo por parte del conductor 38.
El procedimiento de diagnóstico comprende las siguientes etapas de procedimiento:
- energizar eléctricamente el motor en la dirección de la posición de liberación durante una duración predeterminada (en particular 20 s) y monitorizar el sensor de posición para cambios de posición;
- en caso de que no se alcance la posición de liberación, enviar una señal de error al vehículo y activar el motor hasta que se alcance la posición de fijación; a este respecto, el sensor de posición monitoriza cambios de
posición;
- en caso de que no se alcance la posición de fijación, enviar una segunda señal de error (error crítico) al vehículo. También se puede prever que la posición de fijación sea monitorizada por un sensor absoluto adicional, por ejemplo un sensor de posición final.
La segunda señal de error es preferiblemente procesada por el vehículo de tal manera que una luz de advertencia o una pantalla existente informe al conductor sobre el estado del dispositivo de fijación.
En otra forma de realización de la Figura 10, la palanca 23 está formada por una rueda de engranaje en forma de segmento. Un husillo 47 está unido con el eje de rotor 20 de forma giratoria. A este respecto, el eje de rotor 20 y el husillo 47 están dispuestos perpendicularmente al perno de apriete 15. El husillo 47 se engrana con la rueda de engranaje 23, que tiene la forma de un sector de un círculo, que está montada de manera que puede pivotar alrededor del eje de giro del perno de apriete 15. La rueda de engranaje 23 está unida operativamente con el primer disco de sujeción. El sensor de posición 28 mide la posición de la palanca 23 a lo largo del recorrido de la palanca. En la Figura 11 se representa una posible forma de realización con una pluralidad de barreras fotoeléctricas 48. La palanca 23 se mueve de la posición fija a la posición de liberación y viceversa a través de las barreras fotoeléctricas 48, por lo que la posición de la palanca 28 se puede determinar detectando la interrupción de las barreras fotoeléctricas. Se puede prever el uso de múltiples barreras fotoeléctricas. Sin embargo, también es posible utilizar barreras fotoeléctricas como interruptores finales, que solo se disponen en las zonas finales del recorrido de la palanca y, por lo tanto, solo detectan cuando se alcanza una posición de fijación o de liberación. Cuando se disponen varias barreras fotoeléctricas en la zona de la posición de fijación, se puede ajustar la fuerza de sujeción. La columna de dirección 1 ajustable según la invención presenta un dispositivo de fijación electromecánica 13, en el que se mide la posición de la palanca con respecto a la carcasa para determinar la posición de la palanca de sujeción. Esto permite aumentar la seguridad, ya que se pueden detectar fallos funcionales en una fase temprana. Preferiblemente, la carcasa del dispositivo de fijación está así montada de forma flotante sobre el segundo disco de leva y se puede mover en la dirección axial del perno de sujeción. De este modo, no es necesaria una fijación adicional de la carcasa a la carrocería y se puede lograr una construcción compacta. La modularidad deseada del dispositivo de fijación se puede realizar mediante diferentes pasos de rosca y longitudes de palanca. También es concebible y posible que la rosca esté configurada de forma sencilla o de pasos múltiples.
Claims (14)
1. Columna de dirección (1) para un vehículo, que se puede ajustar en su dirección longitudinal (12) y/o en su dirección vertical (11), que comprende
- un tubo de revestimiento (5), que aloja de manera giratoria un husillo de dirección (2),
- una abrazadera guía (6), que se puede unir directa o indirectamente conectable con la carrocería del vehículo y presenta dos partes laterales (18, 19), entre las que está dispuesto el tubo de revestimiento (5),
- un dispositivo de fijación electromecánica (13), en cuya posición de liberación el tubo de revestimiento (5) es ajustable con respecto a la abrazadera guía (6) en dirección longitudinal (12) y/o en dirección vertical (11) de la columna de dirección (1) y en cuya posición de fijación la posición fijada del tubo de revestimientos (5) está fijada con respecto a la abrazadera guía (6), en donde el dispositivo de fijación (13) comprende
- un perno de apriete (15), que se extiende a través de las partes laterales (18, 19) de la abrazadera guía (6) y que durante la apertura y el cierre del dispositivo de fijación (13) mediante un motor eléctrico (17) puede girar alrededor de su eje, y
- un mecanismo de elevación (16), así como un cojinete de apoyo, en donde están dispuestas las partes laterales (18, 19) de la abrazadera guía (6) y el tubo de revestimiento (5) entre el mecanismo de elevación (16) y el cojinete de apoyo, en donde el motor eléctrico (17) actúa mediante una palanca pivotante (23) sobre el perno de apriete (15), caracterizada por que está previsto un sensor (28, 48) que está configurado para detectar una posición de la palanca (23), en donde el sensor comprende un potenciómetro como sensor de posición (28) que registra la posición de la palanca (23) a lo largo de un recorrido de la palanca con respecto a una posición de referencia y/o el sensor comprende por lo menos un interruptor final (48), que reconoce cuándo la palanca (23) ha alcanzado una posición determinada como objeto en movimiento.
2. Columna de dirección según la reivindicación 1, caracterizada por que el potenciómetro presenta una resistencia total y la palanca (23) presenta un cursor (33) que se puede mover con la palanca (23) a lo largo de un recorrido de desplazamiento que, por medio de un contacto deslizante, divide mecánicamente la resistencia total eléctricamente fija en dos resistencias parciales correspondientes a esta resistencia total.
3. Columna de dirección según la reivindicación 2, caracterizada por que el cursor (33) está dispuesto en un extremo de la palanca (23) alejado del perno de apriete y presenta un recorrido de desplazamiento que se extiende al menos de una posición de fijación del perno de apriete (15) a una posición de liberación del perno de apriete (15).
4. Columna de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el por lo menos un interruptor final (48) presenta una barrera fotoeléctrica, en donde una posición de la palanca (23) se detecta por la interrupción de la barrera fotoeléctrica.
5. Columna de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el mecanismo de elevación (16) presenta dos discos de elevación (24, 25), en donde un primer disco de elevación (24) está unido de forma giratoria al perno de apriete (15) y un segundo disco de elevación (25) es guiado sobre el perno de apriete (15) de forma axialmente desplazable en la carcasa, y en donde la carcasa está montada de forma flotante sobre el segundo disco de elevación (25).
6. Columna de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que un eje de rotor (21) del motor eléctrico (18) está unido de forma giratoria a un husillo (22), en donde el husillo (22) engrana con una rueda de engranaje (23), que está unida de forma giratoria al primer disco de elevación (24).
7. Columna de dirección según una de las reivindicaciones anteriores1 a 5, caracterizada por que un eje de rotor (20) del motor eléctrico (18) presenta un husillo roscado (21), que engrana con una rosca de husillo (22), en donde la rosca de husillo (22) está unida de forma giratoria al perno de apriete (15) por medio de la palanca (23).
8. Columna de dirección según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que ambos discos de elevación (24, 25) como mecanismo de elevación cooperan con el cojinete de apoyo para proporcionar una carrera de sujeción para la posición de fijación del dispositivo de fijación (13).
9. Procedimiento para el ajuste de una posición de una columna de dirección en un vehículo, comprendiendo la columna de dirección
- un tubo de revestimiento (5), que aloja de manera giratoria un husillo de dirección (2),
- una abrazadera guía (6) que se puede unir directa o indirectamente a la carrocería del vehículo y presenta dos partes laterales (19, 20), entre las que está dispuesto el tubo de revestimiento (5),
- un dispositivo de fijación electromecánica (13) con un dispositivo de accionamiento, en cuya posición de liberación el tubo de revestimiento (5) se puede ajustar con respecto a la abrazadera guía (6) en dirección longitudinal (12) y/o en dirección vertical (11) de la columna de dirección (1) y en cuya posición de fijación la posición fijada del tubo de revestimientos (5) está fijada con respecto a la abrazadera guía (6), en donde el dispositivo de fijación (13) comprende
- un perno de apriete (15), que se extiende a través de las partes laterales (18, 19) de la abrazadera guía (6) y que durante la apertura y el cierre del dispositivo de fijación (13) puede girar alrededor de su eje mediante el motor eléctrico dispuesto (17), y
- un mecanismo de elevación (16), así como un cojinete de apoyo, en donde las partes laterales (18, 19) de la abrazadera guía (6) y el tubo de revestimiento (5) están dispuestas entre el mecanismo de elevación (16) y el cojinete de apoyo, en donde el motor eléctrico (17) actúa mediante un palanca pivotante (23) sobre el perno de apriete (15), y en donde está previsto un sensor que está configurado para detectar una posición de la palanca (23), en donde el procedimiento comprende las siguientes etapas:
- después de accionar el mecanismo de fijación mediante el dispositivo de accionamiento para el ajuste de una posición de una columna de dirección (38, 39), desplazamiento del dispositivo de fijación a la posición de liberación mediante el motor eléctrico (40); caracterizado por que el procedimiento comprende las siguientes etapas adicionales:
- comprobación del estado del dispositivo de fijación mediante el sensor (41); en caso de que la comprobación indique que el dispositivo de fijación no está en la posición de liberación (41'), inicio de un procedimiento de diagnóstico (42); en caso de que la comprobación indique que el dispositivo de fijación está en la posición de liberación, espera hasta un accionamiento del dispositivo de accionamiento para inmovilizar la posición de la columna de dirección (43);
- en caso de que en un momento predeterminado no se detecte un accionamiento para inmovilizar la posición de la columna de dirección (44), desplazamiento del dispositivo de fijación a la posición de fijación mediante el motor eléctrico (44', 37);
- en caso de que en un momento predeterminado se detecte un accionamiento para inmovilizar la posición de la columna de dirección (45), desplazamiento del dispositivo de fijación a la posición de fijación mediante el motor eléctrico (37);
- comprobación del estado del dispositivo de fijación mediante el sensor (46); en caso de que la comprobación indique que el dispositivo de fijación no está en la posición de fijación (46'), inicio de un procedimiento de diagnóstico (42).
10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que el procedimiento de diagnóstico (42) comprende las siguientes etapas:
- alimentación del motor eléctrico en la dirección de la posición de liberación durante una duración predeterminada y monitorización del sensor para cambios en la posición;
- en caso de que no se alcance la posición de liberación, envío de una señal de error al vehículo y activación del motor hasta que se alcance la posición de fijación; con ello, monitorización del sensor para cambios en la posición;
- en caso de que no se alcance la posición de fijación, envío de una segunda señal de error al vehículo.
11. Procedimiento según las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por que el sensor comprende un sensor de posición (28) y/o por lo menos un interruptor final (48).
12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que el sensor de posición (28) presenta un potenciómetro con una resistencia total, en donde la palanca (23) presenta un cursor (33) que se puede mover con la palanca (23) que, por medio de un contacto deslizante, divide mecánicamente la resistencia total eléctricamente fija en dos resistencias parciales correspondientes a esta resistencia total.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que el cursor (33) está dispuesto en un extremo de la palanca (23) alejado del perno de apriete y presenta un recorrido de desplazamiento que se extiende al menos de una posición de fijación del perno de apriete (15) a una posición de liberación del perno de apriete (15).
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por que el mecanismo de elevación (16) presenta dos discos de elevación (24, 25), en donde un primer disco de elevación (24) está unido de forma giratoria al perno de apriete (15) y un segundo disco de elevación (25) es guiado sobre el perno de apriete (15) de forma axialmente desplazable en la carcasa, y en donde la carcasa está montada de forma flotante sobre el segundo disco de elevación (25).
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