ES2225689T3 - Un dispositivo para controlar una caja de cambios automatica y secuencial. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo (1) para controlar una caja de cambios de un vehículo a motor, la cual puede operar alternativamente en modo automático o secuencial, comprendiendo el dispositivo: - una palanca (4) de selección que puede pivotar, alrededor de un primer eje longitudinal (L) con el fin de moverse entre un primer plano (pA) para la operación de la caja de cambios en modo automático, y un segundo plano (pS) para la operación de la caja de cambios en modo secuencial, y alrededor de un segundo eje transversal (T) con el fin de moverse entre una pluralidad de posiciones de conexión (P, R, N, D, L; +, 0, -), ya sea en cualquiera de dichos primer y segundo planos (pA, pS), - una palanca (5) de transmisión, prevista para ser conectada a un miembro de control de la caja de cambios, y que puede ser, alternativamente, acoplada rotacionalmente con la palanca (4) de selección alrededor del segundo eje (T) cuando la palanca (4) de selección se extiende por el primer plano (pA), y desacoplada rotacionalmentede la palanca (4) de selección, cuando la palanca (4) de selección se extiende en el segundo plano (pS); estando el dispositivo caracterizado porque: la palanca (5) de transmisión es móvil transversalmente entre una primera posición (A) en la que está acoplada rotacionalmente con la palanca (4) de selección, y una segunda posición (S) en la que está desacoplada rotacionalmente de la palanca (4) de selección, y porque se han previsto, entre la palanca (4) de selección y la palanca (5) de transmisión, medios (8) de articulación para mover la palanca (5) de transmisión entre la primera y la segunda posiciones (A, S) como resultado de la rotación de la palanca (4) de selección alrededor del primer eje (L).

Description

Un dispositivo para controlar una caja de cambios automática y secuencial.

La presente invención se refiere a un dispositivo para controlar una caja de cambios de un vehículo a motor, la cual puede operar alternativamente en modo automático o en secuencial, según se especifica en el preámbulo de la reivindicación 1.

Las cajas de cambio que pueden operar tanto en modo automático convencional como en modo secuencial, están siendo promocionadas actualmente con éxito, no sólo en automóviles de alto nivel, sino también en los de nivel más bajo. Según se sabe, en el primer caso, el conductor de un vehículo a motor puede operar una palanca de selección de marcha moviéndola entre varias posiciones de conexión, las cuales consisten generalmente en las cinco posiciones siguientes:

- "P" (estacionamiento): para aparcar y cuando el vehículo está inmovilizado;

- "R" (inversa): para conducir marcha atrás;

- "N" (neutra): la posición neutra;

- "D" (conducción): para conducción normal, y

- "L" (baja): para conducir por pendientes fuertes.

En el modo secuencial de funcionamiento, por otra parte, la palanca de selección de marcha puede ser movida entre las tres posiciones siguientes:

- "+": para cambiar a una marcha más alta;

- "0": la central, posición de reposo, y

- "-": para cambiar a una marcha más baja.

En este caso, la palanca de velocidades se mantiene en reposo, en la posición "0" central; el movimiento de la palanca hacia la posición "+" ocasiona un cambio ascendente hasta una marcha o relación inmediatamente superior a la que está engranada actualmente, mientras que el movimiento a la posición "-" ocasiona un cambio descendente de una marcha. La caja de cambios está accionada normalmente de manera servo asistida, bajo el control de un sistema de control electrónico que recibe señales de conformidad adecuadas cuando se detecta el movimiento de la palanca de selección hacia una de las dos posiciones activas "+" y "-".

La Figura 6 de los dibujos anexos muestra un ejemplo típico de la disposición de las marchas sobre una rejilla de posicionamiento de la palanca de selección para el control de una caja de cambios automática/secuencial.

La palanca de selección de marcha puede pivotar en un primer plano \pi_{A} sustancialmente longitudinal con el fin de moverse, alternativamente, hacia una de las cinco posiciones de engranaje mencionadas anteriormente correspondientes con el modo de funcionamiento automático, y en un segundo plano \pi_{S}, el cual está inclinado con relación al plano \pi_{A}, para la conexión de los engranajes en el modo secuencial de funcionamiento. El movimiento desde un plano operativo al otro, está permitido entre las posiciones "D" (conducción normal en modo automático) y "0" (posición de reposo en modo secuencial), mediante el pivotamiento de la palanca de velocidades en un plano transversal.

Se conoce un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, a partir del documento EP 0 770 799. En este dispositivo conocido, la palanca de transmisión está montada giratoriamente alrededor del mismo eje transversal de rotación que la palanca de selección, y puede ser acoplada giratoriamente con la palanca de selección como resultado del encaje de una proyección lateral, formada en la palanca de transmisión, en una abertura practicada en la palanca de selección.

El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo para controlar una caja de cambios de un vehículo a motor que puede actuar alternativamente en modo automático o secuencial, cuyo dispositivo es estructuralmente simple, tiene dimensiones pequeñas, asegura un funcionamiento preciso y fiable, y permite un cambio desde una condición operativa a la otra sin atascos, y en cualquier condición de conducción.

Estos y otros objetivos han sido plenamente alcanzados, de acuerdo con la invención, por medio de un dispositivo para el control de una caja de cambios de un vehículo a motor según se expone en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Una realización preferida, pero no limitativa, de la invención, va a ser descrita en lo que sigue con referencia a los dibujos anexos, en los que:

La Figura 1 es una vista general en perspectiva de un dispositivo conforme a la invención, para controlar una caja de cambios automática/secuencial, con la palanca de selección en la posición de reposo "0" del modo de operación secuencial;

La Figura 2 es una sección transversal a través del dispositivo de control de la Figura 1, con la palanca de selección en la posición suelta "N" del modo de operación automático;

La Figura 3 es una sección longitudinal a través del dispositivo de control de la Figura 1, con la palanca de selección en la posición suelta "N" del modo de operación automático;

La Figura 4 es una sección transversal a través del dispositivo de control de la Figura 1, con la palanca de selección en la posición "D", de conducción normal, del modo de operación automático;

La Figura 5 es una sección transversal a través del dispositivo de control de la Figura 1, con la palanca de selección en la posición de reposo "0" del modo secuencial de operación, y

La Figura 6 es un diagrama que ilustra la disposición de las marchas sobre una rejilla de posicionamiento de palanca de selección de una caja de cambios automática/secuencial.

En la descripción y en las reivindicaciones anexas, está previsto que los términos tales como "longitudinal", "transversal" y "lateral" se refieran a la condición de montaje en el vehículo a motor.

Con referencia a la Figura 1, un dispositivo conforme a la invención, indicado en general con 1, para controlar una caja de cambios automática/secuencial, comprende básicamente los siguientes componentes:

- un cuerpo 2 de soporte fijo,

- un cuerpo 3 móvil,

- una palanca 4 de selección,

- una palanca 5 de transmisión,

- un electroimán 6,

- un circuito impreso 7, y

- una varilla de conexión 8.

El cuerpo 2 fijo, el cual está previsto que albergue varios componentes del dispositivo 1 de control con el fin de permitir sus posiciones relativas correctas y asegurar su correcta actuación, se ha acoplado de forma segura al vehículo mediante medios de fijación convencionales insertados a través de orificios 9.

Asientos 11 alineados y separados longitudinalmente, han sido formados en dos apéndices 10 del cuerpo 2 fijo, y pernos 12 respectivos, para soportar el cuerpo 3 móvil (Figuras 1 y 3), han sido insertados en aquellos, de modo que son giratorios alrededor del eje L que se extiende en un plano longitudinal. Según se explicará con mayor detalle en lo que sigue, con el pivotamiento del cuerpo 3 móvil y de la palanca 4 de selección soportada por el mismo, se ocasiona el movimiento de esta palanca entre los planos de pivotamiento \pi_{A} y \pi_{S} mencionados anteriormente, y con ello la conmutación de la caja de cambios entre los modos de operación automático y secuencial.

Con referencia a la Figura 2, se han formado dos pistas de guiado 13 y 14, sustancialmente paralelas, en la porción inferior del cuerpo 2 fijo, para guiar el movimiento pivotante de la palanca 4 de selección en el plano \pi_{A} para el funcionamiento en modo automático, y en el plano \pi_{S} para el funcionamiento en el modo secuencial, respectivamente. Según se ha explicado ya en la parte introductoria, estos planos están inclinados uno con respecto al otro transversalmente, y están orientados de tal manera que el pivotamiento de la palanca 4 de selección, en cada uno de ellos, define una trayectoria que, cuando se ve en proyección sobre un plano horizontal, discurre de forma sustancialmente longitudinal.

En sección longitudinal, ambas pistas 13 y 14 de guiado tienen perfiles en forma de arco circular, con sus centros sobre un eje geométrico T transversal que es fijo en relación con el cuerpo 3 móvil, y alrededor del cual puede pivotar la palanca 4 de selección (Figura 2).

Según puede apreciarse claramente en la Figura 3, la cual muestra una sección a través del dispositivo 1 de control, tomada en el plano \pi_{A}, se han formado una pluralidad de muescas 15 en una superficie de deslizamiento 13a de la pista 13, y están distanciadas de manera uniforme a lo largo del perfil en forma de arco circular, para definir las posiciones de engranaje de la palanca 4 de selección para el funcionamiento en modo automático. En particular, avanzando en contra de las agujas del reloj a lo largo de la pista 13 (con respecto al observador de la Figura 3), los números de referencia de las muescas 15 se distinguen unos de otros por la adición de los subíndices P, R, N, D, L, cada uno de los cuales identifica la posición de engranaje homónima de la caja de cambios en el modo de operación automático.

También se apreciará, todavía con respecto a la Figura 3, que el eje de pivotamiento L del cuerpo 3 móvil está orientado en el plano longitudinal \pi_{A} de tal manera que es perpendicular a la palanca 4 de selección cuando la palanca está en la posición de engranaje D, es decir, en la muesca 15_{D}, a lo largo de la pista de guiado 13.

Una única muesca 16 ha sido formada en la superficie de deslizamiento 14a de la pista de guiado 14 (Figura 4), y define la posición de reposo "0" para la palanca 4 de selección en el modo secuencial de operación.

Las pistas 13 y 14 de guiado tienen también superficies laterales de guiado 13b y 14b, respectivamente, y están separadas una de otra por medio de una pared 17 intermedia (Figura 2). Un paso 18 transversal, visible en la Figura 4, ha sido formado en esta pared, alineado con las posiciones "D" (funcionamiento automático) y "0" (funcionamiento secuencial), para permitir que la palanca 4 de selección se mueva desde una pista de guiado hasta la otra cuando el conductor conmuta el modo de operación de la caja de cambios, moviendo la palanca hacia los lados, provocando con ello que el cuerpo 3 móvil y la palanca 4 de selección pivoten conjuntamente alrededor del eje L.

El cuerpo 2 fijo posee también, lateralmente, por el lado en el que está dispuesto el plano \pi_{A}, un soporte 19 con un eje transversal horizontal, para el montaje de una porción 20 a modo de eje, sustancialmente cilíndrico, asegurado a, o integral con, la palanca 5 de transmisión.

El cuerpo 3 móvil que soporta la palanca 4 de selección, posee una estructura hueca que se extiende verticalmente, abierta por la parte superior y por la parte inferior, de modo que la palanca puede extenderse a través de la misma, y que posee una sección transversal rectangular con dos paredes 21 longitudinales paralelas conectadas por medio de dos paredes 22 transversales paralelas.

Con referencia a la Figura 3 en particular, se han formado orificios 24 en las paredes 22 transversales del cuerpo 3 para la introducción de los pernos 12 de soporte que enganchan en asientos 11 del cuerpo 2 fijo para permitir que el cuerpo 3 pivote alrededor del eje L durante el cambio entre un modo de funcionamiento y otro. Una porción 25 en forma de perno transversal, fijado a la palanca 4 de selección, portado por la zona de los bordes inferiores de las paredes 21 longitudinales, se encuentra en una posición sustancialmente central (Figura 2).

El perno 25 está montado para que gire alrededor de su propio eje en un asiento 26 cilíndrico, del que una porción superior se ha formado en los bordes inferiores de las paredes 21 longitudinales del cuerpo 3, y del que una porción superior se encuentra en un brazo de soporte 27 fijado a dichas paredes por medio de tornillos 28 o de otros miembros de conexión (Figura 3).

Las paredes 21 longitudinales del cuerpo 3 móvil disponen también de un par de ranuras 29 configuradas apropiadamente, en las que puede moverse un perno 30 de limitación mecánica, como se explica en lo que sigue de la descripción.

Finalmente, la pared 21 longitudinal del cuerpo 3 móvil que se enfrenta hacia el plano \pi_{S} operativo, posee un brazo de soporte 31 que se proyecta hacia el exterior, para la fijación del electroimán 6. Este último se encuentra dispuesto de modo que mueve una placa 32 transversalmente entre una primera posición extendida (Figura 2), en la que dicha placa bloquea el movimiento del perno 30 de limitación mecánica, y una segunda posición retraída, que permite el movimiento del perno 30 en el par de ranuras 29.

Con referencia a la Figura 2, en particular, la palanca 4 de selección, que está soportada por el cuerpo 3 móvil por medio del perno 25 transversal para pivotar alrededor del eje T, comprende, básicamente:

- un tubo 33 cilíndrico, que se proyecta desde la parte superior del cuerpo 3, para su actuación por parte del conductor del vehículo a motor, y

- un elemento 34 inferior, que está acoplado al tubo 33 por debajo del perno 25 transversal, y que puede encajar en las pistas 13 y 14 de guiado formadas en el cuerpo 2 fijo.

Una varilla 35, dispuesta para su deslizamiento a lo largo de una superficie 36 cilíndrica interior del tubo 33 cilíndrico, posee:

- una porción 35a extrema superior en forma de botón pulsador, que se proyecta desde la parte superior del tubo 33 de modo que puede ser presionada por el conductor del vehículo a motor con el fin de liberar la limitación mecánica, y

- una porción 35b extrema inferior en la que se acopla transversalmente el perno 30 de limitación mecánica, pasando el perno a través de un par de aberturas 39 formadas verticalmente en el tubo 33, con el fin de encajar en las ranuras 29 del cuerpo 3 móvil.

Como resultado de la fuerza de empuje ascendente ejercida por un elemento 37 elástico, tal como un resorte helicoidal de torsión convencional, interpuesto entre el perno 25 de la palanca 4 de selección y el extremo 35b inferior de la varilla 35, la varilla 35 se mantiene, en reposo, en una posición límite de desplazamiento superior definida por el apoyo del perno 30 de limitación mecánica contra los perfiles superiores de las ranuras 29 (Figura 2).

Firmemente fijado a la palanca 4 de selección, en las proximidades del extremo inferior del tubo 33, se encuentra el eje de articulación 25, el cual puede estar soportado giratoriamente en el asiento 26 del cuerpo 3 móvil. Un diente 40 superficial de enganche, formado en la cara del perno 25 que se enfrenta hacia la palanca 5 de transmisión, puede encajar en una ranura 41 diametral formada en la cara lateralmente interna de la porción 20 a modo de eje de la palanca 5, cuando la palanca de selección 4 se encuentra dispuesta en el plano \pi_{A} para la actuación de la caja de cambios en modo automático (Figuras 2 y 4), con el fin de transmitir el movimiento de pivotamiento de la palanca de selección alrededor de su propio eje T, hasta la palanca de transmisión.

Según se puede ver en la Figura 2, el elemento 34 inferior de la palanca 4 de selección comprende:

- una porción 42 cilíndrica superior, acoplada a la parte inferior del tubo 33, y

- una porción 43 inferior, que posee dos superficies 44 externas longitudinales, paralelas, que pueden deslizar a lo largo de las superficies 13b y 14b laterales de las pistas 13 y 14 de guiado, y una cavidad 45 interna, que está abierta por la parte inferior.

Un trinquete 46, que tiene una cabeza 47 esférica y que está cargado con un resorte 48, se encuentra dispuesto para desplazarse axialmente en la cavidad 45, y puede enganchar en las muescas 15 de la pista 13 (operación en modo automático), o en la muesca 16 de la pista 14 (operación en modo secuencial), para asegurar que la palanca 4 de selección se sitúa correctamente en la posición seleccionada.

Un imán 49 se encuentra acoplado a una de las superficies 44 laterales del elemento 34 inferior de la palanca 4 de selección, por el lado que se enfrenta al electroimán 6 y al circuito impreso 7. El imán 49 se encuentra dispuesto a una altura tal que no interfiere con las superficies 13b, 14b de guiado lateral de las pistas 13, 14 de guiado, y se enfrenta a sensores 50 de efecto Hall montados en el circuito impreso 7 cuando la palanca 4 se mueve en el plano \pi_{S}, para la operación de la caja de cambios en modo secuencial (Figura 5). El movimiento de la palanca 4 de selección desde la posición de reposo "0" hasta la posición "+" o la posición "-", puede ser detectada de este modo por los sensores 50, que cooperan con el imán 49, con el fin de enviar señales de conformidad, para el engranaje de una marcha superior o inferior, respectivamente, hasta una unidad de control electrónico de la
caja de cambios.

Con referencia adicional a la Figura 5, se ha montado un dispositivo 51 elástico en el elemento 34 inferior de la palanca 4 de selección, por el lado transversalmente alejado del imán 49 y, cuando la palanca 4 se mueve hacia los lados en el plano operativo \pi_{S}, para la actuación en modo secuencial, puede interactuar con dos proyecciones 52 de engrane, dispuestas de manera que se enfrentan una a la otra, longitudinalmente en el cuerpo 2 fijo, para asegurar el retorno de la palanca de selección desde una de las dos posiciones activas "+" y "-" hasta la posición de reposo "0", después de cada operación.

Finalmente, se han fijado dos brazos 53 transversales al tubo 33 cilíndrico de la palanca 4 de selección, por encima del cuerpo 3 móvil, para soportar un primer perno 54 longitudinal para la articulación de una cabeza 55 de la varilla 8 de conexión (Figura 1).

Según se ha mencionado en lo que antecede, la porción 20 cilíndrica en forma de eje ha sido montada para girar en el soporte 19 alrededor de un eje transversal horizontal que, durante la actuación de la caja de cambios en modo automático, es decir, cuando la palanca de selección 4 está en el plano \pi_{A}, es sustancialmente coaxial con el perno 25 de esa palanca (eje T).

El eje 20 puede ser también movido axialmente, es decir, en dirección transversal, entre:

una primera posición A, transversalmente interna, mostrada en la Figura 4, en la que el eje 20 está acoplado rotacionalmente con la palanca 4 de selección cuando se dispone la palanca en el plano \pi_{A} para el modo de operación automático, con el fin de que opere un miembro de control sobre la caja de cambios por medio de un cable flexible (no representado), conectado a un extremo 56 de un brazo 57 de la palanca 5 de transmisión, y

una segunda posición S, transversalmente externa, mostrada en la Figura 5, en la que el eje 20 está desacoplado rotacionalmente de la palanca 4 de selección cuando la palanca está en el plano \pi_{S} para el funcionamiento en modo secuencial, con el fin de asegurar la operación secuencial de la caja de cambios.

Adicionalmente a la ranura diametral 41, por la cara que se enfrenta hacia la palanca 4 de selección, el eje 20 cilíndrico de la palanca 5 de transmisión posee un diente 58 formado en su superficie lateral para encajar en una ranura 59 transversal del soporte 19 (claramente visible en la Figura 4) como resultado del movimiento de la palanca 5 desde la posición A hasta la posición S. El eje 20 posee también un elemento 60 superior a modo de brazo de soporte, el cual se proyecta desde el soporte 19 para enganchar con un segundo perno 61 longitudinal al que se ha articulado un extremo inferior 62 de la varilla 8 de conexión (Figura 1).

Cuando la palanca 4 de selección está en el plano \pi_{A}, para el modo automático de operación (Figuras 2 y 4), la palanca 5 de transmisión se mantiene en la posición A de modo que el diente 40 de la cara de conexión de la palanca 4, encaja en la ranura 41 diametral de la palanca 5 con el fin de transmitir el movimiento de pivotamiento alrededor del eje transversal T directamente a la palanca 5 cuando el conductor realiza un cambio de marcha.

Cuando la palanca 4 de selección se mueve a los lados con el fin de pivotar en el plano \pi_{S} para la operación en modo secuencial (Figura 5), sin embargo, el eje 20 de la palanca 5 de transmisión se mueve por medio de la varilla 8 de conexión, hasta la posición S, en la que el diente 40 superficial de la palanca 4 de selección se desengancha de la ranura 41 diametral de la palanca 5. El desacoplamiento rotacional de las dos palancas asegura que los movimientos impartidos a la palanca 4 de selección desde la posición de reposo "0" hacia las dos posiciones activas "+" y "-" por el conductor en el modo de actuación secuencial, no son transmitidos a la palanca 5 de transmisión, y no ocasionan por lo tanto ninguna acción sobre el cable flexible que controla la operación automática de la caja de cambios.

En el modo de operación secuencial, los controles impartidos a la palanca 4 de selección son, de hecho, transmitidos a la caja de cambios, no por medio del cable flexible conectado a la palanca 5 de transmisión, sino bajo el control de una unidad electrónica que puede recibir cualesquiera señales de conformidad enviadas por los sensores 50 de efecto Hall. En esta condición operadora, para evitar que el movimiento de pivotamiento de la palanca 4 de selección en el plano \pi_{S} sea transmitido a la palanca 5 de transmisión por medio de la varilla 8 de conexión, los extremos 55 y 62 articulados de la varilla de conexión se han montado en los pernos 54 y 61 longitudinales respectivos con juego suficiente. Alternativamente, uno de los dos pernos de articulación puede ser sustituido por un acoplamiento oscilante (tal como una junta de bola).

El movimiento de la palanca 5 de transmisión hasta la posición S, ocasiona también el encaje del diente 58 de la porción 20 en forma de eje, en la ranura 59 formada en el soporte 19, y con ello el trabado del pivotamiento de la propia palanca 5. El alineamiento entre el diente 40 de enganche de la palanca 4 de selección y la ranura 41 de la palanca 5 de transmisión, se mantiene así durante la operación de la caja de cambios en modo secuencial, de tal modo que, cuando el usuario decide cambiar al modo automático, simplemente tiene que mover la palanca 4 a los lados, sin preocuparse de restablecer el enganche entre el diente 40 y la ranura 41.

La actuación del dispositivo 1 conforme a la presente invención, para el control de una caja de cambios automática/secuencial, va a ser descrita a continuación.

Cuando el vehículo a motor está detenido, con el motor apagado, la palanca 4 de selección se dispone necesariamente en la posición "P" (estacionamiento); ésta es, de hecho, una condición inicial obligatoria impuesta por un sistema de control del vehículo que no permite que la llave de encendido pueda ser extraída del vehículo a motor si la palanca 4 de selección no se encuentra en la posición mencionada anteriormente.

Una vez que el vehículo se ha puesto en marcha, con el fin de mover la palanca 4 de selección, es necesario liberar las limitaciones eléctricas y mecánicas que lo mantienen trabado en la posición "P" inicial. Con referencia a la Figura 3, se puede ver, de hecho, que si la palanca 4 está en la posición "P" definida por la muesca 15_{P} de la superficie 13a deslizante de la pista 13 de guiado, el resorte 37 mantiene el perno 30 de limitación mecánica en apoyo contra el extremo de una porción 29a de la ranura 29 en el cuerpo móvil 3, cuya porción está alineada con la palanca 4, y está cerrada por la parte superior. En estas condiciones, el desenganche del perno 30 de la porción de ranura 29a, queda evitado por la placa 32 del electroimán 6 (Figura 2); este efecto de trabado se conoce comúnmente como limitación eléctrica.

Con el fin de mover la placa 32 del electroimán 6 hasta la posición retraída, para liberar la limitación eléctrica, es suficiente que el conductor presione el pedal de freno. En este punto, la limitación mecánica puede ser también liberada; de hecho, si se presiona el botón pulsador 35a de la varilla 35, la varilla 35 se traslada descendentemente a lo largo de la superficie 36 cilíndrica del tubo 33, contra la fuerza de empuje del resorte 37, arrastrando al perno 30 de limitación mecánica junto con la misma hasta una posición límite de desplazamiento inferior por fuera de la porción 29a de la ranura 29.

La ranura 29 del cuerpo 3 móvil se ha configurado en general de una manera tal que, por cooperación con el perno 30, impide mecánicamente el movimiento de la palanca 4 de selección desde la posición "N" hasta la posición "R", desde la "R" hasta la "P", y desde la "P" hasta la "R", a menos que se presione el botón pulsador 35a de la varilla 35. Una vez que el conductor ha completado el movimiento de la palanca 4 hasta la posición deseada, el resorte 37 de empuje devuelve el perno de limitación mecánica hasta la posición de trabado. En todas las demás condiciones operativas, sin embargo, la palanca 4 de selección es libre de moverse desde una posición a otra, sin necesidad de actuar sobre el botón pulsador 35a de la varilla 35.

El pivotamiento de la palanca 4 de selección alrededor del eje transversal T, entre las diversas posiciones de enganche a lo largo de la pista 13 de guiado, provoca que la palanca 5 de transmisión (que está en la posición A) pivote con la misma, en virtud del acoplamiento entre el diente 40 superficial y la ranura 41 diametral, y de este modo ocasiona la actuación del miembro de control sobre la caja de cambios por medio del cable flexible conectado al extremo 56 de la palanca 5.

La presencia de las muescas 15, en las que puede encajar la cabeza 47 esférica de la palanca 4 de selección a lo largo de la superficie 13a de deslizamiento de la pista 13 de guiado, permite que el usuario tenga la sensación de que se ha alcanzado la posición de enganche, y esté seguro de que esta posición será mantenida (también en virtud del sistema de limitación mecánica).

El cambio desde el modo de operación automático al modo secuencial, solamente se permite cuando la palanca 4 de selección está en la posición "D". Si, a partir de esta posición, el conductor mueve el extremo superior de la palanca 4 hacia los lados, el cuerpo 3 móvil es pivotado alrededor del eje L hasta que se lleva la palanca hacia el plano \pi_{S} para el modo de operación secuencial, en la posición "0" de reposo.

Como resultado del pivotamiento de la palanca 4 de selección alrededor del eje L, la varilla 8 de conexión empuja la palanca 5 de transmisión transversalmente hacia fuera, hasta la posición S. El desenganche consiguiente del diente 40 superficial del eje de articulación 25 de la ranura 41 diametral del eje 20, provoca que la palanca 4 de selección y la palanca 5 de transmisión sean desacopladas rotacionalmente, evitando con ello la operación de la caja de cambios en modo automático. Además, el imán 49 acoplado al elemento 34 inferior de la palanca 4 de selección se mueve por delante de los sensores 50 de efecto Hall montados en el circuito impreso 7, permitiendo que los cambios de posición de la palanca 4 sean detectados durante la operación de la caja de cambios en modo secuencial.

Según se ha mencionado ya en la parte introductoria de la descripción, en el modo de operación secuencial, la palanca 4 de selección puede ser movida desde la posición "0" de reposo hacia delante (hacia la posición "+") o hacia atrás (hacia la posición "-"), con el fin de engranar una marcha superior o inferior, respectivamente. Una vez que la posición "+" o la posición "-" ha sido alcanzada, cuando se suelta la palanca 4, vuelve a la posición "0" de reposo como resultado de la interacción entre el dispositivo 51 elástico montado en el elemento 34 inferior de la palanca y una de las proyecciones 52 de engrane interior al cuerpo 2 fijo.

Los sensores 50 de efecto Hall detectan el movimiento de la palanca 4 de selección desde la posición "0" de reposo hasta una de las dos posiciones activas "+" o "-", y envían una señal de conformidad correspondiente hasta el sistema de control de caja de cambios para la ejecución del cambio.

Con el fin de volver al modo de operación automático, es suficiente que el conductor mueva la palanca 4 de selección a los lados, desde la posición "0" de la pista 14 de guiado hasta la posición "D" de la pista 13 de guiado. La palanca 5 de transmisión es así cambiada transversalmente por medio de la varilla 8 de conexión desde la posición S hasta la posición A, restableciendo el acoplamiento rotacional con la palanca 4 de selección, por medio del diente 40 superficial. Al mismo tiempo, el imán 49 se mueve hacia fuera de los sensores 50, los cuales no transmiten ya más ninguna señal de conformidad. El pivotamiento de la palanca 4 de selección alrededor del eje L ocasiona, una vez más, el pivotamiento de la palanca 5 de transmisión, y con ello la transmisión de los controles por medio del cable flexible conectado a los mismos.

Según se desprende claramente de la descripción que antecede, el uso de un dispositivo de control de acuerdo con la invención consigue una serie de ventajas que pueden ser resumidas en los puntos siguientes:

- dimensiones pequeñas del dispositivo,

- simplicidad estructural del dispositivo y con ello, alta fiabilidad y facilidad de diagnosis e intervención en caso de un mal funcionamiento o de rotura,

- operación directa de la palanca de selección sobre el cable flexible en el modo de operación automático, en virtud del acoplamiento rotacional de la palanca de selección con la palanca de transmisión por medio del enganche de diente superficial, y en consecuencia una minimización de errores debidos a tolerancias de acoplamiento,

- control preciso de la distancia transversal del imán sobre la palanca de selección desde los sensores de efecto Hall en el circuito impreso, en virtud de la pista de guiado en la que se provoca que pivote el extremo inferior de la palanca de selección en el modo de operación secuencial, y

- posibilidad de variar la dirección de salida del cable flexible para permitir que el dispositivo sea acoplado, ya sea en el salpicadero o ya sea en el suelo del vehículo a motor, simplemente con la modificación de la dirección del brazo de la palanca de transmisión.

Naturalmente, conservando el mismo principio de la invención, las formas de realización y los detalles de construcción pueden ser ampliamente variados con respecto a los que se han descrito e ilustrado únicamente a título de ejemplo no limitativo, sin apartarse por ello del alcance de la invención según se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (18)

1. Un dispositivo (1) para controlar una caja de cambios de un vehículo a motor, la cual puede operar alternativamente en modo automático o secuencial, comprendiendo el dispositivo:

- una palanca (4) de selección que puede pivotar,

alrededor de un primer eje longitudinal (L) con el fin de moverse entre un primer plano (\pi_{A}) para la operación de la caja de cambios en modo automático, y un segundo plano (\pi_{S}) para la operación de la caja de cambios en modo secuencial, y

alrededor de un segundo eje transversal (T) con el fin de moverse entre una pluralidad de posiciones de conexión (P, R, N, D, L; +, 0, -), ya sea en cualquiera de dichos primer y segundo planos (\pi_{A}, \pi_{S}),

- una palanca (5) de transmisión, prevista para ser conectada a un miembro de control de la caja de cambios, y que puede ser, alternativamente,

acoplada rotacionalmente con la palanca (4) de selección alrededor del segundo eje (T) cuando la palanca (4) de selección se extiende por el primer plano (\pi_{A}), y

desacoplada rotacionalmente de la palanca (4) de selección, cuando la palanca (4) de selección se extiende en el segundo plano (\pi_{S});

estando el dispositivo caracterizado porque:

la palanca (5) de transmisión es móvil transversalmente entre una primera posición (A) en la que está acoplada rotacionalmente con la palanca (4) de selección, y una segunda posición (S) en la que está desacoplada rotacionalmente de la palanca (4) de selección, y

porque se han previsto, entre la palanca (4) de selección y la palanca (5) de transmisión, medios (8) de articulación para mover la palanca (5) de transmisión entre la primera y la segunda posiciones (A, S) como resultado de la rotación de la palanca (4) de selección alrededor del primer eje (L).

2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque comprende además un primer cuerpo (2) de soporte fijo, y un segundo cuerpo (3) móvil, estando el segundo cuerpo (3) soportado de manera pivotable (11, 12) por el primer cuerpo (2) de modo que pivota alrededor del primer eje (L), estando la palanca (4) de selección soportada (25, 26) por el segundo cuerpo (3) de tal manera que queda firmemente fijada a este cuerpo durante el movimiento pivotante alrededor del primer eje (L), y para pivotar en relación con ese cuerpo durante el movimiento pivotante alrededor del segundo eje (T), estando la palanca (5) de transmisión soportada (19) por el primer cuerpo (2) de tal manera que desliza a lo largo del segundo eje (T) con el fin de que pueda ser movida transversalmente entre la primera y la segunda posiciones (A, S), y estando también capacitada para pivotar alrededor del eje (T) cuando la palanca (4) de selección se extiende por el primer plano (\pi_{A}).

3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que se caracteriza porque los medios de articulación intercalados entre la palanca (4) de selección y la palanca (5) de transmisión comprenden soportes (53, 60) de articulación asociados a las palancas (4, 5), respectivamente, y un miembro (8) de varilla de conexión que posee porciones (55, 62) extremas conectadas pivotablemente a los soportes (53, 60), respectivamente.

4. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, que se caracteriza porque las porciones (55, 62) extremas del miembro (8) de varilla de conexión y los soportes de articulación (53, 60) asociados a las palancas (4, 5) de selección y de transmisión, están conectados por medio de pernos (54, 61) de articulación respectivos.

5. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, que se caracteriza porque al menos uno de los pernos (54, 61) de articulación ha sido montado con juego entre la porción (55, 62) extrema respectiva del miembro (8) de varilla de conexión, y el soporte (53, 60) de articulación respectivo, con el fin de permitir que la palanca (4) de selección pivote alrededor del eje (T) sin provocar que la palanca (5) de transmisión pivote con la misma.

6. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza porque al menos una de las porciones (55, 62) extremas del miembro (8) de varilla de conexión se ha conectado al respectivo soporte (53, 60) de articulación por medio de una articulación o una junta de bola.

7. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, que se caracteriza porque se han formado una primera y una segunda pistas de guiado (13, 14) en el primer cuerpo (2) de soporte fijo, para guiar el movimiento pivotante de la palanca (4) de selección por el primer y el segundo planos (\pi_{A}, \pi_{S}), respectivamente.

8. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, que se caracteriza porque se han asociado elementos (15, 16, 52) con la primera y la segunda pistas de guiado (13, 14) del cuerpo (2) fijo, y pueden cooperar con la palanca (4) de selección para definir las posiciones de conexión (P, R, N, D, L) en el modo de operación automático, y las posiciones (+, 0, -) en el modo de operación secuencial.

9. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, que se caracteriza porque los elementos asociados a las pistas de guiado (13, 14) del cuerpo (2) fijo, comprenden:

- una pluralidad de muescas (15_{P}, 15_{R}, 15_{N}, 15_{D}, 15_{L}) en la primera pista (13), para definir las posiciones de engranamiento respectivas (P, R, N, D, L) en el modo de operación automático, y

- una muesca (16) en la segunda pista (14), para definir la posición de reposo (0) en el modo de operación secuencial,

y porque un extremo (43) inferior de la palanca (4) de selección posee un miembro (46) de enganche que puede encajar en las muescas (15_{P}, 15_{R}, 15_{N}, 15_{D}, 15_{L}, 16) de las pistas (13, 14) de guiado, para asegurar el posicionamiento correcto de la palanca (4) de selección durante las operaciones de selección de marcha.

10. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9, que se caracteriza porque las muescas (15_{P}, 15_{R}, 15_{N}, 15_{D}, 15_{L}, 16) han sido formadas a lo largo de superficies (13a, 14a) respectivas de deslizamiento de la primera y segunda pistas de guiado (13, 14), y porque el miembro de enganche de la palanca (4) de selección comprende un elemento (46) axialmente móvil, el cual se mantiene pre-cargado por medio de un resorte (48), y el cual posee una superficie (47) de enganche sustancialmente semiesférica que se proyecta desde el extremo (43) inferior de la palanca (4) de selección con el fin de deslizar a lo largo de las superficies (13a, 14a) de deslizamiento de las pistas (13, 14) de guiado, y para encajar alternativamente en una de las muescas (15_{P}, 15_{R}, 15_{N}, 15_{D}, 15_{L}, 16).

11. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, del tipo que comprende:

- un imán (49) acoplado a la palanca (4) de selección, y

- un circuito impreso (7) equipado con sensores de posición (50), los cuales, cuando la palanca (4) de selección está dispuesta en el segundo plano (\pi_{S}), pueden detectar, en colaboración con el imán (49), el movimiento de la palanca (4) hasta una de las posiciones (+, -) para la operación en modo secuencial, con el fin de enviar señales de conformidad respectivas hasta un sistema de control electrónico de la caja de cambios,

que se caracteriza porque la palanca (4) de selección y la segunda pista de guiado (14) poseen superficies (44; 14a, 14b) laterales paralelas respectivas, estando las superficies (44) laterales de la palanca (4) de selección capacitadas para deslizar a lo largo de las superficies (14a, 14b) laterales de la pista de guiado (14) con el fin de guiar el movimiento de la palanca (4) en el segundo plano (\pi_{S}) de modo que se asegure una distancia sustancialmente constante entre el imán (49) y los sensores (50).

12. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque comprende además medios de enganche (40, 41) dispuestos para acoplar la palanca (4) de selección y la palanca de transmisión rotacionalmente cuando la palanca de transmisión está en la primera posición (A) para la operación de la caja de cambios en modo automático.

13. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque los medios de enganche previstos para acoplar la palanca (4) de selección y la palanca (5) de transmisión rotacionalmente, comprenden un miembro (40) dentado en una de estas palancas (4 ó 5), y una porción (41) ranurada formada en la otra palanca (5 ó 4) para su enganche por el miembro (40) dentado.

14. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 13, que se caracteriza porque el miembro (40) dentado está en la palanca (4) de seleccción, y porque la porción (41 ranurada se ha formado en la palanca (5) de transmisión.

15. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, que se caracteriza porque comprende además medios de tope (58, 59) para trabar el pivotamiento de la palanca (5) de transmisión cuando está en la segunda posición (S), para la operación de la caja de cambios en modo secuencial, con el fin de mantener los medios (40, 41) de enganche alineados rotacionalmente, y para favorecer así el enganche cuando el dispositivo (1) cambia al modo de operación automático.

16. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 15, cuando depende de la reivindicación 2, que se caracteriza porque los medios de tope para trabar el pivotamiento de la palanca (5) de transmisión comprenden un miembro dentado (58) en la palanca (5) de transmisión o en el soporte (19) de esa palanca (5), y una porción (59) ranurada formada en el soporte (19) o en la palanca (5) de transmisión, respectivamente.

17. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16, que se caracteriza porque el miembro (58) dentado está en la palanca (5) de transmisión, y porque la porción (59) ranurada está formada en el soporte (19) de la palanca (5) de transmisión.

18. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 17, que se caracteriza porque la palanca (5) de transmisión comprende una porción (20) sustancialmente cilíndrica, la cual se encuentra dispuesta de modo que puede ser montada en el soporte (19), y que posee:

- al menos un diente (40) de enganche, formado en su cara transversal, que se enfrenta hacia la palanca (4) de selección, para su enganche en al menos una ranura (41) formada en un soporte (25) pivotable de la palanca (4) de selección, y

- al menos un diente de tope (58) formado en su superficie lateral, para su enganche en al menos una ranura (59) formada en el soporte (19).